CN103885210B - 电光调制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电光调制器，其包括一个包括一个顶面基底、形成于该顶面上的一个Y型光波导、一个地电极、一个第一调制电极及一个第二调制电极。该Y型光波导包括一个仅用于传输横电波的第一分支及一个与该第一分支平行且仅用于传输横磁波的第二分支。该基底在该顶面形成有一个位于该第一分支与该第二分支之间的第一凹槽、一个位于该第一分支与该第一凹槽相背一侧的第二凹槽及一个位于该第二分支与该第一凹槽相背一侧的第三凹槽。该地电极位于该第一分支与该第二分支之间并完全覆盖该第一凹槽及该第二分支。该第一调制电极覆盖该第二凹槽靠近该第一分支的侧面。该第二调制电极仅覆盖该第三凹槽的底面。如此，可提高信息传输速率。

Description

电光调制器
技术领域
本发明涉及高速光通讯系统，特别涉及一种电光调制器。
背景技术
现有的一种电光调制器(马赫-曾德尔(Mach-Zehner)电光调制器)利用电光效应通过调制电场改变Y型光波导的两个分支之一的折射率，从而改变在其中传输的光束的相位，使之与Y型光波导另外一个分支中传输的光束存在相位差。如此，Y型光波导两个分支中传输的光束重新汇聚后将发生干涉，输出功率取决于相位差，也即是由调制电场决定，从而实现调制。然而，随着信息技术的高速发展，信息传输速率(带宽)已经成为技术发展主要考虑的方向。目前的电光调制器的信息传输速率有待提高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可提高信息传输速率的电光调制器。
一种电光调制器，其包括一个基底、一个Y型光波导、一个地电极、一个第一调制电极及一个第二调制电极。该基底包括一个顶面。该Y型光波导自该顶面向该基底内部扩散而成，并包括一个仅用于传输横电波(transverse electric wave)的第一分支及一个与该第一分支平行且仅用于传输横磁波(transverse magnetic wave)的第二分支。该基底在该顶面上向该基底内部形成有条状且平行于该第一分支及该第二分支的一个第一凹槽、一个第二凹槽及一个第三凹槽。该第一凹槽位于该第一分支与该第二分支之间，该第二凹槽位于该第一分支与该第一凹槽相背一侧，该第三凹槽位于该第二分支与该第一凹槽相背一侧。该地电极位于该第一分支与该第二凹槽相背一侧，并完全覆盖该第一凹槽及该第二分支。该第一调制电极位于该第二凹槽内，并覆盖该第二凹槽靠近该第一分支的侧面。该第二调制电极位于该第三凹槽内，并仅覆盖该第三凹槽的底面。
如此，可通过该第一调制电极与该地电极配合对横电波进行调制，加载、传输信息，还可以通过该第二调制电极与该地电极配合对横磁波进行调制，加载、传输信息，也即是同样的时间内，加载、传输的信息量增加，从而提高信息传输速率。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的电光调制器的立体示意图。
图2为图1的电光调制器沿线II-II的剖面示意图。
主要元件符号说明
电光调制器 10
基底 110
顶面 111
第一凹槽 112
侧面 1121,1131,115
第二凹槽 113
第三凹槽 114
底面 1141
Y型光波导 120
第一分支 121
第二分支 122
入射段 123
出射段 124
入射分叉 125
出射分叉 126
地电极 131
第一调制电极 132
第二调制电极 133
缓冲层 140
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明较佳实施方式的电光调制器10，其包括一个基底110、一个Y型光波导120、一个地电极131、一个第一调制电极132及一个第二调制电极133。该基底110包括一个顶面111。该Y型光波导120自该顶面111向该基底110内部扩散而成，并包括一个仅用于传输横电波(transverse electric wave)的第一分支121及一个与该第一分支121平行且仅用于传输横磁波(transverse magnetic wave)的第二分支122。该基底110在该顶面111上向该基底110内部形成有条状且平行于该第一分支121及该第二分支122的一个第一凹槽112、一个第二凹槽113及一个第三凹槽114。该第一凹槽112位于该第一分支121与该第二分支122之间，该第二凹槽113位于该第一分支121与该第一凹槽112相背一侧，该第三凹槽114位于该第二分支122与该第一凹槽112相背一侧。该地电极131位于该第一分支121与该第二凹槽113相背一侧，并完全覆盖该第一凹槽112及该第二分支122。该第一调制电极132位于该第二凹槽113内，并覆盖该第二凹槽113靠近该第一分支121的侧面1121。该第二调制电极133位于该第三凹槽114内，并仅覆盖该第三凹槽114的底面1141。
如此，可通过该第一调制电极132与该地电极131配合对横电波进行调制，加载、传输信息，还可以通过该第二调制电极133与该地电极131配合对横磁波进行调制，加载、传输信息，也即是同样的时间内，加载、传输的信息量增加，从而提高信息传输速率。
另外，由于该第一凹槽112隔开该第一分支121及该第二分支122且该第一分支121及该第二分支122分别传输横电波及横磁波，因此相互间也不会发生串扰(cross talk)。
再者，该第一调制电极132及该第二调制电极133共用该地电极131，而非分别设立地电极与该第一调制电极132及该第二调制电极133配对，如此，可以简化工艺。
