电光调制器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电光调制器，其包括一基底、一形成于该基底上的平板光波导、一形成于该平板光波导上的介质光栅、一对第一电极、一形成于该基底上的Y型光波导、一对第二电极及一对第四电极。该介质光栅与该平板光波导构成一衍射型光波导透镜。该对第一电极用于而改变该衍射型光波导透镜的焦距。该Y型光波导包括一输入段及自该输入段分叉出且分别用于传输横电波及横磁波的两个分支，每个分支包括一个子Y型光波导。该对第二电极用于改变该输入段的折射率。该组第三电极及该对第四电极分别用于改变该两个子Y型光波导的输出。如此，可实现两阶调制并提高带宽。
【专利说明】电光调制器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成光学，特别涉及一种电光调制器。
【背景技术】
[0002] 在集成光学中，电光调制器（electro-optic modulator)是重要的元件。然而现 有的电光调制器只能实现一阶调制，无法适用较复杂的两阶调制。另外，现有电光调制器的 带宽也越来越难以适应实际需求。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种可实现两阶调制的高带宽电光调制器。
[0004] 一种电光调制器，其包括： 一基底； 一形成于该基底上的平板光波导，该平板光波导包括一侧面及一与该侧面相背且与该 基底相接的界面，该侧面用于接收一沿一中心轴入射的光束； 一形成于该平板光波导上的介质光栅，该介质光栅关于该中心轴对称； 一对第一电极，该对第一电极设置于该平板光波导上且平行于该中心轴设置于该介质 光栅两侧，该介质光栅与该平板光波导构成一衍射型光波导透镜，该对第一电极用于加载 一第一调制电压以通过电光效应改变该平板光波导的折射率从而改变该衍射型光波导透 镜的焦距， 一形成于该基底上的Y型光波导，该Y型光波导包括一该界面相接且沿该中心轴延伸 的输入段及自该输入段分叉出的一仅用于传输横电波的第一分支及一仅用于传输横磁波 的第二分支，该第一分支包括一第一子Y型光波导，该第一子Y型光波导包括一第一子分支 及一第二子分支，该第二分支包括一第二子Y型光波导，该第二子Y型光波导包括一第三子 分支及一第四子分支； 一对第二电极，该对第二电极设置于该基底上且平行于该中心轴设置于该输入段两 侦!|，该对第二电极用于加载一电场以改变该输入段的折射率； 一组第三电极，该组第三电极设置于该基底上，且包括一设置于该第一子分支与该第 二子分支之间的调制电极及两个分别位于该第一子分支及该第二子分支两侧的地电极，该 组第三电极用于在该两个地电极与该调制电极之间加载一第二调制电压以通过电光效应 改变该第一子分支及该第二子分支的折射率；及 一对第四电极，该对第四电极设置于该基底上，且分别覆盖该第三子分支及该第四子 分支，该对第四电极用于加载一第三调制电压以通过电光效应改变该第三子分支及该第四 子分支的折射率。
[0005] 根据集成光学理论，该介质光栅与该平板光波导构成加载型光波导，该平板光波 导加载该介质光栅的部分的等效折射率变大。如此，通过合理设置该介质光栅的结构，例如 设置成_啾光栅便可构成一 _啾光栅类型的衍射型光波导透镜。而该对第一电极可以加载 该第一调制电压从而通过电光效应改变该平板光波导的折射率，从而改变该衍射型光波导 透镜的焦距。因此该第一调制电压可以控制该光束会聚入该输入段的功率大小，例如，当该 衍射型光波导透镜的焦距等于该衍射型光波导透镜到该输入段的距离时，该光束几乎全部 会聚入该输入段，即该光束会聚入该输入段的功率最大。如此，该第一调制电压可以实现对 该光束的第一阶（次）调制。
[0006] 由于双折射现象，经该输入段传输的横电波及横磁波会分离而分别进入该第一分 支及该第二分支。而在该对第二电极施加该电压产生的电场可使该输入段的折射率发生变 化，使得横电波的相位变化较横磁波的相位变化大，从而横电波更容易与横磁波分离进入 该第一分支，改善极化分离效果。
[0007] 该第二调制电压改变该第一子分支及该第二子分支的折射率使得其中传输的光 束的相位差发生改变，从而改变该第一子Y型光波导的输出，同理的，该第二调制电压改变 该第三子分支及该第四子分支的折射率使得其中传输的光束的相位差发生改变，从而改变 该第二子Y型光波导的输出。如此，该第二调制电压可以实现对该光束的第二阶（次）调 制。也即是说，该电光调制器可以对该光束实现两阶调制。
[0008] 另外，该第一调制电压及该第二调制电压可分别独立调制该第一分支传输的横电 波及该第二分支传输的横磁波，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。且该第一分支及该第二分支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)。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本发明较佳实施方式的电光调制器的立体示意图。
