一种悬臂梁结构的谐振式集成光波导加速度计

摘要

一种悬臂梁结构的谐振式集成光波导加速度计，由输入波导、不对称结构的马赫—曾德尔干涉器、微机械振动悬臂梁、弯曲波导、输出波导构成，其特征在于所有光波导结构和悬臂梁结构均利用集成光学微细加工技术，采用温度不敏感的有机聚合物光波导结构和有机聚合物衬底制备，可实现器件的单片集成，其检测灵敏度、动态范围等关键技术指标可实现大范围的调整。通过检测光学回路的谐振频率光强变化，测量加速度引起的光信号相位差，实现高灵敏度的加速度检测，并且具有不受环境温度扰动、不受波导双折射影响的优点。器件体积小、质量轻、稳定性高，制备工艺简单，并可实现批量生产，显著降低器件成本。

主权项

一种悬臂梁结构的谐振式集成光波导加速度计，该加速度计包括输入波导(1)、不对称结构的马赫‑曾德尔干涉器(2)、微机械振动悬臂梁(3)、短弯曲波导(4)、输出波导(5)，其特征在于：输入波导(1)、不对称结构的马赫‑曾德尔干涉器(2)、微机械振动悬臂梁(3)、短弯曲波导(4)、输出波导(5)均包括有机聚合物衬底(12)、有机聚合物波导芯层(13)、有机聚合物波导包层(14)；第一2×2端口方向耦合器(6)的内端分别接第一短波导(71)和短弯曲波导(4)的一端，第二2×2端口方向耦合器(10)的内端分别接第二短波导(72)和短弯曲波导(4)的另一端，在第一短波导(71)与第二短波导(72)之间连接有相位调制器(9)，不对称结构的马赫‑曾德尔干涉器(2)由第一2×2端口方向耦合器(6)、第一短波导(71)、相位调制器(9)、第二短波导(72)、长弯曲波导(8)和第二2×2端口方向耦合器(10)组成；输入波导(1)、短弯曲波导(4)、输出波导(5)、第一2×2端口方向耦合器(6)、第一短波导(71)、相位调制器(9)、第二短波导(72)和第二2×2端口方向耦合器(10)均固定在基座(11)上；第一2×2端口方向耦合器(6)的外端分别接输入波导(1)和长弯曲波导(8)的一端，第二2×2端口方向耦合器(10)的外端分别接输出波导(5)和长弯曲波导(8)的另一端，长弯曲波导(8)集成于微机械振动悬臂梁(3)之上；微机械振动悬臂梁(3)为双梁结构，由两根平行且对称分布的微悬臂梁(16)与质量块(17)连接构成，微悬臂梁(16)的一端固定在基座(11)上，另一端连接质量块(17)，质量块(17)自由悬空。