低附加强度的电光相位调制器的制造方法
【专利摘要】一种低附加强度的电光相位调制器，包括芯片、光波导和两个电极，其改进在于：缝隙电容在轴向上分别形成三个区段，其中，第一区段的右端与第二区段的左端相连，第二区段的右端与第三区段的左端相连；第一区段范围内，两个电极之间的间隙宽度从左至右逐渐变窄；第二区段范围内，两个电极之间的间隙宽度均一；第三区段范围内，两个电极之间的间隙宽度从左至右逐渐变宽；第一区段右端的间隙宽度与第二区段的间隙宽度相同，第三区段左端的间隙宽度与第二区段的间隙宽度相同。本发明的有益技术效果是：能使缝隙电容内部与外环境之间的电场突变率更为平缓，从而缩小输出光强的变化范围，提高干涉光强度测量的精度，使电光相位调制器的调制精度得到改善。
【专利说明】低附加强度的电光相位调制器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电光相位调制器，尤其涉及一种低附加强度的电光相位调制器。
【背景技术】
[0002] 电光相位调制器在激光技术、光通信、光传感和光学测试等领域具有重要的应用 价值，其典型应用如光纤电流传感器、光纤陀螺等。电光相位调制器的基本原理是：在铌酸 锂等基片上通过质子交换或扩散形成光波导，通过对光波导施加定向电场来改变光波导的 折射率，折射率的改变将导致光波导中光信号的相位发生变化，由此，我们就可以通过调节 光波导的折射率来对光信号的相位进行调节。
[0003] 现有技术中，一般采用附图1中的结构来实现电光相位调制，该图中采用两个电 极来形成缝隙电容，通过在电极上加载电压来使缝隙电容中形成定向电场，光波导从缝隙 电容中穿过，当电压变化时，缝隙电容中的电场也发生变化，从而导致光波导的折射率也随 之变化；基于现有技术，电光相位调制器在测量光信号的相位变化时，通过测量调制后的光 信号的干涉光强度的方法来测量相位变化； 前述的现有技术中存在的问题是：基于现有的设计思路，电光相位调制器中的两个电 极均为直条形，两个电极之间的间隙宽度均一，缝隙电容范围内的电场强度也均一，这就导 致缝隙电容内部与外部之间存在较大的电场突变率，相应地，光波导上的调制段和未调制 段之间也存在较大的折射率突变率，另外，电场突变率与电场调制作用的强弱存在相关性， 电场调制作用越强，电场突变率也越大，相应的折射率突变率也越大；当光信号传输至调制 段和未调制段的交界处时，由于折射率发生突变，光信号会发生部分反射，反射量对于光强 存在影响，且反射量的大小与折射率突变率存在相关性，当电场调制作用的强弱发生变化 时，反射量的大小也随之动态变化，这就会对干涉光强度的测量产生干扰，导致干涉光强度 测量不准确，最终将影响电光相位调制的精确性。
【发明内容】
[0004] 针对【背景技术】中的问题，本发明提出了一种低附加强度的电光相位调制器，包括 芯片、光波导和两个电极，所述电极设置于芯片上，两个电极之间留有间隙，两个电极之间 的间隙形成缝隙电容，所述光波导设置于芯片上的缝隙电容内，光波导的轴向与缝隙电容 的轴向平行；其创新在于：所述缝隙电容在轴向上分别形成三个区段，其中，第一区段的右 端与第二区段的左端相连，第二区段的右端与第三区段的左端相连；第一区段范围内，两个 电极之间的间隙宽度从左至右逐渐变窄；第二区段范围内，两个电极之间的间隙宽度均一； 第三区段范围内，两个电极之间的间隙宽度从左至右逐渐变宽；第一区段右端的间隙宽度 与第二区段的间隙宽度相同，第三区段左端的间隙宽度与第二区段的间隙宽度相同。
[0005] 本发明的原理是：本发明的电光相位调制器的基本工作原理与现有技术相同，在 此不再赘述，本发明与现有技术的不同之处在于，本发明中，缝隙电容的内部间隙为变宽 度，而非现有技术中的均一宽度，缝隙电容上第二区段范围内的间隙宽度均一且宽度最小， 第一区段和第三区段范围内的间隙宽度从内至外逐渐变宽，由于缝隙电容内部的间隙宽度 与电场强度呈负相关，这就使得缝隙电容内的电场强度由中部向两端逐渐减弱，从而使得 缝隙电容内部与外部之间的电场突变率更为平缓，相应地，就使得光波导上的调制段和未 调制段之间的折射率突变率也变得更为平缓，从而降低因折射率突变导致的光反射量在大 范围内变化，使光信号的光强变化范围变窄，减少光强变化对干涉光强度测量的负面影响， 提1?电光相位调制器的调制精度。
[0006] 优选地，第一区段左端的间隙宽度与第三区段右端的间隙宽度相同。
[0007] 优选地，第一区段范围内的电极形状和第三区段范围内的电极形状相互对称。
[0008] 优选地，第一区段范围内的电极呈折线形。
[0009] 优选地，第一区段范围内的电极呈弧线形。
[0010] 优选地，第一区段范围内的电极呈斜线形。
