专利名称：声光滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声光滤波器，其中用于激发表面波的交叉指型电极形成于声光滤波器基板之上，该基板上还形成有光波导。本发明尤其涉及这样一种声光滤波器，其中光线与声表面波彼此相互作用的相互作用区域是改进过的。
背景技术：
近年来，互联网的广泛使用和公司内的LAN数目的急剧增长已引起数据通信量的快速增长。因此，能够进行大容量通信的光通信系统不仅已被广泛用于数据通信，还用于访问通信。为了进行大容量光通信，光传输被加速了并且实现了光波分复用。作为用于实现波分复用的重要组件，光波长滤波器是可用的。
光波长滤波器过滤特定波长的光，对于进行光学波分复用通信而言是重要的组件。
在1991年的IEEE光子学技术期刊卷3、第10号的一篇论文“Low Drive-PowerIntegrated Acoustooptic Filter On X-cut Y-propagating LiNbO3”中描述了图12所示的一种光波长滤波器。在光波长滤波器101中，在其中扩散了Ti的光波导103形成于X切向Y方向传播LiNbO3基板102中。为了激发声表面波，IDT 104和105被放置在LiNbO3基板102上。为了形成声表面波波导，在声表面波传播区域的两侧各放置了扩散有Ti的壁106和107。此处，通过形成壁106和107，在低电功率处具有窄带宽的光波长滤波器便形成了。
在“LiNbO3Tunable Wavelength Filter Using Acoustooptic Effect”(先进技术座谈会200周年纪念“压电材料和声波器件”，2000年2月)一文中，描述了图13所示的一种光波长滤波器。在光波长滤波器111中，其中扩散有Ti的光波导113形成于X切向Y方向传播LiNbO3基板112中。另外，提供了用于激发表面波的IDT 114。此外，为了形成表面波波导，形成了薄膜添加型波导115。因此，实现了能够集成并具有窄带宽的光波长滤波器。
在未经实审公布号为11-84331的日本专利申请中，描述了图14所示的一种光波长滤波器。在光波长滤波器121中，光波导123和IDT 124形成于基板122上。通过在IDT 124所激发的表面波与引导至光波导123的光线彼此相互作用的区域中改变光波导123的双折射，便补偿了在光波长滤波器121中产生的双折射分布，由此使得有可能限制频率特性中旁瓣的增加。
在像光波长滤波器这样的声光滤波器中，被复用的诸多光波长之间的间隔和复用操作的数目随光通信系统的不同而有所变化。尤其对于访问型的光通信系统而言，有一种强烈的要消减成本的需要。因此，近年来已提出了CWDM(粗WDM)标准。通过增加被复用的诸多波长之间的间隔，CWDM可用于实现低成本的系统。因此，在CWDM中，非常需要在较宽的波段范围内具有平滑特性的光波长滤波器。
在上文中提到过的两篇论文“Low Drive-Power Integrated Acoustooptic FilterOn X-cut Y-propagating LiNbO3”(1991年，IEEE光子学技术期刊卷3、第10号)以及“LiNbO3Tunable Wavelength Filter Using Acoustooptic Effect”(先进技术座谈会200周年纪念“压电材料和声波器件”，2000年2月)中所描述的光波长滤波器都具有窄带滤波器特性。因此，在上文中提到过的两篇论文“Low Drive-PowerIntegrated Acoustooptic Filter On X-cut Y-propagating LiNbO3”(1991年，IEEE光子学技术期刊卷3、第10号)以及“LiNbO3Tunable Wavelength Filter UsingAcoustooptic Effect”(先进技术座谈会200周年纪念“压电材料和声波器件”，2000年2月)中所描述的光波长滤波器并不是在较宽的波段范围内具有平滑的波长传输特性的光波长滤波器，结果，它们并不是CWDM所要求的滤波器。
在上文中提到过的未经审查的公布号为11-84331的日本专利申请中所描述的光波长滤波器中，通过改变光波导的双折射来补偿存在于光波长滤波器中的双折射分布，使得在相互作用区域中相位匹配条件保持不变。
