CN111947640B - 硅光耦合组件、硅光集成模块及集成化谐振式光纤陀螺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硅光耦合组件、硅光集成模块及集成化谐振式光纤陀螺。本发明集成化谐振式光纤陀螺包括硅光集成模块和光子晶体光纤。硅光集成模块中的集成光源发出光，经波导到集成Y波导分成两路，再经集成光调制器后到达硅光耦合组件。部分光经硅光耦合组件进入探测器；其余光耦合进入光子晶体光纤后由另一端再经硅光耦合组件进入光纤形成循环光，部分循环光被反射入探测器。集成光调制器接收探测器反馈后，将光移频锁定在顺逆谐振峰上，移频差值为陀螺输出信号，并通过透镜和光纤控制组件补偿位置误差以减少腔损耗。本发明具有无熔点和集成化特点，利于陀螺小型化，且陀螺信噪比高，具有较大实际应用价值。

Description

硅光耦合组件、硅光集成模块及集成化谐振式光纤陀螺

技术领域

本发明属于硅光子学技术，涉及一种硅光耦合组件、硅光集成模块及集成化谐振式光纤陀螺。

背景技术

谐振振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro，RFOG)是一种角速度传感器，利用Sagnac效应测量光纤谐振腔内顺时针和逆时针光束的频差来获得角速度信息。该陀螺在工作原理上将激光陀螺谐振检测灵敏度高和干涉式光纤陀螺多匝光路这两个优点相结合，能够在小体积内实现高精度测量，具备成为下一代小体积导航级陀螺的潜力。

谐振式光纤陀螺主要器件有光源、耦合器、光调制器、光探测器、光纤，目前通常采用熔接的方式将各个光纤器件连接。由于光纤器件体积大，且器件之间需要存在大量熔接点，其集成化程度受到制约。目前谐振式光纤陀螺所采用传统实芯保偏光纤的光学噪声较大，新型光纤具有良好性能，如光子晶体光纤内部由周期性空芯孔构成，光传输时大部分能量位于纤芯中央为空气孔中，其多项光学性能均优于现有实芯保偏光纤，有利于降低陀螺噪声，同时较小的弯曲半径也有利于陀螺的小型化，如CN101294810A就提出通过在硅基板上集成多个器件，尝试构建微小型谐振式空心光子晶体光纤陀螺，进行小型化。

为了提高陀螺集成化程度，研究学者们通常选用更小体积的光纤器件，但受到光纤器件制作工艺和熔接点的影响，谐振式光纤陀螺无法进一步小型化。在新型光纤应用方面，研究学者们将光子晶体光纤与现有耦合器尾纤熔接得到的光纤谐振腔不仅损耗大，且无法避免熔接点引入的噪声误差。此外，由于熔接点处光纤脆弱，其最小弯曲半径较大也限制了光纤谐振腔的小型化。因此，当前基于光纤器件熔接的陀螺方案无法较好地满足陀螺螺小型化、一体化及日后规模化低成本生产要求，且不适用于光子晶体光纤。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种基于硅光子学技术的硅光耦合组件、硅光集成模块及集成化谐振式光纤陀螺，以有效提高陀螺集成化的同时，减少谐振腔损耗，且适用于光子晶体光纤以降低陀螺噪声。

本发明的技术方案是：硅光耦合组件，其包括第一反射镜5、第二反射镜6、第一球透镜7、第二球透镜8、第一透镜控制组件31、第二透镜控制组件32、第一光纤耦合控制组件21、第二光纤耦合控制组件22，所述第一反射镜5、第二反射镜6倾斜对称设置，两边对称设置有第一球透镜7、第二球透镜8，所述第一球透镜7、第二球透镜8分别设置在第一透镜控制组件31、第二透镜控制组件32上，第一光纤耦合控制组件21、第二光纤耦合控制组件22分别对称设置于第一球透镜7、第二球透镜8外侧，且上方分别设置有光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端9。

所述第一透镜控制组件31和第二透镜控制组件32结构相同，二者均包括四个对称的透镜固定块和两个透镜控制臂，其中，四个对称的透镜固定块分两组分别位于两个透镜控制臂的两侧，两个透镜控制臂端部为带有斜面的调节槽，用于透镜位置调节。

第一光纤耦合控制组件21、第二光纤耦合控制组件22结构相同，二者均包括四个对称的光纤固定块和两个光纤控制臂，其中，四个对称的光纤固定块分两组分别位于两个光纤控制臂的两侧，两个光纤控制臂端部为带有斜面的调节槽，用于光纤位置调节。