[0010] 图2为图1的电光调制器沿直线II-II的剖面示意图。
[0011] 图3为图1的电光调制器的介质光栅的结构示意图。
[0012] 图4为图1的电光调制器沿直线IV-IV的剖面示意图。
[0013] 图5为图1的电光调制器沿直线V-V的剖面示意图。
[0014] 主要元件符号说明
【权利要求】
1. 一种电光调制器，其包括： 一基底； 一形成于该基底上的平板光波导，该平板光波导包括一侧面及一与该侧面相背且与该 基底相接的界面，该侧面用于接收一沿一中心轴入射的光束； 一形成于该平板光波导上的介质光栅，该介质光栅关于该中心轴对称； 一对第一电极，该对第一电极设置于该平板光波导上且平行于该中心轴设置于该介质 光栅两侧，该介质光栅与该平板光波导构成一衍射型光波导透镜，该对第一电极用于加载 一第一调制电压以通过电光效应改变该平板光波导的折射率从而改变该衍射型光波导透 镜的焦距， 一形成于该基底上的Y型光波导，该Y型光波导包括一该界面相接且沿该中心轴延伸 的输入段及自该输入段分叉出的一仅用于传输横电波的第一分支及一仅用于传输横磁波 的第二分支，该第一分支包括一第一子Y型光波导，该第一子Y型光波导包括一第一子分支 及一第二子分支，该第二分支包括一第二子Y型光波导，该第二子Y型光波导包括一第三子 分支及一第四子分支； 一对第二电极，该对第二电极设置于该基底上且平行于该中心轴设置于该输入段两 侦!|，该对第二电极用于加载一电场以改变该输入段的折射率； 一组第三电极，该组第三电极设置于该基底上，且包括一设置于该第一子分支与该第 二子分支之间的调制电极及两个分别位于该第一子分支及该第二子分支两侧的地电极，该 组第三电极用于在该两个地电极与该调制电极之间加载一第二调制电压以通过电光效应 改变该第一子分支及该第二子分支的折射率；及 一对第四电极，该对第四电极设置于该基底上，且分别覆盖该第三子分支及该第四子 分支，该对第四电极用于加载一第三调制电压以通过电光效应改变该第三子分支及该第四 子分支的折射率。
2. 如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该基底采用铌酸锂晶体制成，并包括 一与该界面垂直连接的顶面。
3. 如权利要求2所述的电光调制器，其特征在于，该平板光波导通过向该顶面扩散金 属钛而形成。
4. 如权利要求3所述的电光调制器，其特征在于，该介质光栅为扩散有金属钛的铌酸 锂晶体，并通过自该顶面向该平板光波导内蚀刻该平板光波导得到。
5. 如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该介质光栅为啁啾光栅，并包括多个 矩形的、平行设置的介质条，该多个介质条平行于该中心轴设置，且高度基本相同；该多个 介质条的数目为奇数，且沿该中心轴到远离该中心轴的方向，该介质条的宽度越来越小，而 相邻两个该介质条的间隙也越来越小。
6. 如权利要求5所述的电光调制器，其特征在于，以该介质光栅的宽度方向为 z轴，该中心轴与X轴的相交点为原点，沿该中心轴到远离该中心轴一侧的方向为X轴正 向，该多个介质条的第个边界心满足如下条件：
?为正整数，β及i为常数且与该衍射型光波导透镜的焦距相关。
7. 如权利要求2所述的电光调制器，其特征在于，该Y型光波导通过在该顶面向该基底 上扩散金属钛而形成。
8. 如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该第一电极的长度及高度分别等于 或大于该介质光栅的长度及高度。
9. 如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该第二电极、该第三电极及该四电极 的长度分别等于或小于该输入段、该第二子分支及该第四子分支的长度。
10. 如权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，该电光调制器包括一设置于该基底 与该对第四电极之间的缓冲层，用于防止在该第三子分支及该第四子分支传输的光束被该 对第四电极吸收。
11. 如权利要求10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。
【文档编号】G02F1/035GK104122679SQ201310147254
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】黄新舜 申请人:鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司