不过，为了在这种光波长滤波器中实现宽带波长传输特性，相互作用区域长度必须很短。
更具体地讲，在相互作用区域中相位条件恒定时的波长传输特性(由图15中的实线X来表示)，变为当这种滤波器的波段变宽10倍时由图15中的虚线L所表示的特性。
图16和17分别示出了与相互作用区域长度有关的滤波器波段变化以及与相互作用区域长度有关的所需输入电功率变化。此处，当图15中的实线X所示的特性设定时，相互作用区域长度、输入电功率、传输波段都被标准化为1。
从图16和图17中可以清楚地看到，当光波长滤波器的波段增宽10倍时，相互作用区域长度减小到波段变宽之前的长度的1/10，所需输入电功率增加了100倍。
因此，未经审查的公布号为11-84331的日本专利申请中所描述的光波长滤波器无法在较宽的波段范围内以及较低的电功率的情况下提供平滑的波长传输特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种声光滤波器，通过克服上文中背景技术所提到的诸多问题，该声光滤波器能够在较宽的波段范围内和较低电功率的情况下提供平滑的波长传输特性。
本发明所提供的声光滤波器包括在主平面上放置光波导的声光基板；放置在该声光基板上、并用于激发声表面波的交叉指型电极，该声表面波用于转变在光波导中被引导的光的模式，该交叉指型电极带有表面波波导以用于由交叉指型电极所激发出的表面波，该交叉指型电极基本上在与光波导相同的方向上延伸，并且被引导至光波导的光的模式是用声表面波来转变的；以及相位匹配条件改变装置，该装置用于将相互作用区域处的相位匹配条件从相位匹配状态中改变0.235％或更多，相互作用区域是声表面波与被引导至光波导的光线彼此相互作用的区域。
在根据本发明的声光滤波器的特定方面中，相位匹配条件改变装置用于改变声表面波在相互作用区域中的相速度。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，相位匹配条件改变装置用于改变声表面波在表面波波导中的相速度。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，用于改变声表面波在表面波波导中的相速度的装置是放置在表面波波导处的薄膜脊。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，薄膜脊的厚度沿着表面波波导有所不同，这样声表面波的相速度在表面波波导中会有变化。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，用于改变表面波在表面波波导中的相速度的装置具有这样一种结构，在该结构中表面波波导的宽度在表面波波导的延伸方向上不断变化。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，在表面波波导的两侧放置了一对用于反射表面波的壁表面，每侧各放一个，这对壁表面可改变在该表面波波导处的相速度。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，具有各自壁面的壁构件的结构沿表面波波导有所变化，这样可改变声表面波的相速度。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，在上述那对壁面之间的距离有所变化，这样表面波波导的宽度也有所变化。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，相位匹配条件改变装置是相速度控制膜，该膜用于改变声表面波在相互作用区域中的相速度。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，相速度控制膜的厚度是选定的，这样相位匹配条件变化0.235％或更多。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，相位匹配条件改变装置用于改变在相互作用区域中声表面波的传播系数或光线的有效折射率。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，用于改变声表面波的传播系数或光线的有效折射率的装置是这样一种装置，它用于设置相互作用区域的温度分布。