所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂之间均通过啮合形式对接。

当光纤调节开启时，第一光纤固定块211和第三光纤固定块213向上移动、第二光纤固定块212和第四光纤固定块214向下移动，锯齿状凸起部分分开，第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216可左右移动，实现调节功能；当光纤调节锁定时，第一光纤固定块211和第三光纤固定块213向下移动、第二光纤固定块212和第四光纤固定块214向上移动，锯齿状凸起部分闭合，第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216无法左右移动，实现锁定功能；光纤放置于第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216之间，通过第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216的水平移动可以实现光纤在水平和垂直方向上的二维调节，透镜调节方式类似光纤调节。

所述的硅光耦合组件，其所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂之间的相对移动，通过在所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂的基底掺杂有电导材料，通过端口电极进行加热温控，利用不同部位的热膨胀量不同来控制所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂相对伸缩变化，实现对光纤和透镜的位置调节锁定。

所述硅光耦合组件中的第一反射镜5、第二反射镜6、第一透镜控制组件31、第二透镜控制组件32、第一光纤耦合控制组件21、第二光纤耦合控制组件22的材质为硅基材质。

硅光集成模块包括硅基底，其硅基底表面集成有集成光源1、集成Y波导2、第一集成光调制器3、第二集成光调制器4、第一集成探测器11、第二集成探测器12以及所述的硅光耦合组件，其中，所述集成光源1通过波导传输到集成Y波导2，集成Y波导2将光分成两路且进行相位调制，并通过波导分别入射相应的第一集成光调制器3和第二集成光调制器4，所述第一集成光调制器3和第二集成光调制器4将光束移频并分别入射至硅光耦合组件内的第一、二反射镜上，硅光耦合组件将部分光束导入光纤晶体光纤形成循环光，第一集成探测器11、第二集成探测器12则接收硅光耦合组件的输出，其中，所述第一集成光调制器3接收第一集成探测器11的反馈信号并把第一集成光调制器3输出光束的中心频率锁定在谐振腔的逆时针谐振峰上，所述第二集成光调制器4接收第二集成探测器12的反馈信号将第二集成光调制器4输出光束的中心频率锁定在谐振腔的顺时针谐振峰上。

硅光集成模块，其集成光源1、集成Y波导2、第一集成光调制器3、第二集成光调制器4、第一集成探测器11、第二集成探测器12均为硅基材质，并直接在硅基底上一体加工成型。

集成化谐振式光纤陀螺包括光子晶体光纤以及所述的硅光集成模块，所述光子晶体光纤的光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端9与硅光耦合组件进行耦合，使得光子晶体光纤与硅光集成模块形成谐振腔，得到集成化谐振式光纤陀螺，此时谐振腔中的顺、逆光频差即为陀螺角速度信号输出。

本发明的有益效果：本发明利用硅光子学技术在硅基完成模块集成，可实现谐振式光纤陀螺中光波分束、光场调制、顺逆光输入、腔内光循环及信号光采集等功能，在保持光路互易性且无熔接点条件下，实现多器件芯片化集成和小体积封装有利于小型化；本发明基于空间光学耦合并设置控制组件适用于新型光纤，尤其是缺乏理想耦合器的光子晶体光纤等，对于减小光纤谐振腔体积，降低谐振腔损耗，提高光纤谐振腔信噪比具有重要意义。

附图说明

图1是本发明集成化谐振式光纤陀螺一较佳结构示意图；

图2是一种硅光耦合组件结构实现结构示意图；

图3a是一种透镜控制组件结构实现的示意图；

图3b是一种透镜控制组件结构实现的横截面局部示意图；

图4a是一种光纤控制组件结构实现的示意图；

图4b是一种光纤控制组件结构实现的横截面局部示意图；

图5是一种透镜控制组件结构实现的示意图；

图6是一种光纤控制组件结构实现的示意图；

其中，1-集成光源，2-集成Y波导，3-第一集成光调制器，4-第二集成光调制器，5-第一反射镜，6-第二反射镜，7-第一球透镜，8-第二球透镜，9-光子晶体光纤下端，10-光子晶体光纤上端，11-第一集成探测器，12-第二集成探测器，21-第一光纤耦合控制组件，22-第二光纤耦合控制组件，31-第一透镜控制组件，32-第二透镜控制组件，40-点阵式温控片，b1-第一光束，b2-第二光束，101-硅光集成模块，102-光子晶体光纤，103-硅光耦合组件，311-第一透镜固定块、312-第二透镜固定块、313-第三透镜固定块、314-第四透镜固定块、315-第一透镜控制臂、316-第二透镜控制臂，317-透镜，215-第一光纤控制臂、216-第二光纤控制臂、217-光纤端口。

