CN1847929A - 一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器。在X－切LiNbO3基片上或在Z－切LiNbO3基片上设有耦合器和调制区；所述的耦合器为多模干涉型2×2耦合器，光的输入波导和输出波导分别在2×2耦合器的两个端口上。本发明具有结构紧湊和设计制作容差大的特点；由于避免了Y型1×2耦合器结构中尖角的制作，器件的制作工艺更加稳定；光陀螺无需采用3dB耦合器而直接与光源和光探测器相连接，具有更低的损耗，并系统具有更高的集成度。
Description
技术领域
本发明涉及光器件、光传感、集成光学领域，具体涉及一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器。
背景技术
光调制器件是一类常用的有源光学器件。使光的相位、强度、偏振随着外部信号变化的技术称为光调制。按照外部输入信号与光之间相互作用的形态，可以将光调制器包括以下几类：基于电光效应的电光调制器、基于热光效应的热光调制器、基于声光效应的声光调制器、基于磁光效应的磁光调制器，基于非线性光学效应的调制器，以及基于自由载流子吸收的调制器。光调制器通过特定的物理效应，可以实现信号与载波之间的相互作用，这种相互作用的结果使光波导的折射率发生变化、或者光的偏振波面发生旋转，波导光得到调制。相应于前述物理效应，所以涉及的材料也涵盖了玻璃、聚合物、LiNbO3、SiO2、Si、GaAs和InP等III-V族半导体材料，以及多种非线性光学材料等等。
1969年，S.E.Miller提出了集成光学的概念，其基本思想是在同一块衬底的表面上，用折射率略高的材料制作光波导，并以此为基础再集成作为光源的激光二极管，以及开关、调制器等有源器件，光二极管检测器等。通过这种集成化，可以实现光学系统的小型化、轻量化、稳定化和高性能化的目的。采用集成光学的方法制作光调制器可以将受外部作用的光调制区域限制在薄膜波导附近，因此与体型光学元件相比，具有一系列优异的特性，包括：可以保持固定的相互作用长度；可以以较弱的输入信号实现对光的调制；器件设计的自由度高。因此集成光学调制器在现代光通信系统、光传感器件和光传感网络中必不可少的器件之一。
LiNbO3具有很好的电光和声光性能，而且，随着LiNbO3单晶制备技术的快速发展，这种LiNbO3作为集成光学调制器件的基片材料显示出巨大的发展潜力。由这种材料制作的集成光学调制器件已经被广泛地用于光通信和光传感网络。
图1是一种采用LiNbO3基片材料制作的用于集成光学光纤陀螺的光调制器件的结构示意图。这种调制器在X-切LiNbO3基片1上制作，并采用了Y分支耦合的方式，其主要结构包括：输入/输出波导2、Y型1×2耦合器3、两个分支波导4、调制区5、电极6。其工作原理是：经输入/输出波导2输入的光经过
Y型1×2耦合器3进入分支波导4，在调制区5，通过电极6上输入的信号对两个分支波导4的相位进行调制。从每一条分支波导4输出的光经过光纤线圈后进入另一条分支波导4，经两条分支波导4返回的光经Y型1×2耦合器3耦合后经输入/输出波导2输出。
上述型集成光调制器中采用了Y型1×2耦合器3将输入光分支后分别进入两个分支波导4。采用这种方案进行分支具有两个十分明显的缺点：其一，考虑到光波导的弯曲损耗，需要加长Y型1×2耦合器3的长度，相应地使光调制器件的长度增大；其二，Y型1×2耦合器3中的Y型分支的尖角7在工艺上很难实现，极易造成分支的不均匀性，而且器件制作的重复性难以保证，且分支损耗将较大；其三光调制器中输入/输出波导集光输入和输出功能于一体，光的输入和探测需要的一个3dB耦合器8实现，如图2所示，3dB耦合器8通过三条连接波导9分别与光源10、光探测器11和光调制器的输入/输出波导2连接，降低了系统的集成程度；其四，光两次通过3dB耦合器8，使光源10发出的光的能量的利用率最高只有四分之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器。
本发明所提出本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
技术方案1：
在X-切LiNbO3基片上设有耦合器和调制区；所述的耦合器为多模干涉型2×2耦合器，光的输入波导和输出波导分别在2×2耦合器的两个端口上。
技术方案2：
在Z-切LiNbO3基片上设有耦合器和调制区；所述的耦合器为多模干涉型2×2耦合器，光的输入波导和输出波导分别在2×2耦合器的两个端口上。
本发明具有的有益效果是：
1.多模干涉型耦合器具有结构紧湊和设计制作容差大的特点；
2.由于避免了Y型1×2耦合器结构中尖角的制作，器件的制作工艺更加稳定；
3.光陀螺无需采用3dB耦合器而直接与光源和光探测器相连接，具有更低的损耗，并系统具有更高的集成度。
附图说明
图1是X-切LiNbO3基片上光陀螺用Y分支耦合型集成电光调制器件结构示意图。
图2是光陀螺用Y分支耦合型集成电光调制器件与光源和探测器的耦合结构示意图。
图3是X-切LiNbO3基片上光陀螺用多模干涉耦合型集成电光调制器结构示意图。
图4是Z-切LiNbO3基片上光陀螺用多模干涉耦合型集成电光调制器结构示意图。
图中：1.X-切LiNbO3基片，1’.Z-切LiNbO3基片，2.输入/输出波导，3.Y型1×2耦合器，4.分支波导，5.调制区，6.电极，7.尖角，8.3dB耦合器，9.连接波导，；10.光源，11.光探测器，12.输入波导，13.输出波导，14.多模干涉型2×2耦合器。
具体实施方式
如图3所示，本发明是在X-切LiNbO3基片1上设有耦合器和调制区；所述的耦合器为多模干涉型2×2耦合器14，光的输入波导12和输出波导13分别在2×2耦合器14的两个端口上。