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，温度分布设置装置是放置在声光基板上的一种加热元件。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，该加热元件是一种加热器。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，交叉指型电极是加热元件。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，温度分布设置装置是由放置在表面波波导上的薄膜构成的，并且该薄膜的厚度部分地有所不同，以控制温度分布。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，用于在相互作用区域中改变表面波的传播系数或光线的有效折射率的装置是放置在光波导处的。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，用于改变传播系数或光线的有效折射率的装置是这样一种光波导，它的宽度被设为使相位匹配条件改变0.235％或更多。
在根据本发明的声光滤波器的另一个特定方面中，放置在光波导处、并用于改变传播系数或光线的有效折射率的装置是由在光波导处扩散的金属构成的。
图1(a)是根据本发明第一实施例的声光滤波器的外观透视图，图1(b)是沿图1(a)所示的线A-A截取的截面图。
图2示出了标准化的波段与标准化的输入电功率之间的关系，其中实线表示相位匹配条件变化的情况，虚线表示相位匹配条件恒定的情况。
图3示出了当相位匹配条件变化了0.7％时和当相位匹配条件变化了1.1％时声光滤波器的特性图。
图4(a)示出了当在本发明中相位匹配条件变化时标准化波段与相位匹配条件变化量之间的关系图，图4(b)是图4(a)的主要部分的放大图。
图5是对第一实施例做出修改后的声光滤波器的透视图。
图6是根据第二实施例的声光滤波器的透视图。
图7是对第二实施例做出修改后的声光滤波器的透视图。
图8是根据第三实施例的声光滤波器的透视图。
图9示出了在根据第四实施例的声光滤波器的相互作用区域中设定了温度梯度的若干情况。
图10是根据第五实施例的声光滤波器的透视图。
图11是根据第六实施例的声光滤波器的透视图。
图12是相关光波长滤波器的一个示例的示意性平面图。
图13是相关光波长滤波器的另一个示例的示意性平面图。
图14是是相关光波长滤波器的另一个示例的示意性平面图。
图15示出了声光滤波器的传输特性。
图16示出了在声光滤波器中标准化的相互作用区域长度与标准化的波段之间的关系。
图17示出了在声光滤波器中标准化的相互作用区域长度与输入电功率之间的关系。
具体实施例方式
在下文中，将通过参照附图描述本发明的诸多实施例来描述本发明。
图1(a)是根据本发明第一实施例的声光滤波器的外观透视图，图1(b)是沿图1(a)所示的线A-A截取的截面图。声光滤波器1具有X切向Y方向传播LiNbO3压电基板2。
光波导3形成于压电基板1的上表面2a的横向中心部分中，以便于纵向延伸。光波导3是通过热扩散Ti而形成的。在该实施例中，通过在1040℃的温度下热扩散8小时，便在压电基板2的上表面2a的中心部分处一90nm宽的区域中形成了光波导3。光波导3形成于压电基板2的上表面2a的整个纵向长度之上。压电基板2的长度是60mm，宽度是5mm。
用于激发声表面波的交叉指型电极IDT 4形成于压电基板2的上表面。IDT4形成了，使得波长是20微米，电极指横向宽度是60微米，中心频率从170到180MHz。
薄膜脊5形成于压电基板2的相互作用区域中。在该相互作用区域中，被引导至光波导3的光线与表面波彼此相互作用。在本实施例中，该区域从放置IDT 4的地方延伸至压电基板2的末端2b。薄膜脊5是通过溅射ZnO而形成的。薄膜脊5的长度为30mm，宽度为50微米。从图1中可以清楚地看到，膜厚度从紧靠IDT 4的末端5a开始而不断增大。更具体地讲，薄膜脊5的膜厚度在紧靠IDT 4的末端5a处是0.4微米，而在另一端5b则是1.0微米。
吸收剂6放置在IDT 4的外部。另一个吸收剂7放置在相互作用区域的外端部分处。吸收剂6和7是由硅树脂橡胶构成的。或者，吸收剂6和7可以由聚酰亚胺或环氧物构成。
