CN201859276U - 一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及集成光学器件,具体指的是一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构。芯片材质为铌酸锂，芯片上制作有光波导，光波导两侧设置有电极，芯片粘结于封装盒上，所述电极周围设置有导电带，导电带连接封装盒。芯片表面还涂覆有共形涂层，其材料为聚硒亚胺，进一步增加了芯片的长期稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及集成光学器件,具体指的是一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构。
背景技术
光纤陀螺多功能芯片是一种通过调节电极上电压来改变波导中光波相位的集成光学器件。制作时，先把光波导图案制作在适当区域上，再通过掺杂工艺改变波导区域的折射率，从而形成光波导。然后在波导两侧制作电极，在电极上施加不同的电压就可改变波导中传输光波的相位。
现有技术的光纤陀螺多功能芯片电极设计中，一般都只是在波导两侧制作电极图形，然后通过对电极上施加不同电压来调节光波的相位。
制作光纤陀螺集成光学多功能芯片时，一般对器件的高可靠性的重要性认识不足，对铌酸锂这种人工晶体的多种效应的相互作用的复杂性缺乏认识，也就没有采取措施避免环境条件改变生成的电荷对器件的影响。这些生成的电荷被电极捕获就会引起波导中光的调制，使光学输出随环境条件变化而有所变化。铌酸锂单晶是一种人造晶体，它具有电光效应、弹光效应、压电效应、热光效应和热释电，当其受冷、热或机械变形时都会产生自由电荷。同时，由于在集成光学器件中必须采用各种粘结材料用于光纤支座和光波导的粘接。在不同的温度下，由于粘结剂和铌酸锂的膨胀系数不同会引起应力，此种应力通过弹光效应引起折射率的变化，通过压电效应会产生自由电荷，又会通过电光效应来改变器件的性能，这些效应的相互作用，在材料内引起电荷的迁移。铌酸锂晶体属于三角晶系，它的正负电荷中心不重合，晶体的畴结构也不可能完全均匀。这使得电荷运动增加了复杂性，若这种迁移的电荷被器件的电极俘获，便会通过光电效应引起调制造成器件工作不稳定，进而使得光纤陀螺无法正常工作。
因此，在铌酸锂材料的集成光学器件制作中，高可靠性是一个重要的指标，对于光纤陀螺多功能芯片器件更是尤为关键，因为光纤陀螺中的电荷调制容易使探测器组件发生饱和或灵敏度不足，使得光纤陀螺无法正常工作。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构，在电极四周设置导电带，围住电极的区域，让外部产生的电荷先传到导电带上，再由导电带传到封装盒上导走，从而避免了由于产生的电荷传到电极上，影响整个芯片的性能。
本实用新型的实现由以下技术方案完成：
一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构，芯片上制作有光波导，光波导两侧设置有电极，芯片粘结于封装盒上，所述电极周围设置有导电带。
上述导电带应于封装盒相连，产生的电荷由封装盒外壳导走。
上述导电带为宽度200μm的铜导电带。
上述芯片表面涂覆有共形涂层，所述共形涂层材料为聚硒亚胺。
本实用新型的优点是，芯片的导电带设计避免了芯片电极特性受芯片上产生自由电荷的影响，避免了各种应力产生的电荷对芯片器件的性能影响，采用涂复共形涂层的方法可进一步增加芯片的长期稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的电极结构图；
图2是本实用新型制作完成后的芯片表层剖面图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
附图1-2标号1-5所标示的是光波导1、推挽电极2、导电带3、二氧化硅膜4、共形涂层5。
本实用新型针对铌酸锂集成光学器件的稳定性较差的情况，尤其是光纤陀螺集成光学多功能芯片，设计出了相应的改进方法，大大的提高了器件的稳定性。
本实施例采用在电极周围加刻导电带，让芯片上产生的电荷集中在导电带上，再由导电带传到封装盒上导走，从而保护了电极不受外界产生电荷的影响。
在导电带设计中，经过反复实验，发现采用宽度为200μm的导电带效果最好，即避免了电荷迁移到电极上又不影响器件的其它性能。
参见附图1，标号1为光纤陀螺多功能芯片的光波导图案，标号2为在光波导两侧的电极图案，标号3为围绕电极的导电带图案。在制作电极掩膜版时，制作出电极和导电带图形，然后在制作好波导的基片上套刻掩膜图形，再溅射铜，剥离后形成电极和导电带图案。最后可在芯片表面涂覆一层聚硒亚胺做为共形涂层5，可防止空气中的氧气和水蒸气对器件的氧化和损坏，进一步提高了器件的长期稳定性。制作好的芯片端面可见附图2。
经测试，用本实施例制作出的光纤陀螺集成光学芯片与保偏光纤耦合后，半波电压＜3.2V，能经受-55℃— +125℃的高低温循环考核，且具有良好的长期稳定性。
Claims (3)
1.一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构，芯片上设有光波导和电极，其特征在于所述电极周围设置有导电带，所述导电带连接芯片封装盒。
2.如权利要求1所述的一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构，其特征在于所述导电带为溅射铜方法成型导电带，导电带宽度为200μm。
3.如权利要求1所述的一种光纤陀螺集成光学多功能芯片的电极结构，其特征在于所述芯片表面涂覆有聚硒亚胺材质的共形涂层。
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| CN115494582A (zh) * | 2022-11-22 | 2022-12-20 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 消除光纤陀螺轴间零偏误差的裸波导及电磁耦合验证方法 |
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2010
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| CN115494582B (zh) * | 2022-11-22 | 2023-02-14 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 消除光纤陀螺轴间零偏误差的裸波导及电磁耦合验证方法 |
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