具体实施方式

下面通过附图对本发明做进一步的说明：

实施例1：请参阅图1，其是本发明集成化谐振式光纤陀螺一较佳结构示意图。本发明集成化谐振式光纤陀螺包括硅光集成模块101和光子晶体光纤102。所述硅光集成模块包括集成光源1、集成Y波导2、第一集成光调制器3、第二集成光调制器4、硅光耦合组件103、第一集成探测器11、第二集成探测器12。光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端11与硅光耦合组件103的上下两端相连。所有器件利用硅光子学工艺制备在硅基上，完成硅光芯片化集成。

所述硅光集成模块中光路传播路径为：集成光源1产生激光，通过波导传输到集成Y波导2。集成Y波导2将光分成两路且对两路光进行相位调制，分别通过波导入射相应的第一集成光调制器3和第二集成光调制器4。经过第一集成光调制器3和第二集成光调制器4的光频率移频调制作用后分别形成第一光束b1和第二光束b2入射硅光耦合组件103，部分光束分别被第一集成探测器11、第二集成探测器12接收。另一部分光分别被耦合进入光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端9，通过光子晶体光纤102传输后由光子晶体光纤下端9、光子晶体光纤上端10出射再次进入硅光耦合组件103，并通过硅光耦合组件103再次耦合进入光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端9，形成逆时针循环光和顺时针循环光。硅光耦合组件103将第一光束b1和第二光束b2形成的逆时针循环光和顺时针循环光的部分光耦合出射，分别到达第一集成探测器11和第二集成探测器12。

第一集成探测器11、第二集成探测器12将探测到的光信号分别反馈到第一集成光调制器3和第二集成光调制器4，第一集成光调制器3和第二集成光调制器4对第一光束b1和第二光束b2进行移频，实现逆时针和顺时针谐振峰跟踪，第一集成光调制器3和第二集成光调制器4的移频的差值为顺逆光的频差，即为陀螺输出角速率信号，见式(1)。

其中D为光纤环直径，n为光纤纤芯折射率，Ω为陀螺角速率，λ为光波的波长，Δf为移频差值。

如图2所示，给出了一种硅光耦合组件结构实现的示意图，所述硅光耦合组件包括第一反射镜5、第二反射镜6、第一球透镜7、第二球透镜8、第一透镜控制组件31、第二透镜控制组件32、第一光纤耦合控制组件21、第二光纤耦合控制组件22。光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端11放置在硅光集成模块101中的第一光纤耦合控制组件21和第二光纤耦合控制组件22中。

所述硅光耦合组件中光路传播路径为：第一光束b1和第二光束b2入射硅光耦合组件103后，部分光束分别透过第一反射镜5和第二反射镜6后，进入第一集成探测器11、第二集成探测器12接收。第一光束b1的反射部分被第一球透镜7耦合进入光子晶体光纤上端10，通过光子晶体光纤102传输后由光子晶体光纤下端9出射，透射第二球透镜8、第二反射镜6后，部分光由第一反射镜5反射进入第一集成探测器11，其余光继续被第一球透镜7耦合进入光子晶体光纤上端10形成逆时针循环光；其中第二光束b2被第二球透镜8耦合进入光子晶体光纤下端9，通过光子晶体光纤102传输后由光子晶体光纤上端10出射，透射第一球透镜7、第一反射镜5后，部分光由第二反射镜6反射进入第二集成探测器12，其余光继续被第二球透镜8耦合进入光子晶体光纤上端9形成顺时针循环光，通过改变第一光束b1和第二光束b2频率实现顺逆时针谐振跟踪，顺逆循环光的频率差即为陀螺角速度输出信号。

所述第一球透镜7和第二球透镜8、光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端9的位置，分别放置于第一透镜控制组件31和第二透镜控制组件32、第一光纤耦合控制组件21和第二光纤耦合控制组件22中，用于改变第一球透镜7和第二球透镜8、光子晶体光纤上端10和光子晶体光纤下端9的位置，使得第一光束b1和第二光束b2能更好的耦合进入光子晶体光纤102。由于硅基加工刻蚀误差、光纤和透镜装配误差、光纤和透镜直径尺寸误差可能导致谐振腔单程腔损耗增大，使得陀螺锁定误差增大。因此通过透镜控制组件和光纤耦合控制组件，补偿加工、装配和元器件所带来的误差，降低谐振腔损耗，可以提高谐振检测灵敏度，从而提升陀螺精度。