根据本实施例的声光滤波器的特性在于，薄膜脊5的膜厚度从端5a到端5b不断变化，使得在相互作用区域中的相位匹配条件从相位正好匹配的情况变化了大约1％。因此，光传输波段增宽了大约30倍，同时并没有减小相互作用区域的长度。参照图2到4将对这一点进行描述。
声光滤波器是一种在光TE模式与光TM模式之间进行转换的器件。当光波长是λ、TE模式和TM模式的传播系数是βa和βb、有效折射率是Na和Nb、以及声表面波的相速度是Λ时，相位匹配条件由下式来表示βa-βb|=2πλ|Na-Nb|=2πλ···(1)]]>当相位匹配条件在相互作用区域中保持恒定时，光传输波段的宽度是由相互作用区域长度来确定的。在相互作用区域内改变相位匹配条件使得有可能使光传输波段增宽，而不管相互作用区域长度。因此，可以理解，在低电功率的情况下，相互作用区域可以很长，光传输波段可以很宽。
用于改变这种相位匹配条件的装置的示例包括，用于在相互作用区域中改变声表面波的相速度的装置，用于改变声表面波的传播系数或光线的有效折射率的装置。
在图1所示的实施例中，在相互作用区域中，声表面波的相速度是由薄膜脊5来改变的，这样相位匹配条件大约变化1％。
图2示出了标准化的传输波段与标准化的输入电功率之间的关系。图2中的虚线表示相位匹配条件恒定的情况，而图2中的实线表示相位匹配条件有所变化的情况。当相位匹配条件恒定时，带宽基于相互作用区域长度而变化。
更具体地讲，为了在当相位匹配条件恒定时增大带宽10倍，相互作用区域长度必须减小到增大带宽前的长度的1/10。在这种情况下，输入电功率像图2所示的那样增大了100倍。相比之下，在相位匹配条件变化的情况下，当带宽增大10倍而相互作用区域长度保持不变时，输入电功率增大了10倍(参照图2)。
换句话说，当相位匹配条件改变并且带宽增大10倍时，所需输入电功率减小到当相位匹配条件恒定时所需输入电功率的1/10。在带宽增大2倍的情况下，在其中相位匹配条件变化的结构所需的电功率是在其中相位匹配条件恒定的结构所需的电功率的一半。
如果带宽像上述那样增大，则带宽越大，减小输入电功率的效应就越大。另外，增大相互作用区域长度可以进一步减小输入电功率。
图3示出了当相位匹配条件变化0.7％和1.1％时根据本发明的声光滤波器的特性，并且与图15所示的传输波段特性相比该波段增宽了10倍。如图3所示，相位匹配条件变化0.7％可以使图15中的实线所示的波段增宽10倍，而相位匹配条件变化1.1％可以使该波段增大35倍。
图4(a)和4(b)示出了与相位匹配条件变化量有关的标准化波段的变化。从图4(a)和4(b)中可以清楚地看到，当相位匹配条件变化量大于等于0.235％时，带宽可以有效地增大，其中图4(b)是4(a)的放大图。因此，在本发明中，提供了用于使相位匹配条件从相位正好匹配的情况变化0.235％或更多的装置，这样声光滤波器便具有了宽带光波长特性。
在根据图1所示的实施例的声光滤波器1中，像上文提到的那样，薄膜脊5是沿相互作用区域的纵向而形成的，并且膜厚度从0.4微米变化到1.0微米，因此，表面波在相互作用区域中的相速度变化了1％。因此，相位匹配条件变化了1％，这样便实现了宽带光传输特性。另外，应该理解，既然没有必要使相互作用区域很短，那么便可以在低电功率的情况下实现宽带光传输特性。
在声光滤波器1中，通过使薄膜脊5的厚度从端5a到端5b不断增厚，来改变相位匹配条件。不过，如图5所示，薄膜脊15的宽度可以从端15a到端15b不断增大。在图5所示的这种修改中，薄膜脊15的长度为30mm，膜厚度为1.5微米。端15a处的宽度是20微米，端15b处的宽度是40微米。声光滤波器11的其它结构特征与声光滤波器1相同。
在声光滤波器11中，薄膜脊15的宽度像上文提到的那样在相互作用区域的纵向上变化，使得声表面波的相速度的变化接近1％。结果，与根据第一实施例的声光滤波器1相似的是，也可以在低电功率的情况下实现宽带光传输特性。
通过将第一实施例与上述修改相结合，薄膜脊的膜厚度与宽度可以沿着相互作用区域的纵向一起变化。
图6是根据本发明第二实施例的声光滤波器的透视图。在根据第二实施例的声光滤波器21中，作为图1所示的薄膜脊5的替代，在压电基板2上放置了壁构件22和23，它们分别具有用于反射声表面波的壁面22a和23a。声光滤波器21的其它结构特征与声光滤波器1相同。
