CN104122680A - 电光调制器 - Google Patents

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黄新舜
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种电光调制器，其包括基底、Y型光波导、第一电极组及第二电极组。该基底包括一顶面。该Y型光波导自该顶面向该基底内部扩散而成，并包括相互平行的主分支及调制分支。该第一电极组与该第二电极组的结构相同。该第一电极组包括相互平行的第一电极及第二电极。该第一电极位于该调制分支上。该第二电极位于该调制分支远离该主分支的一侧。该第二电极组包括相互平行的第三电极及第四电极。该第三电极位于该主分支上。该第四电极位于该主分支远离该调制分支的一侧。该第一电极及该第四电极与一调制电源电连接，该第二电极及该第三电极接地。本发明还涉及一种电光调制器的制造方法。

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
目前的一种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。由于现在仅针对其中一个分支进行调制，因此所需的调制电压比较大，且调制效率低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可减小调制电压且提高调制效率的电光调制器。
一种电光调制器，其包括一个基底、一个Y型光波导、一个第一电极组及一个第二电极组。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，并包括相互平行的一个主分支及一个调制分支。该第一电极组与该第二电极组的结构相同。该第一电极组包括相互平行的第一电极及第二电极。该第一电极位于该调制分支上，且该第一电极的长度方向与该调制分支的长度方向相同。该第二电极位于该调制分支远离该主分支的一侧。该第二电极组包括相互平行的第三电极及第四电极。该第三电极位于该主分支上，且该第三电极的长度方向与该主分支的长度方向相同。该第四电极位于该主分支远离该调制分支的一侧。该第一电极及该第四电极与一调制电源电连接，该第二电极及该第三电极接地。
一种电光调制器的制造方法，其包括如下步骤：
提供一个基底，该基底包括一个顶面；
在该顶面上向该基底内部扩散形成一个Y型光波导，该Y型光波导包括该一个主分支及一个调制分支；及
在该顶面上分别形成结构相同的该第一电极组及该第二电极组，其中该第一电极组包括相互平行的第一电极及第二电极；该第一电极位于该调制分支上，且该第一电极的长度方向与该调制分支的长度方向相同；该第二电极位于该调制分支远离该主分支的一侧；该第二电极组包括相互平行的第三电极及第四电极，该第三电极位于该主分支上，且该第三电极的长度方向与该主分支的长度方向相同，该第四电极位于该主分支远离该调制分支的一侧；该第一电极及该第四电极与一调制电源电连接，该第二电极及该第三电极接地。
与现有技术相比较，本发明的电光调制器及其制造方法，由于该第一电极组与该第二电极组结构相同，使得该主分支及该调制分支内的光波的相位差能够同时进行调制，且调制的幅度相同，因此所需的调制电压可减少50%，调制效率被提高。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的电光调制器的立体示意图。
图2是图1的电光调制器沿线II-II的剖面示意图。
图3是本发明较佳实施方式的电光调制器的制造方法的流程图。
主要元件符号说明
电光调制器 100
基底 101
隔离层 102
顶面 103
Y型光波导 12
主分支 121
调制分支 122
入射段 123
出射段 124
入射分叉 125
出射分叉 126
第一电极组 13
第一电极 131
第二电极 132
第二电极组 14
第三电极 141
第四电极 142
调制电源 200
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，为本发明实施方式提供的一种电光调制器100，其包括一个基底101、一个隔离层102、一个Y型光波导12、一个第一电极组13及一个第二电极组14。
该基底101包括一个顶面103。由于铌酸锂(LiNbO3)晶体(LN)具有较高的反应速度，因此，该基底101的材料采用铌酸锂晶体，以提高该电光调制器100的带宽。