如图4所示，本发明是在Z-切LiNbO3基片1’上设有耦合器和调制区；所述的耦合器为多模干涉型2×2耦合器14，光的输入波导12和输出波导13分别在2×2耦合器14的两个端口上。
如图3和图4所示，其主要结构包括X-切LiNbO3基片1或Z-切LiNbO3基片1’上的输入波导12、输出波导13、多模干涉型2×2耦合器14、两条分支波导4、调制区5、电极6。其工作原理是：经输入波导12输入的光经过多模干涉型2×2耦合器14进入分支波导4，在调制区5，通过电极6上输入的信号对两个分支波导4的相位进行调制。从每一条分支波导4输出的光经过光纤线圈后进入另一条分支波导4，经两条分支波导4返回的光经多模干涉型2×2耦合器14耦合后经输出波导13输出。
本发明所提出的多模干涉分支型集成光相位调制器件的制作可以采用多种方案实施，主要包括两个步骤，光波导制作和电极的制作。
实施例1：采用X-切LiNbO3基片制作光波导
光波导的制作可以采用以下质子交换法制作，交换温度180～250℃，交换后400℃下退火；
电极材料为金属，如Al、Ag、Gr-Ni-Au等，电极制作采用蒸发或者溅射工艺，电极的形状制作成图3中电极6所示的形状。
实施例2：采用Z-切LiNbO3基片制作光波导
光波导的制作可以采用以下质子交换法制作，交换温度180～250℃，交换后400℃下退火；
电极材料为金属，如Al、Ag、Gr-Ni-Au等，电极制作采用蒸发或者溅射工艺，电极的形状制作成图4中电极6所示的形状。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器，在X-切LiNbO3基片(1)上设有耦合器和调制区；其特征在于：所述的耦合器为多模干涉型2×2耦合器(14)，光的输入波导(12)和输出波导(13)分别在2×2耦合器(14)的两个端口上。
2.一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器，在Z-切LiNbO3基片(1’)上设有耦合器和调制区；其特征在于：所述的耦合器为多模干涉型2×2耦合器(14)，光的输入波导(12)和输出波导(13)分别在2×2耦合器(14)的两个端口上。
Priority Applications (1)
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| CN 200610050751 CN1847929A (zh) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | 一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器 |
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| CN 200610050751 CN1847929A (zh) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | 一种光陀螺用LiNbO3电光相位调制器 |
Publications (1)
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| CN1847929A true CN1847929A (zh) | 2006-10-18 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN1847929A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101216317B (zh) * | 2008-01-21 | 2010-12-01 | 浙江大学 | 光纤陀螺用互易性集成光学调制芯片 |
| CN102349013A (zh) * | 2009-01-09 | 2012-02-08 | 惠普开发有限公司 | 用于点对点通信的光学引擎 |
| CN107976740A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-01 | 重庆鹰谷光电股份有限公司 | 光纤陀螺y波导集成调制器芯片及集成方法 |
| CN111736369A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-10-02 | 北京航空航天大学 | 一种相位调制器及谐振腔异质集成芯片 |
-
2006
- 2006-05-15 CN CN 200610050751 patent/CN1847929A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101216317B (zh) * | 2008-01-21 | 2010-12-01 | 浙江大学 | 光纤陀螺用互易性集成光学调制芯片 |
| CN102349013A (zh) * | 2009-01-09 | 2012-02-08 | 惠普开发有限公司 | 用于点对点通信的光学引擎 |
| CN102349013B (zh) * | 2009-01-09 | 2014-04-16 | 惠普开发有限公司 | 用于点对点通信的光学引擎 |
| CN107976740A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-01 | 重庆鹰谷光电股份有限公司 | 光纤陀螺y波导集成调制器芯片及集成方法 |
| CN111736369A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-10-02 | 北京航空航天大学 | 一种相位调制器及谐振腔异质集成芯片 |
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