最后，以该基底110的高度方向为x轴，宽度方向为y轴，该第一分支121及该第二分支122的长度方向(即光的传输方向)为z轴，根据平板光波导的波动方程分析，可知，横电波仅有沿y轴方向的电场分量Ey，而横磁波仅有沿x轴方向的电场分量Ex及沿z轴方向的电场分量Ez。而由于该第一调制电极132覆盖该第二凹槽113覆盖该第二凹槽113靠近该第一分支121的侧面1121，而该地电极131完全覆盖该第一凹槽112。因此，该第一调制电极132与该地电极131之间的电场穿过该第一分支121的部分完全平行于y，因此可以有效调制横电波，并降低功率。由于该地电极131完全覆盖该第二分支122且第二调制电极133仅覆盖该第三凹槽114的底面1141，使得其极间电场穿过该第二分支122部分完全平行于x轴方向，因此可以有效调制横磁波，并降低功率。
本实施方式中，该基底110呈矩形，并包括一个与该顶面111垂直的侧面115。由于铌酸锂(LiNbO3)晶体(LN)具有较高的反应速度，因此，该基底110的材料采用铌酸锂晶体，以提高该电光调制器10的带宽。
该第一凹槽112、该第二凹槽113及该第三凹槽114与该第一分支121的长度相同且对齐设置。该第一凹槽112、该第二凹槽113及该第三凹槽114的横截面呈矩形，其中，该第一凹槽112包括一个靠近该第一分支121的侧面1121，由于该地电极131完全覆盖该第一凹槽112，因此，该地电极131也覆盖该第一凹槽112的侧面1121。
该Y型光波导120一般还包括一个入射段123及一个出射段124。该第一分支121及该第二分支从该入射段123分出，并重新汇聚入该出射段124。该第二分支122与该入射段123及该出射段124形成直线的传输通道。该第一分支121与该第二分支122平行。该Y型光波导120还包括一个入射分叉125及一个出射分叉126。该入射分叉125与该第二分支122自该入射段123分叉并与该第一分支121连接。为了降低插入损耗，该入射分叉125与该第二分支122之间的夹角较小，而出于小型化的考虑，该入射分叉125长度一般较短，因此，该第二分支122与该第一分支121之间的间隙一般较小。该出射分叉126与该第二分支122汇聚交叉入该出射段124，并与该第一分支121连结。该出射分叉126与该第二分支122之间的夹角一般与该入射分叉125与该第二分支122之间的夹角相同。
该入射段123及该出射段124垂直于该基底110的侧面115，并通过在该基底110上扩散金属钛(单质)而形成，能同时传输横电波及横磁波。而该第一分支121、该入射分叉125及该出射分叉126在扩散金属钛后还继续扩散锌镍合金，因此只能传输横电波，而该第二分支122在扩散金属钛后还扩散金属镓(单质)，因此只能传输横磁波。该第一分支121及该第二分支122也垂直于该侧面115。
该地电极131、该第一调制电极132及该第二调制电极133的长度与该第一凹槽112、该第二凹槽113及该第三凹槽114的长度相同且对齐设置。
优选地，由于该地电极131覆盖该第二分支122，为防止在该第二分支122传输的光波被该地电极131所吸收，可以在该基底110上先形成一层缓冲层140，再在该缓冲层140上形成该地电极131、第一调制电极132及该第二调制电极133。该缓冲层140采用二氧化硅制成。
该缓冲层140及该地电极131、该第一调制电极132及该第二调制电极133可通过镀膜工艺获得。
总之，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种电光调制器，其包括一个基底、一个Y型光波导、一个地电极、一个第一调制电极及一个第二调制电极；该基底包括一个顶面；该Y型光波导自该顶面向该基底内部扩散而成，并包括一个仅用于传输横电波的第一分支及一个与该第一分支平行且仅用于传输横磁波的第二分支；该基底在该顶面上向该基底内部形成有条状且平行于该第一分支及该第二分支的一个第一凹槽、一个第二凹槽及一个第三凹槽；该第一凹槽位于该第一分支与该第二分支之间，该第二凹槽位于该第一分支与该第一凹槽相背一侧，该第三凹槽位于该第二分支与该第一凹槽相背一侧；该地电极位于该第一分支与该第二凹槽相背一侧，并完全覆盖该第一凹槽及该第二分支；该第一调制电极位于该第二凹槽内，并覆盖该第二凹槽靠近该第一分支的侧面；该第二调制电极位于该第三凹槽内，并仅覆盖该第三凹槽的底面，该Y型光波导包括一个入射段及一个出射段；该第一分支及该第二分支从该入射段分出，并重新汇聚入该出射段；该第二分支与该入射段及该出射段形成直线的传输通道；该第一分支与该第二分支平行；该Y型光波导还包括一个入射分叉及一个出射分叉；该入射分叉与该第二分支自该入射段分叉并与该第一分支连接；该出射分叉与该第二分支汇聚交叉入该出射段，并与该第一分支连结，该第一分支、该入射分叉及该出射分叉在扩散金属钛后还继续扩散锌镍合金而形成。
2.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该基底的材料采用铌酸锂晶体。
3.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽与该第一分支长度相同且对齐设置。
4.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该入射段及该出射段通过在该基底上扩散金属钛而形成。
5.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该第二分支在扩散金属钛后还扩散金属镓而形成。
6.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该地电极、该第一调制电极及该第二调制电极与该第一凹槽、该第二凹槽及该第三凹槽的长度相同且对齐设置。
7.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该电光调制器还包括设置于该第二分支与该地电极之间的缓冲层，用来防止该第二分支传输的光波被该地电极所吸收。
8.如权利要求7所述的电光调制器，其特征在于，该缓冲层采用二氧化硅制成。
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