该Y型光波导12自该基底101的该顶面103向内扩散而成。该Y型光波导12包括一个主分支121、一个调制分支122、一个入射段123及一个出射段124。该主分支121及该调制分支122从该入射段123分出，并重新汇聚入该出射段124。该主分支121与该入射段123及该出射段124形成直线的传输通道。该调制分支122与该主分支121平行。
该Y型光波导12还包括一个入射分叉125及一个出射分叉126。该入射分叉125的一端与该主分支121自该入射段123进行分叉，另一端与该调制分支122连接。为了降低插入损耗，该入射分叉125与该主分支121之间的夹角较小，而出于小型化的考虑，该入射分叉125长度较短，因此，该主分支121与该调制分支122之间的间隙较小。该出射分叉126的一端与该调制分支122连接，另一端与该主分支121汇聚交叉入该出射段124。该出射分叉126与该主分支121之间的夹角与该入射分叉125与该主分支121之间的夹角相同。
该隔离层102直接形成在该顶面103上。在本实施方式中，该隔离层102的材料为二氧化硅(SiO2)。
该第一电极组13包括相互平行的第一电极131及第二电极132。该第一电极131设置在该隔离层102上且与该调制分支122对应设置。该第一电极131的长度方向与该调制分支122的长度方向相同。该第二电极132设置在该隔离层102上，且相对于该调制分支122远离该主分支121。该第一电极131的极性与该第二电极132的极性相反。
该第二电极组14与该第一电极组13的结构相同，且包括相互平行的第三电极141及第四电极142。该第三电极141设置在该隔离层102上且与该主分支121对应设置。该第三电极141的长度方向与该主分支121的长度方向相同。该第四电极142设置在该隔离层102上，且相对于该主分支121远离该调制分支122。该第三电极141的极性与该第四电极142的极性相反。
该第一电极131、该第二电极132、该第三电极141及该第四电极142的结构相同。该第一电极131与该第二电极132的间距等于该第三电极141与该第四电极142的间距。该第一电极131的宽度大于该调制分支122的宽度，该第三电极141的宽度大于该主分支121的宽度。
该第一电极131与该第四电极142均与一调制电源200电连接，该第二电极132与该第三电极141均接地。如此，调制微波加载于该第一电极组13后产生的极间电场                                               穿过该调制分支122，从而可以根据该调制微波改变该调制分支122的折射率、改变该调制分支122传输的光束的相位，实现调制。同时，调制微波加载于该第二电极组14后产生的极间电场穿过该主分支121，从而可以根据该调制微波改变该主分支121的折射率、改变该主分支121传输的光束的相位，实现调制。
可以理解，由于该隔离层102将该第一电极131及该第三电极141均与该Y型光波导12隔开，避免该第一电极131与该第三电极141与该Y型光波导12直接接触，从而降低信号的传输损耗。在其他实施方式中，该第二电极132及该第四电极142也可不设置在该隔离层102上，而是直接形成在该顶面103上。
如图3所示，本发明较佳实施方式的电光调制器100的制造方法包括以下步骤：
步骤S1：提供该基底101，该基底101包括该顶面103。
步骤S2：在该顶面103上向该基底101内部扩散形成该Y型光波导12，该Y型光波导12包括该主分支121及该调制分支122。具体的，可以将厚度为700纳米的Y型钛金属膜镀于该顶面103，然后利用1020摄氏度的高温将该Y型钛金属膜自该顶面103扩散入该基底101，形成截面为半圆形的该Y型光波导120。
步骤S3：在该顶面103上镀上该隔离层102。
步骤S4：在该隔离层102上分别形成结构相同的该第一电极组13及该第二电极组14。其中该第一电极组13包括相互平行的第一电极131及第二电极132，该第二电极组14包括相互平行的第三电极141及第四电极142。该第一电极131与该调制分支122对应设置，且该第一电极131的长度方向与该调制分支122的长度方向相同，该第二电极132位于该调制分支122远离该主分支121的一侧，且该第二电极132与该第一电极131相互平行，该第三电极141电极与该主分支121对应设置，且该第三电极141的长度方向与该主分支121的长度方向相同，该第四电极142位于该主分支121远离该调制分支122的一侧，且该第一电极131、该第二电极132、该第三电极141及该第四电极142的结构相同。该第一电极131与该第二电极132的间距等于该第三电极141与该第四电极142的间距。该第一电极131的宽度大于该调制分支122的宽度，该第三电极141的宽度大于该主分支121的宽度。