如图3a所示，给出了一种透镜控制组件结构实现的示意图，所述透镜控制组件包括第一透镜固定块311、第二透镜固定块312、第三透镜固定块313、第四透镜固定块314、第一透镜控制臂315、第二透镜控制臂316、透镜317。透镜317放置于第一透镜控制臂315和第二透镜控制臂316之间，第一透镜固定块311和第二透镜固定块312、第三透镜固定块313和第四透镜固定块314分别放置于第一透镜控制臂315和第二透镜控制臂316的两侧。所述透镜固定块与透镜控制臂呈U型设置，其中一端较细另一端较粗。U型两端口设置有电极，其中较粗的一端设置有带有锯齿，透镜固定块与透镜控制臂通过啮合形式对接。

所述透镜固定块与透镜控制臂的基底中掺杂有电导材料如磷、砷、镓等，通过U型两端口的电极进行加热温控，所述U型两端形状不同，邻近锯齿端较粗，远离锯齿端较细，较细的一端横截面积小且通过掺杂较粗端更少的电导材质，使分得的电压高、电流密度较大，导致温度更高，因此两侧因焦耳热所产生的膨胀收缩量有差异，从而可控制透镜固定块与透镜控制臂的相对伸缩变化，实现对透镜的位置调节与锁定。其中，邻近锯齿端的带锯齿部分的横向尺寸至少为远离锯齿端的横向尺寸的5倍，邻近锯齿端的不带锯齿部分的为远离锯齿端的横向尺寸的1.5倍，且U形中间间距为1～3微米，以形成足够的温度差，并避免间距过大，使得锯齿具有合适的伸缩变形，以保证调节效果。

如：第一透镜固定块311、第二透镜固定块312、第三透镜固定块313、第四透镜固定块314可实现上下移动，第一透镜控制臂315、第二透镜控制臂316可实现左右移动。第一透镜固定块311、第二透镜固定块312、第三透镜固定块313、第四透镜固定块314、第一透镜控制臂315、第二透镜控制臂316通过锯齿状凸起实现透镜调节的开启与锁定。当透镜调节开启时，第一透镜固定块311和第三透镜固定块313向上移动、第二透镜固定块312和第四透镜固定块314向下移动，锯齿状凸起部分分开，第一透镜控制臂315和第二透镜控制臂316可左右移动，实现调节功能；当透镜调节锁定时，第一透镜固定块311和第三透镜固定块313向下移动、第二透镜固定块312和第四透镜固定块314向上移动，锯齿状凸起部分闭合，第一透镜控制臂315和第二透镜控制臂316无法左右移动，实现锁定功能。

图3b包括是透镜控制组件局部剖视图，包括第一透镜控制臂315、第二透镜控制臂316、透镜317。透镜317放置于第一透镜控制臂315和第二透镜控制臂316之间，通过第一透镜控制臂315和第二透镜控制臂316的水平移动可以实现透镜317在水平和垂直方向上的二维调节。

如图4a所示，给出了光纤控制组件结构实现方案的示意图，光纤控制组件包括第一光纤固定块211、第二光纤固定块212、第三光纤固定块213、第四光纤固定块214、第一光纤控制臂215、第二光纤控制臂216、光纤端口217。光纤端口217放置于第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216之间，第一光纤固定块211和第二光纤固定块212、第三光纤固定块213和第四光纤固定块214分别放置于第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216的两侧。所述光纤固定块与光纤控制臂呈U型设置，其中一端较细另一端较粗。U型两端口设置有电极，其中较粗的一端设置有带有锯齿，光纤固定块与光纤控制臂通过啮合形式对接。

所述光纤固定块与光纤控制臂的基底中掺杂有电导材料如磷、砷、镓等，通过U型两端口的电极进行加热温控，所述U型两端形状不同，邻近锯齿端较粗，远离锯齿端较细，较细的一端横截面积小且通过掺杂较粗端更少的电导材质，使分得的电压高、电流密度较大，导致温度更高，因此两侧因焦耳热所产生的膨胀收缩量有差异，从而可控制光纤固定块与光纤控制臂的相对伸缩变化，实现对光纤的位置调节与锁定。其中，邻近锯齿端的带锯齿部分的横向尺寸至少为远离锯齿端的横向尺寸的3倍，邻近锯齿端的不带锯齿部分的为远离锯齿端的横向尺寸的1.2倍，且U形中间间距为0.5～1.2微米，以形成足够的温度差，并避免间距过大，使得锯齿具有合适的伸缩变形，以保证调节效果。

