偏振分束器及光学陀螺仪的制作方法

本申请涉及光学，具体涉及一种偏振分束器及光学陀螺仪。

背景技术：

1、光学陀螺仪是检测运动载体角速度的一种光学传感器，在武器制导、航天航空、自动化控制等领域得到广泛运用。近年来，陀螺仪的研究不断朝着芯片化的方向发展，而基于光电子集成技术的集成光学陀螺仪，以波导代替光纤，将部分有源、无源器件在片上集成，具有结构简单、体积小、重量轻、运转更可靠等特点，具有广阔的应用前景，是重点发展的惯性导航技术方向之一。

2、偏振分束器(pbs)是一种用于分离te偏振光和tm偏振光的重要偏振处理装置，在光学陀螺仪集成光路中，需要用偏振分束器保证偏振的互易性，而消光比不高或光路中偏振保持能力低都会引起偏振误差。

3、光学陀螺仪系统中所用偏振光为te偏振光，而器件中输出为tm偏振光的端口，会形成背向反射与te偏振光的输出波导发生串扰，影响光学陀螺仪的性能。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种偏振分束器及光学陀螺仪，用于改善偏振分束器中的偏振光串扰的问题。

2、一方面，本申请实施例提供了一种偏振分束器，包括：第一波导，用于传输tm偏振光，第一波导包括第一输入段以及第一输出段；第二波导，用于传输te偏振光，并设置于第一波导在第一方向的一侧；包层，位于第一波导和第二波导在第二方向的一侧，且包层朝向第一输出段的表面凹陷形成有凹槽，至少部分第一输出段位于凹槽内，第一输出段的端面相对第二方向倾斜。

3、根据本申请实施例的一个方面，第一输出段的端面和第二方向的夹角为大于或等于8°，且小于或等于15°。

4、根据本申请实施例的一个方面，第一输出段包括第一子段和第二子段，第二子段连接于第一子段背离第一输入段的一侧，沿第一输入段至第一输出段的方向，第二子段的横截面逐渐减小。

5、根据本申请实施例的一个方面，凹槽在第一方向上的长度大于等于100μm，和/或，所述凹槽在第二方向上的深度为5μm～10μm。

6、根据本申请实施例的一个方面，还包括耦合区，耦合区长度为50μm～800μm，且耦合区内第一波导和第二波导的弯曲弧度相同。

7、根据本申请实施例的一个方面，还包括吸光部，位于第一输出段背离第一输入段的端面和凹槽的底壁之间。

8、根据本申请实施例的一个方面，吸光部还包括光吸收胶，光吸收胶的厚度大于等于50μm。

9、第一输出段背离第一输入段的端面设置有光栅结构，光栅结构包括在端面间隔分布的多个凸起，吸光部设置于光栅结构上。

10、另一方面，本申请实施例提供了一种光学陀螺仪，包括：上述偏振分束器。

11、根据本申请实施例的一个方面，多个偏振分束器相互级联连接。

12、根据本申请实施例提供的偏振分束器，偏振分束器包括第一波导、第二波导和基底，第一波导能够传输tm偏振光，tm偏振光从第一波导的第一输入段输入并从第一输出段输出。第二波导能够传输te偏振光。包层位于第一波导和第二波导在第二方向一侧，包层朝向第一输出段的表面凹形成凹槽，从而对第一波导进行吸光处理。本申请将第一输出段的端面插入凹槽内并倾斜设置，减少tm偏振光的背向反射，从而将tm偏振光和te偏振光分开，改善tm偏振光和te偏振光串扰的问题。

技术特征：

1.一种偏振分束器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的偏振分束器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的偏振分束器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的偏振分束器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的偏振分束器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的偏振分束器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的偏振分束器，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的偏振分束器，其特征在于，

9.一种光学陀螺仪，其特征在于，包括上述权利要求1-8任一项所述的偏振分束器。

10.根据权利要求9所述的光学陀螺仪，其特征在于，多个所述偏振分束器相互级联连接。

技术总结
本申请涉及一种偏振分束器及光学陀螺仪，包括：第一波导，用于传输TM偏振光，第一波导包括第一输入段以及第一输出段；第二波导，用于传输TE偏振光，并设置于第一波导在第一方向的一侧；包层，位于第一波导和第二波导在第二方向的一侧，且包层朝向第一输出段的表面凹陷形成有凹槽，至少部分第一输出段位于凹槽内，第一输出段的端面相对第二方向倾斜。从而降低了背向反射光的干扰，提高了信号传输的品质和稳定性，并通过级联偏振分束器提高了芯片整体消光比，满足了光学陀螺仪高互易性的性能需求。

技术研发人员：许文渊
受保护的技术使用者：重庆自行者科技有限公司
技术研发日：20230816
技术公布日：2024/1/15