電光調(diào)制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電光調(diào)制器，其包括一基底、一形成于該基底上的平板光波導(dǎo)、一形成于該平板光波導(dǎo)上的介質(zhì)光柵、一對(duì)第一電極、一形成于該基底上的Y型光波導(dǎo)、一對(duì)第二電極及一對(duì)第四電極。該介質(zhì)光柵與該平板光波導(dǎo)構(gòu)成一衍射型光波導(dǎo)透鏡。該對(duì)第一電極用于而改變?cè)撗苌湫凸獠▽?dǎo)透鏡的焦距。該Y型光波導(dǎo)包括一輸入段及自該輸入段分叉出且分別用于傳輸橫電波及橫磁波的兩個(gè)分支，每個(gè)分支包括一個(gè)子Y型光波導(dǎo)。該對(duì)第二電極用于改變?cè)撦斎攵蔚恼凵渎?。該組第三電極及該對(duì)第四電極分別用于改變?cè)搩蓚€(gè)子Y型光波導(dǎo)的輸出。如此，可實(shí)現(xiàn)兩階調(diào)制并提高帶寬。
【專利說明】電光調(diào)制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成光學(xué)，特別涉及一種電光調(diào)制器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在集成光學(xué)中，電光調(diào)制器（electro-optic modulator)是重要的元件。然而現(xiàn) 有的電光調(diào)制器只能實(shí)現(xiàn)一階調(diào)制，無法適用較復(fù)雜的兩階調(diào)制。另外，現(xiàn)有電光調(diào)制器的 帶寬也越來越難以適應(yīng)實(shí)際需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，有必要提供一種可實(shí)現(xiàn)兩階調(diào)制的高帶寬電光調(diào)制器。
[0004] 一種電光調(diào)制器，其包括： 一基底； 一形成于該基底上的平板光波導(dǎo)，該平板光波導(dǎo)包括一側(cè)面及一與該側(cè)面相背且與該 基底相接的界面，該側(cè)面用于接收一沿一中心軸入射的光束； 一形成于該平板光波導(dǎo)上的介質(zhì)光柵，該介質(zhì)光柵關(guān)于該中心軸對(duì)稱； 一對(duì)第一電極，該對(duì)第一電極設(shè)置于該平板光波導(dǎo)上且平行于該中心軸設(shè)置于該介質(zhì) 光柵兩側(cè)，該介質(zhì)光柵與該平板光波導(dǎo)構(gòu)成一衍射型光波導(dǎo)透鏡，該對(duì)第一電極用于加載 一第一調(diào)制電壓以通過電光效應(yīng)改變?cè)撈桨骞獠▽?dǎo)的折射率從而改變?cè)撗苌湫凸獠▽?dǎo)透 鏡的焦距， 一形成于該基底上的Y型光波導(dǎo)，該Y型光波導(dǎo)包括一該界面相接且沿該中心軸延伸 的輸入段及自該輸入段分叉出的一僅用于傳輸橫電波的第一分支及一僅用于傳輸橫磁波 的第二分支，該第一分支包括一第一子Y型光波導(dǎo)，該第一子Y型光波導(dǎo)包括一第一子分支 及一第二子分支，該第二分支包括一第二子Y型光波導(dǎo)，該第二子Y型光波導(dǎo)包括一第三子 分支及一第四子分支； 一對(duì)第二電極，該對(duì)第二電極設(shè)置于該基底上且平行于該中心軸設(shè)置于該輸入段兩 偵!|，該對(duì)第二電極用于加載一電場以改變?cè)撦斎攵蔚恼凵渎剩?一組第三電極，該組第三電極設(shè)置于該基底上，且包括一設(shè)置于該第一子分支與該第 二子分支之間的調(diào)制電極及兩個(gè)分別位于該第一子分支及該第二子分支兩側(cè)的地電極，該 組第三電極用于在該兩個(gè)地電極與該調(diào)制電極之間加載一第二調(diào)制電壓以通過電光效應(yīng) 改變?cè)摰谝蛔臃种Ъ霸摰诙臃种У恼凵渎?；?一對(duì)第四電極，該對(duì)第四電極設(shè)置于該基底上，且分別覆蓋該第三子分支及該第四子 分支，該對(duì)第四電極用于加載一第三調(diào)制電壓以通過電光效應(yīng)改變?cè)摰谌臃种Ъ霸摰谒?子分支的折射率。