如：第一光纤固定块211、第二光纤固定块212、第三光纤固定块213、第四光纤固定块214可实现上下移动，第一光纤控制臂215、第二光纤控制臂216可实现左右移动。第一光纤固定块211、第二光纤固定块212、第三光纤固定块213、第四光纤固定块214、第一光纤控制臂215、第二光纤控制臂216通过锯齿状凸起实现光纤调节的开启与锁定。当光纤调节开启时，第一光纤固定块211和第三光纤固定块213向上移动、第二光纤固定块212和第四光纤固定块214向下移动，锯齿状凸起部分分开，第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216可左右移动，实现调节功能；当光纤调节锁定时，第一光纤固定块211和第三光纤固定块213向下移动、第二光纤固定块212和第四光纤固定块214向上移动，锯齿状凸起部分闭合，第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216无法左右移动，实现锁定功能。

图4b包括是光纤控制组件局部剖视图，光纤控制组件包括第一光纤控制臂215、第二光纤控制臂216、光纤端口217。光纤端口217放置于第一透镜控制臂215和第二透镜控制臂216之间，通过第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216的水平移动可以实现光纤端口217在水平和垂直方向上的二维调节。

实施例2，该实施例中本发明集成化谐振式光纤陀螺与实施例1的结构类似，请同时参阅图5、图6，本实施例中的硅光耦合组件与实施例1中的方案存在差异。本实施例中，所述光纤固定块与光纤控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂之间均通过啮合形式对接。且所述光纤固定块与光纤控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂表面均设置有用于点阵式温控片40，通过温控片利用热致膨胀效应控制光纤固定块与光纤控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂的伸缩，以实现调节和锁定功能。同时光纤固定块上各点阵式温控片40位置正对各锯齿位置，避免覆盖锯齿槽底部，以避免锯齿槽部变形使得锯齿卡死，锁定调节失效。

当光纤调节开启时，点阵式温控片40降温，使得第一光纤固定块211和第三光纤固定块213以及第二光纤固定块212和第四光纤固定块收缩214，从而第一光纤固定块211和第三光纤固定块213向上移动，第二光纤固定块212和第四光纤固定块214向下移动，使得锯齿状凸起部分分开，再通过点阵式温控片控制第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216可左右移动，实现调节功能。

当光纤调节锁定时，点阵式温控片40升温，使得第一光纤固定块211和第三光纤固定块213以及第二光纤固定块212和第四光纤固定块214膨胀，从而第一光纤固定块211和第三光纤固定块213向下移动、第二光纤固定块212和第四光纤固定块214向上移动，使得锯齿状凸起部分闭合，此时第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216无法左右移动，实现锁定功能。

光纤放置于第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216之间，通过第一光纤控制臂215和第二光纤控制臂216的水平移动可以实现光纤在水平和垂直方向上的二维调节，透镜调节方式类似光纤调节，不再重复描述。

综上所述本发明可实现谐振式光纤陀螺中光波分束、光场调制、顺逆光输入、腔内光循环及信号光采集等功能，利用硅光子学技术在硅基完成硅光模块集成，在保持光路互易性且无熔接点条件下，实现多器件芯片化集成和小体积封装有利于小型化；本发明基于空间光学耦合并设置控制组件适用于新型光纤，尤其是缺乏理想耦合器的光子晶体光纤等，对于减小光纤谐振腔体积，降低谐振腔损耗，提高光纤谐振腔信噪比具有重要意义。

Claims (7)

1.硅光耦合组件，其特征在于，包括第一反射镜(5)、第二反射镜(6)、第一球透镜(7)、第二球透镜(8)、第一透镜控制组件(31)、第二透镜控制组件(32)、第一光纤耦合控制组件(21)、第二光纤耦合控制组件(22)，所述第一反射镜(5)、第二反射镜(6)倾斜对称设置，两边对称设置有第一球透镜(7)、第二球透镜(8)，所述第一球透镜(7)、第二球透镜(8)分别设置在第一透镜控制组件(31)、第二透镜控制组件(32)上，第一光纤耦合控制组件(21)、第二光纤耦合控制组件(22)分别对称设置于第一球透镜(7)、第二球透镜(8)外侧，且上方分别设置有光子晶体光纤上端(10)和光子晶体光纤下端(9)，所述第一透镜控制组件(31)和第二透镜控制组件(32)结构相同，二者均包括四个对称的透镜固定块和两个透镜控制臂，其中，四个对称的透镜固定块分两组分别位于两个透镜控制臂的两侧，两个透镜控制臂端部为带有斜面的调节槽，用于透镜位置调节；