与现有技术相比较，本发明的电光调制器及其制造方法，由于该第一电极组与该第二电极组结构相同，使得该主分支及该调制分支内的光波的相位差能够同时进行调制，且调制的幅度相同，因此所需的调制电压可减少50%，调制效率被提高。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电光调制器，其包括一个基底及一个Y型光波导；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，并包括相互平行的一个主分支及一个调制分支；其特征在于，该电光调制器还包括结构相同的第一电极组及第二电极组，该第一电极组包括相互平行的第一电极及第二电极；该第一电极位于该调制分支上，且该第一电极的长度方向与该调制分支的长度方向相同；该第二电极相对于该调制分支远离该主分支；该第二电极组包括相互平行的第三电极及第四电极，该第三电极位于该主分支上，且该第三电极的长度方向与该主分支的长度方向相同，该第四电极相对于该主分支远离该调制分支；该第一电极及该第四电极与一调制电源电连接，该第二电极及该第三电极接地。
2.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该第一电极与该第二电极的间距等于该第三电极与该第四电极的间距，该第一电极、该第二电极、该第三电极及该第四电极的结构相同。
3.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该第一电极的宽度大于该调制分支的宽度，该第三电极的宽度大于该主分支的宽度。
4.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一个隔离层，该隔离层直接形成于该顶面上，该第一电极及该第三电极均形成在该隔离层上并与该Y型光波导相隔离。
5.如权利要求4所述的电光调制器，其特征在于，该第二电极及该第四电极均形成在该隔离层上。
6.如权利要求4所述的电光调制器，其特征在于，该基底的材料为铌酸锂晶体，该隔离层的材料为二氧化硅。
7.如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该Y型光波导包括一个入射段及一个出射段；该主分支及该调制分支从该入射段分出，并重新汇聚入该出射段；该主分支与该入射段及该出射段形成直线的传输通道；该调制分支与该主分支平行；该Y型光波导还包括一个入射分叉及一个出射分叉；该入射分叉的一端与该主分支及该入射段连接，另一端与该调制分支连接；该出射分叉的一端与该主分支及该出射段连接，另一端与该调制分支连结；该出射分叉与该主分支之间的夹角与该入射分叉与该主分支之间的夹角相同。
8.一种电光调制器的制造方法，其包括如下步骤：
提供一个基底，该基底包括一个顶面；
在该顶面上向该基底内部扩散形成一个Y型光波导，该Y型光波导包括一个主分支及一个调制分支；及
在该顶面上分别形成结构相同的第一电极组及第二电极组，其中该第一电极组包括相互平行的第一电极及第二电极；该第一电极位于该调制分支上，且该第一电极的长度方向与该调制分支的长度方向相同；该第二电极相对于该调制分支远离该主分支；该第二电极组包括相互平行的第三电极及第四电极，该第三电极位于该主分支上，且该第三电极的长度方向与该主分支的长度方向相同，该第四电极相对于该主分支远离该调制分支；该第一电极及该第四电极与一调制电源电连接，该第二电极及该第三电极接地。
9.如权利要求8所述的电光调制器的制造方法，其特征在于，该电光调制器的制造方法还包括步骤：在该顶面上直接形成一个隔离层，且该第一电极及该第三电极均形成在该隔离层上并与该Y型光波导隔离。
10.如权利要求8所述的电光调制器的制造方法，其特征在于，该Y型光波导通过以下步骤形成：
将厚度为700纳米的Y型钛金属膜镀于该顶面；及
利用1020摄氏度的高温将该Y型钛金属膜自该顶面扩散入该基底。
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