摘要：硅基光子集成谐振腔作为光学敏感单元对芯片级光学陀螺的性能起着至关重要的作用。以互易敏感增强型双微环架构的光子集成陀螺谐振腔为研究对象,通过时域有限差分法仿真分析了双微环谐振腔的关键结构参数,并通过搭建仿真链路研究了微环谐振腔的品质因子、精细度与耦合系数、传输损耗的内在关系。在此基础上,选取典型结构参数设计版图,基于无源硅基光子集成工艺的多项目晶圆流片制备了双微环谐振腔器件。测试结果表明,当微环半径为500μm、波导与微环的耦合系数为0.3时,在工作波长1550 nm附近微环的自由光谱范围为0.182 nm,3 dB带宽为0.045 nm,精细度为4.04,品质因子约为3.4×10^(4)。本研究结果为双微环谐振腔的进一步优化设计提供了依据。

摘要：干涉式集成光学陀螺仪利用光电子集成技术实现陀螺系统的芯片化,在实现高性能的同时,可实现批量化生产,满足低体积、重量、功耗和成本(SWa P+C)指标,在无人领域具有重要应用前景。根据干涉式集成光学陀螺的发展脉络及趋势,设计了基于氮化硅的低损耗波导环和单偏振波导谐振腔、异质波导集成耦合结构等关键部件,搭建了基于无源芯片与光纤环的干涉式集成光学陀螺实验样机,实现精度0.03°/h(Allan方差),为目前国内已有报道同类陀螺系统的最优精度。最后,给出了干涉式集成光学陀螺的应用前景分析。

摘要：针对低成本集成化光纤陀螺研发需求,研制了一款非线性系数小、性能稳定的PZT光纤相位调制器。提出了一种新的具有支撑支架的PZT光纤相位调制器结构设计方案,完成了调制器的结构参数设计和频率特性分析,实现了PZT光纤相位调制器的性能优化。同时针对PZT光纤相位调制器存在的非线性误差大问题,提出了一种基于双闭环系统的相位迟滞非线性反馈补偿方案,完成了基于SOPC的解调方案设计,对压电材料固有的迟滞非线性误差进行补偿,从而减小陀螺的零偏,提升零偏稳定性。搭建了基于集成光子芯片的集成化光纤陀螺系统,实验结果表明:陀螺10 s零漂为0.69(°)/h,该技术有效补偿了迟滞非线性误差对陀螺精度的影响。