[0005] 根據(jù)集成光學(xué)理論，該介質(zhì)光柵與該平板光波導(dǎo)構(gòu)成加載型光波導(dǎo)，該平板光波 導(dǎo)加載該介質(zhì)光柵的部分的等效折射率變大。如此，通過合理設(shè)置該介質(zhì)光柵的結(jié)構(gòu)，例如 設(shè)置成_啾光柵便可構(gòu)成一 _啾光柵類型的衍射型光波導(dǎo)透鏡。而該對(duì)第一電極可以加載 該第一調(diào)制電壓從而通過電光效應(yīng)改變?cè)撈桨骞獠▽?dǎo)的折射率，從而改變?cè)撗苌湫凸獠▽?dǎo) 透鏡的焦距。因此該第一調(diào)制電壓可以控制該光束會(huì)聚入該輸入段的功率大小，例如，當(dāng)該 衍射型光波導(dǎo)透鏡的焦距等于該衍射型光波導(dǎo)透鏡到該輸入段的距離時(shí)，該光束幾乎全部 會(huì)聚入該輸入段，即該光束會(huì)聚入該輸入段的功率最大。如此，該第一調(diào)制電壓可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 該光束的第一階（次）調(diào)制。
[0006] 由于雙折射現(xiàn)象，經(jīng)該輸入段傳輸?shù)臋M電波及橫磁波會(huì)分離而分別進(jìn)入該第一分 支及該第二分支。而在該對(duì)第二電極施加該電壓產(chǎn)生的電場可使該輸入段的折射率發(fā)生變 化，使得橫電波的相位變化較橫磁波的相位變化大，從而橫電波更容易與橫磁波分離進(jìn)入 該第一分支，改善極化分離效果。
[0007] 該第二調(diào)制電壓改變?cè)摰谝蛔臃种Ъ霸摰诙臃种У恼凵渎适沟闷渲袀鬏數(shù)墓?束的相位差發(fā)生改變，從而改變?cè)摰谝蛔覻型光波導(dǎo)的輸出，同理的，該第二調(diào)制電壓改變 該第三子分支及該第四子分支的折射率使得其中傳輸?shù)墓馐南辔徊畎l(fā)生改變，從而改變 該第二子Y型光波導(dǎo)的輸出。如此，該第二調(diào)制電壓可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該光束的第二階（次）調(diào) 制。也即是說，該電光調(diào)制器可以對(duì)該光束實(shí)現(xiàn)兩階調(diào)制。
[0008] 另外，該第一調(diào)制電壓及該第二調(diào)制電壓可分別獨(dú)立調(diào)制該第一分支傳輸?shù)臋M電 波及該第二分支傳輸?shù)臋M磁波，也即是同樣的時(shí)間內(nèi)，加載、傳輸?shù)男畔⒘吭黾樱瑥亩岣?信息傳輸速率。且該第一分支及該第二分支分別傳輸橫電波及橫磁波，因此相互間也不會(huì) 發(fā)生串?dāng)_（cross talk)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的電光調(diào)制器的立體示意圖。
[0010] 圖2為圖1的電光調(diào)制器沿直線II-II的剖面示意圖。
[0011] 圖3為圖1的電光調(diào)制器的介質(zhì)光柵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4為圖1的電光調(diào)制器沿直線IV-IV的剖面示意圖。
[0013] 圖5為圖1的電光調(diào)制器沿直線V-V的剖面示意圖。
[0014] 主要元件符號(hào)說明

【權(quán)利要求】
1. 一種電光調(diào)制器，其包括： 一基底； 一形成于該基底上的平板光波導(dǎo)，該平板光波導(dǎo)包括一側(cè)面及一與該側(cè)面相背且與該 基底相接的界面，該側(cè)面用于接收一沿一中心軸入射的光束； 一形成于該平板光波導(dǎo)上的介質(zhì)光柵，該介質(zhì)光柵關(guān)于該中心軸對(duì)稱； 一對(duì)第一電極，該對(duì)第一電極設(shè)置于該平板光波導(dǎo)上且平行于該中心軸設(shè)置于該介質(zhì) 光柵兩側(cè)，該介質(zhì)光柵與該平板光波導(dǎo)構(gòu)成一衍射型光波導(dǎo)透鏡，該對(duì)第一電極用于加載 一第一調(diào)制電壓以通過電光效應(yīng)改變?cè)撈桨骞獠▽?dǎo)的折射率從而改變?cè)撗苌湫凸獠▽?dǎo)透 鏡的焦距， 一形成于該基底上的Y型光波導(dǎo)，該Y型光波導(dǎo)包括一該界面相接且沿該中心軸延伸 的輸入段及自該輸入段分叉出的一僅用于傳輸橫電波的第一分支及一僅用于傳輸橫磁波 的第二分支，該第一分支包括一第一子Y型光波導(dǎo)，該第一子Y型光波導(dǎo)包括一第一子分支 及一第二子分支，該第二分支包括一第二子Y型光波導(dǎo)，該第二子Y型光波導(dǎo)包括一第三子 分支及一第四子分支； 一對(duì)第二電極，該對(duì)第二電極設(shè)置于該基底上且平行于該中心軸設(shè)置于該輸入段兩 偵!