壁构件22的壁面22a和壁构件23的壁面23a彼此相平行地在相互作用区域的纵向上延伸。形成壁构件22和23的材料传导声音的速度大于构成压电基板2的LiNbO3材料。在本实施例中，它们是用AIN构成的。在LiNbO3中扩散Ti也可以产生相似的效果。
壁构件22和23的壁面22a和23a的长度是30mm。壁构件22和23的膜厚度从紧靠IDT 4的端22b和23b开始朝着各自相反的端22c和23c不断增厚。换句话说，壁面22a和23a的高度是变化的，在端22b和23b处为0.2微米，在端22c和23c是0.6微米。
在根据第二实施例的声光滤波器21中，提供了一对用于反射表面波的壁面22a和23a，由此形成了用于IDT 4所激发的声表面波的表面波波导。既然壁面22a和23a的长度在相互作用区域的纵向上有变化，那么在表面波波导中的表面波的相速度也有变化。因此，前述的相位匹配条件变化了大约1％。
结果，与根据第一实施例的声光滤波器1相似的是，既然相位匹配条件是由壁构件22和23来改变的，那么有可能实现更宽的光传输波段特性，而不用减小相互作用区域长度。
尽管在第二实施例中壁面22a和23a的高度沿相互作用区域的纵向不断变化，但是在各壁构件32和33的壁面32a和33a之间的距离可以在相互作用区域的纵向上变化，就像图7所示的修改的声光滤波器31中那样。在图7中，壁面32a和33a之间的距离沿着从紧靠IDT 4的端32b和33b到相反的端32c和33c的方向上不断减小。更具体地讲，在端32b和33b处壁面32a和33a之间的距离是480微米，在端32c和33c处为120微米。在这种情况下，就像在声光滤波器21中那样，相位匹配条件变化大约1％。因此，相似的是，有可能在低电功率的情况下实现更宽的光传输波段特性。
根据第二实施例的声光滤波器21的结构可以与修改的声光滤波器31的结构组合起来。更具体地讲，用于在声表面波波导中传播表面波的壁面的高度与这对壁面之间的距离可以在相互作用区域的纵向上一起变化。
图8是根据第三实施例的声光滤波器的透视图。
作为薄膜脊5的替代，在压电基板2上提供了相速度控制膜42，除了这一点之外，声光滤波器41的结构与声光滤波器1相同。相速度控制膜42是通过溅射ZnO而构成的，并且在相互作用区域的纵向上长度为30nm，宽度等于压电基板2的整体宽度。
相速度控制膜42从紧靠IDT 4的端42a到相反的端42b不断变厚。更具体地讲，在端42a处厚度为0.4微米，在端42b处厚度为1.0微米。
在声光滤波器41中，相速度控制膜42使声表面波的相速度像在声光滤波器1中那样变化，这样相位匹配条件大约变化1％。
在本发明中，通过提供温度分布给相互作用区域，有可能使前述的相位匹配条件从相位正好匹配的情况变化0.235％或更多。换句话说，用于将温度分布提供给相互作用区域的装置可以被用作用于改变相位匹配条件的装置。下面将对基于这种原理的第四实施例进行描述。
当使用图1所示的声光滤波器1的薄膜脊5时，通过溅射ZnO，在压电基板2上形成了一层ZnO膜。在这种情况下，因为使用了图1所示的薄膜脊5，所以ZnO的厚度在相互作用区域的纵向上不断变化。改变加在IDT 4上的输入电功率使得有可能在相互作用区域的纵向上设定温度梯度。图9示出了当ZnO膜厚度始终为2微米并且输入电功率是50mW时相互作用区域的温度分布，还示出了当ZnO膜厚度始终为2微米并且输入电功率是100mW时相互作用区域的温度分布，以及当ZnO膜厚度始终为5微米并且输入电功率是100mW时相互作用区域的温度分布。
从图9中可以清楚地看到，可以理解的是，通过选择ZnO膜厚度和输入电功率，便可以在相互作用区域的纵向上设置温度梯度。通过设置这种温度梯度，声表面波的传播系数或光线的有效折射率在相互作用区域的纵向上不断变化，使得相位匹配条件有所变化。
因此，温度梯度被设置成使相位匹配条件从相位正好匹配的情况下改变0.235％或更多。因此，可以理解的是，像根据第一实施例的声光滤波器1那样，根据第四实施例的声光滤波器提供了很宽的光传输特性，而没有减小相互作用区域的长度。
尽管在本实施例中提供了ZnO膜，但是在有些情况下它是没必要提供的，在这种情况下，只有IDT 4的加热元件是可以通过控制输入电功率来改变的。或者，通过在像薄膜脊5这样的相互作用区域的纵向上改变ZnO膜的厚度，可以设定温度梯度。