第一光纤耦合控制组件(21)、第二光纤耦合控制组件(22)结构相同，二者均包括四个对称的光纤固定块和两个光纤控制臂，其中，四个对称的光纤固定块分两组分别位于两个光纤控制臂的两侧，两个光纤控制臂端部为带有斜面的调节槽，用于光纤位置调节；

所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂之间的相对移动，通过在所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂的基底掺杂电导材料，再通过端口电极进行加热温控，利用不同部位的热膨胀量不同来控制所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂相对伸缩变化，实现对光纤和透镜的位置调节锁定。

2.根据权利要求1所述的硅光耦合组件，其特征在于，所述透镜固定块与透镜控制臂，以及光纤固定块与光纤控制臂之间均通过啮合形式对接。

3.根据权利要求2所述的硅光耦合组件，其特征在于，当光纤调节开启时，第一光纤固定块(211)和第三光纤固定块(213)向上移动、第二光纤固定块(212)和第四光纤固定块(214)向下移动，锯齿状凸起部分分开，第一光纤控制臂(215)和第二光纤控制臂(216)可左右移动，实现调节功能；当光纤调节锁定时，第一光纤固定块(211)和第三光纤固定块(213)向下移动、第二光纤固定块(212)和第四光纤固定块(214)向上移动，锯齿状凸起部分闭合，第一光纤控制臂(215)和第二光纤控制臂(216)无法左右移动，实现锁定功能；光纤放置于第一光纤控制臂(215)和第二光纤控制臂(216)之间，通过第一光纤控制臂(215)和第二光纤控制臂(216)的水平移动实现光纤在水平和垂直方向上的二维调节，透镜调节方式类似光纤调节。

4.根据权利要求3所述的硅光耦合组件，其特征在于，所述光纤固定块与光纤控制臂，以及透镜固定块与透镜控制臂表面均设置有点阵式温控片，通过温控片利用热致膨胀效应控制光纤固定块与光纤控制臂，以及透镜固定块与透镜控制臂的伸缩，以实现调节和锁定功能。

5.硅光集成模块，其特征在于，包括硅基底，其硅基底表面集成有集成光源(1)、集成Y波导(2)、第一集成光调制器(3)、第二集成光调制器(4)、第一集成探测器(11)、第二集成探测器(12)以及权利要求1至4任一项所述的硅光耦合组件，其中，所述集成光源(1)通过波导传输到集成Y波导(2)，集成Y波导(2)将光分成两路且进行相位调制，并通过波导分别入射相应的第一集成光调制器(3)和第二集成光调制器(4)，所述第一集成光调制器(3)和第二集成光调制器(4)将光束移频并分别入射至硅光耦合组件内的第一、二反射镜上，硅光耦合组件将部分光束导入光纤晶体光纤形成循环光，第一集成探测器(11)、第二集成探测器(12)则接收硅光耦合组件的输出，其中，所述第一集成光调制器(3)接收第一集成探测器(11)的反馈信号并把第一集成光调制器(3)输出光束的中心频率锁定在谐振腔的逆时针谐振峰上，所述第二集成光调制器(4)接收第二集成探测器(12)的反馈信号将第二集成光调制器(4)输出光束的中心频率锁定在谐振腔的顺时针谐振峰上。

6.硅光集成模块，其特征在于，集成光源(1)、集成Y波导(2)、第一集成光调制器(3)、第二集成光调制器(4)、第一集成探测器(11)、第二集成探测器(12)均为硅基材质，且权利要求1至4任一项所述的硅光耦合组件中的第一反射镜(5)、第二反射镜(6)、第一透镜控制组件(31)、第二透镜控制组件(32)、第一光纤耦合控制组件(21)、第二光纤耦合控制组件(22)的材质为硅基材质，上述部件直接在硅基底上一体加工成型。

7.集成化谐振式光纤陀螺，其特征在于，包括光子晶体光纤以及权利要求5或6所述的硅光集成模块，所述光子晶体光纤的光子晶体光纤上端(10)和光子晶体光纤下端(9)与硅光耦合组件进行耦合，使得光子晶体光纤与硅光集成模块形成谐振腔，得到集成化谐振式光纤陀螺，此时谐振腔中的顺、逆光频差即为陀螺角速率信号输出。

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