|，該對(duì)第二電極用于加載一電場以改變?cè)撦斎攵蔚恼凵渎剩? 一組第三電極，該組第三電極設(shè)置于該基底上，且包括一設(shè)置于該第一子分支與該第 二子分支之間的調(diào)制電極及兩個(gè)分別位于該第一子分支及該第二子分支兩側(cè)的地電極，該 組第三電極用于在該兩個(gè)地電極與該調(diào)制電極之間加載一第二調(diào)制電壓以通過電光效應(yīng) 改變?cè)摰谝蛔臃种Ъ霸摰诙臃种У恼凵渎剩患? 一對(duì)第四電極，該對(duì)第四電極設(shè)置于該基底上，且分別覆蓋該第三子分支及該第四子 分支，該對(duì)第四電極用于加載一第三調(diào)制電壓以通過電光效應(yīng)改變?cè)摰谌臃种Ъ霸摰谒?子分支的折射率。
2. 如權(quán)利要求1所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該基底采用鈮酸鋰晶體制成，并包括 一與該界面垂直連接的頂面。
3. 如權(quán)利要求2所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該平板光波導(dǎo)通過向該頂面擴(kuò)散金 屬鈦而形成。
4. 如權(quán)利要求3所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該介質(zhì)光柵為擴(kuò)散有金屬鈦的鈮酸 鋰晶體，并通過自該頂面向該平板光波導(dǎo)內(nèi)蝕刻該平板光波導(dǎo)得到。
5. 如權(quán)利要求1所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該介質(zhì)光柵為啁啾光柵，并包括多個(gè) 矩形的、平行設(shè)置的介質(zhì)條，該多個(gè)介質(zhì)條平行于該中心軸設(shè)置，且高度基本相同；該多個(gè) 介質(zhì)條的數(shù)目為奇數(shù)，且沿該中心軸到遠(yuǎn)離該中心軸的方向，該介質(zhì)條的寬度越來越小，而 相鄰兩個(gè)該介質(zhì)條的間隙也越來越小。
6. 如權(quán)利要求5所述的電光調(diào)制器，其特征在于，以該介質(zhì)光柵的寬度方向?yàn)?z軸，該中心軸與X軸的相交點(diǎn)為原點(diǎn)，沿該中心軸到遠(yuǎn)離該中心軸一側(cè)的方向?yàn)閄軸正 向，該多個(gè)介質(zhì)條的第個(gè)邊界心滿足如下條件：
?為正整數(shù)，β及i為常數(shù)且與該衍射型光波導(dǎo)透鏡的焦距相關(guān)。
7. 如權(quán)利要求2所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該Y型光波導(dǎo)通過在該頂面向該基底 上擴(kuò)散金屬鈦而形成。
8. 如權(quán)利要求1所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該第一電極的長度及高度分別等于 或大于該介質(zhì)光柵的長度及高度。
9. 如權(quán)利要求1所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該第二電極、該第三電極及該四電極 的長度分別等于或小于該輸入段、該第二子分支及該第四子分支的長度。
10. 如權(quán)利要求1所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該電光調(diào)制器包括一設(shè)置于該基底 與該對(duì)第四電極之間的緩沖層，用于防止在該第三子分支及該第四子分支傳輸?shù)墓馐辉?對(duì)第四電極吸收。
11. 如權(quán)利要求10所述的電光調(diào)制器，其特征在于，該緩沖層采用二氧化硅制成。
【文檔編號(hào)】G02F1/035GK104122679SQ201310147254
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】黃新舜 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司