在如图10所示的修改过的声光滤波器51中，加热器52和53可以放置在压电基板2的上表面2a上。通过将加热器52和53放置在靠近相互作用区域的地方，有可能在相互作用区域的纵向上设置温度梯度。
图11是根据本发明第五实施例的声光滤波器的透视图。在声光滤波器61中，在压电基板2的上表面2a上提供了光波导63。光波导63的宽度在相互作用区域的纵向上变化。更具体地讲，通过热扩散Ti而形成的光波导63在放置IDT 4的一侧宽度为6微米，在相互作用区域的外端处即光波导63的端63a处宽度为8微米。
在声光滤波器61中，尽管在相互作用区域提供了ZnO膜64以改变表面波的相速度，但是并非必须要提供ZnO膜64。
在声光滤波器61中，光波导63的宽度像前述那样在相互作用区域的纵向上变化，使得相位匹配条件从相位正好匹配的情况中有所改变。因此，通过改变光波导63的宽度使得相位匹配条件从相位正好匹配的情况改变0.235％或更多，声光滤波器61便可以像根据第一实施例的声光滤波器1那样提供很宽的光传输特性，而不用减小相互作用区域的长度。
尽管在声光滤波器61中光波导63的宽度在相互作用区域的纵向上变化，但是光波导63的深度也可以变化。换句话说，通过当相对于压电基板2的上表面2a扩散Ti时在相互作用区域的纵向上改变Ti扩散区域的宽度，有可能改变相位匹配条件。例如，当扩散Ti的区域的深度即光波导63的厚度在80-100nm的范围内变化时，对于声光滤波器61而言有可能使相位匹配条件改变0.235％或更多。
用在本发明中的声光基板可以是切角LiNbO3基板或其它类型的压电基板，以替代X切向Y方向传播LiNbO3基板。
工业应用如上所述，根据本发明的声光滤波器包括相位匹配条件改变装置，该装置用于在相互作用区域中把相位匹配条件从相位正好匹配的情况改变0.235％或更多，在相互作用区域中被引导至光波导的光线与声表面波彼此相互作用。因此，有可能提供很宽的光传输特性而不用减小相互作用区域的长度。结果，便有可能在低电功率的情况下提供很宽的传输特性。
当相位匹配条件改变装置是用于改变声表面波在相互作用区域中的相速度的装置时，只需要在相互作用区域中提供用于改变声表面波的相速度的结构，使得有可能提供根据本发明的宽带光传输特性。
例如，当在表面波波导处提供用于改变表面波的相速度的装置或薄膜脊时，有可能很容易改变表面波的相速度。另外，通过改变薄膜脊沿表面波波导的厚度，有可能很容易改变声表面波在表面波波导中的相速度。
或者，通过改变表面波波导在表面波波导的延伸方向上的自身宽度，有可能很容易改变表面波的相速度。
此外，通过使用一对用于反射表面波的壁面，这对壁面的放置是表面波波导每侧各一个，这样便有可能改变表面波波导中的相速度。例如，具有各自的壁面的壁构件的结构可以沿表面波波导变化。或者，通过改变这对壁面之间的距离，有可能改变表面波波导的宽度。
在本发明中，相位匹配条件改变装置可以是用于改变声表面波在相互作用区域中的相速度的相速度控制膜。在这种情况下，相速度控制膜的厚度被设定为使相位匹配条件改变0.235％或更多。
在本发明中，相位匹配条件改变装置可以用于在相互作用区域中改变传播系数或光线的有效折射率。这种装置的一个示例是用于在相互作用区域中设置温度梯度的温度分布设置装置。因此，可以在声光基板上提供加热元件或加热器，或通过控制交叉指型电极自身的输入电功率便可以使交叉指型电极用作加热元件。通过使用在表面波波导上的薄膜，该薄膜的厚度可以并不均匀以便控制温度分布，这样便可以形成温度分布设置装置。这使得有可能很容易在相互作用区域中设置温度分布，所以通过改变根据本发明的相位匹配条件便有可能在低电功率的情况下实现很宽的光传输特性。
在本发明中，用于在相互作用区域中改变表面波传播系数或光线的有效折射率的装置可以是由光波导自身来提供的。例如，光波导的宽度可以在相互作用区域的纵向上变化使得相位匹配条件改变0.235％或更多，或者用于形成光波导的扩散金属的金属扩散区域的深度即光波导的深度可以在相互作用区域的纵向上变化，使得形成了相位匹配条件改变装置。因此，通过仅控制扩散金属的方法，便有可能很容易提供在低电功率的情况下具有很宽的光传输特性的声光滤波器。
权利要求