[0011] 优选地，第一区段范围内的电极呈扁s形。
[0012] 本发明的有益技术效果是：能使缝隙电容内部与外环境之间的电场突变率更为平 缓，从而缩小输出光强的变化范围，提高干涉光强度测量的精度，使电光相位调制器的调制 精度得到改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1、电光相位调制器的典型结构示意图； 图2、本发明的结构示意图一（图中所示即为斜线形结构的电极）； 图3、本发明的结构示意图二（图中所示即为弧线形结构的电极）； 图4、本发明的结构示意图三（图中所示即为折线形结构的电极）； 图5、本发明的结构示意图四（图中所示即为扁S形结构的电极）； 图中各个标记所对应的名称分别为：芯片1、光波导2、电极3、第一区段3-1、第二区段 3_2、第二区段3_3。
【具体实施方式】
[0014] 一种低附加强度的电光相位调制器，包括芯片1、光波导2和两个电极3,所述电极 3设置于芯片1上，两个电极3之间留有间隙，两个电极3之间的间隙形成缝隙电容，所述 光波导2设置于芯片1上的缝隙电容内，光波导2的轴向与缝隙电容的轴向平行；其创新在 于：所述缝隙电容在轴向上分别形成三个区段，其中，第一区段3-1的右端与第二区段3-2 的左端相连，第二区段3-2的右端与第三区段3-3的左端相连；第一区段3-1范围内，两个 电极3之间的间隙宽度从左至右逐渐变窄；第二区段3-2范围内，两个电极3之间的间隙 宽度均一；第三区段3-3范围内，两个电极3之间的间隙宽度从左至右逐渐变宽；第一区段 3-1右端的间隙宽度与第二区段3-2的间隙宽度相同，第三区段3-3左端的间隙宽度与第二 区段3-2的间隙宽度相同。
[0015] 进一步地，第一区段3-1左端的间隙宽度与第三区段3-3右端的间隙宽度相同。 [0016] 进一步地，第一区段3-1范围内的电极3形状和第三区段3-3范围内的电极3形 状相互对称。
[0017] 进一步地，第一区段3-1范围内的电极3呈折线形。
[0018] 进一步地，第一区段3-1范围内的电极3呈弧线形。
[0019] 进一步地，第一区段3-1范围内的电极3呈斜线形。
[0020] 进一步地，第一区段3-1范围内的电极3呈扁S形。
[〇〇21] 本发明电光相位调制器的制作工艺与现有技术基本相同，其不同之处仅为所设计 的电极图形为间隙宽度非均一的；应用时，光波导2两端通过光纤与外围器件连接。
【权利要求】
1. 一种低附加强度的电光相位调制器，包括芯片（1)、光波导（2)和两个电极（3)，所述 电极（3)设置于芯片（1)上，两个电极（3)之间留有间隙，两个电极（3)之间的间隙形成缝隙 电容，所述光波导（2)设置于芯片（1)上的缝隙电容内，光波导（2)的轴向与缝隙电容的轴 向平行；其特征在于：所述缝隙电容在轴向上分别形成三个区段，其中，第一区段（3-1)的 右端与第二区段（3-2)的左端相连，第二区段（3-2)的右端与第三区段（3-3)的左端相连； 第一区段（3-1)范围内，两个电极（3)之间的间隙宽度从左至右逐渐变窄；第二区段（3-2) 范围内，两个电极（3)之间的间隙宽度均一；第三区段（3-3)范围内，两个电极（3)之间的间 隙宽度从左至右逐渐变宽；第一区段（3-1)右端的间隙宽度与第二区段（3-2)的间隙宽度 相同，第三区段（3-3)左端的间隙宽度与第二区段（3-2)的间隙宽度相同。
2. 根据权利要求1所述的低附加强度的电光相位调制器，其特征在于：第一区段（3-1) 左端的间隙宽度与第三区段（3-3 )右端的间隙宽度相同。
3. 根据权利要求1所述的低附加强度的电光相位调制器，其特征在于：第一区段（3-1) 范围内的电极（3)形状和第三区段（3-3)范围内的电极（3)形状相互对称。
4. 根据权利要求3所述的低附加强度的电光相位调制器，其特征在于：第一区段（3-1) 范围内的电极（3)呈折线形。
5. 根据权利要求3所述的低附加强度的电光相位调制器，其特征在于：第一区段（3-1) 范围内的电极（3)呈弧线形。
6. 根据权利要求3所述的低附加强度的电光相位调制器，其特征在于：第一区段（3-1) 范围内的电极（3)呈斜线形。
7. 根据权利要求3所述的低附加强度的电光相位调制器，其特征在于：第一区段（3-1) 范围内的电极（3)呈扁3形。
【文档编号】G02F1/035GK104111545SQ201410394419
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】华勇, 张洪波, 胡红坤, 杨相川, 刘韵 申请人:中国电子科技集团公司第四十四研究所