1.一种声光滤波器，它包括光波导放置在主表面上的声光基板；放置在所述声光基板上并用于激发声表面波的交叉指型电极，所述声表面波用于转变在所述光波导中被引导的光线的模式，适用于由所述交叉指型电极激发出的表面波的表面波波导在基本上与所述光波导相同的方向上延伸，被引导至所述光波导的光线的模式是由所述声表面波来转变的；以及用于在相互作用区域中将相位匹配条件从相位正好匹配的状态改变0.235％或更多的相位匹配条件改变装置，在所述相互作用区域中，所述声表面波与被引导至所述光波导的光线彼此相互作用。
2.如权利要求1所述的声光滤波器，其特征在于，所述相位匹配条件改变装置是用于在所述相互作用区域中改变所述声表面波的相速度的装置。
3.如权利要求2所述的声光滤波器，其特征在于，所述相位匹配条件改变装置是用于在所述表面波波导中改变所述声表面波的相速度的装置。
4.如权利要求3所述的声光滤波器，其特征在于，用于在所述表面波波导中改变所述声表面波的相速度的装置是放置在所述表面波波导处的薄膜脊。
5.如权利要求4所述的声光滤波器，其特征在于，所述薄膜脊的厚度沿着所述表面波波导变化，所以所述声表面波的相速度在所述表面波波导中有变化。
6.如权利要求3所述的声光滤波器，其特征在于，用于改变所述表面波在所述表面波波导中的相速度的装置具有这样一种结构，在所述结构中所述表面波波导的宽度在所述表面波波导的延伸方向上变化。
7.如权利要求3所述的声光滤波器，其特征在于，放置了一对用于反射所述表面波的壁面，在所述表面波波导的每一侧各一个，并且在所述表面波波导中的相速度是由这对壁面来改变的。
8.如权利要求7所述的声光滤波器，其特征在于，具有各自的壁面的壁构件的结构沿着所述表面波波导变化，所以所述声表面波的相速度有变化。
9.如权利要求7所述的声光滤波器，其特征在于，在所述这一对壁面之间的距离有变化，所以所述表面波波导的宽度有变化。
10.如权利要求2所述的声光滤波器，其特征在于，所述相位匹配条件改变装置是用于在所述相互作用区域中改变所述声表面波的相速度的相速度控制膜。
11.如权利要求10所述的声光滤波器，其特征在于，所述相速度控制膜的厚度是选定的，使得所述相位匹配条件改变0.235％或更多。
12.如权利要求1所述的声光滤波器，其特征在于，所述相位匹配条件改变装置是用于在所述相互作用区域中改变所述声表面波的传播系数或所述光线的有效折射率的装置。
13.如权利要求12所述的声光滤波器，其特征在于，用于改变所述声表面波的传播系数或所述光线的有效折射率的装置是用于设置所述相互作用区域的温度分布的装置。
14.如权利要求13所述的声光滤波器，其特征在于，所述温度分布设置装置是放置在所述声光基板上的加热元件。
15.如权利要求14所述的声光滤波器，其特征在于，所述加热元件是加热器。
16.如权利要求14所述的声光滤波器，其特征在于，所述交叉指型电极是所述加热元件。
17.如权利要求13所述的声光滤波器，其特征在于，所述温度分布设置装置是由放置在所述表面波波导上的薄膜构成的，并且所述薄膜的厚度并不均匀，以便具有所述温度分布。
18.如权利要求12所述的声光滤波器，其特征在于，用于在所述相互作用区域中改变所述表面波的传播系数或所述光线的有效折射率的装置是放置在所述光波导处的。
19.如权利要求18所述的声光滤波器，其特征在于，用于改变传播系数或所述光线的有效折射率的装置是其宽度被设定成使所述相位匹配条件改变0.235％或更多的光波导。
20.如权利要求18所述的声光滤波器，其特征在于，放置在所述光波导处的、用于改变传播系数或所述光线的有效折射率的装置是由在所述光波导处扩散的金属构成的。
全文摘要
一种声光滤波器，它不缩短互作用区域长度即以低电功率提供很宽的光传输特性。光波导(3)形成于声光基板(2)的上表面(2a)上，用于激发表面波的交叉指型电极(4)形成于声光基板(2)之上，由交叉指型电极(4)激发出的表面波的波导在大体上匹配光波导的方向上延伸，并且由光波导(3)引导的光学模式是由表面波来转换的。在这种声光滤波器中，为光波导(3)提供了薄膜脊以作为一种装置，该装置用于在光波导(3)所引导的光线与声表面波相互作用的区域中将相位匹配条件从相位匹配状态中改变0.235％或更多。
文档编号G02F1/11GK1813215SQ20048001808
公开日2006年8月2日 申请日期2004年4月22日 优先权日2003年7月7日
发明者山田清和 申请人:株式会社村田制作所