折叠型电光调制器的制作方法

本公开涉及光通信，特别是涉及一种折叠型电光调制器。

背景技术：

1、近年来，随着物联网、无人驾驶、远程医疗、远程教育等新兴网络应用业务的飞速发展，对于高速大容量通信技术提出了更高的要求。光通信因其带宽大、可靠性高、成本低、抗干扰能力强等特点，在高速、大容量通信方向取得了飞速的发展。如何将高速电信号加载到光载波上是一项核心研究内容。

2、电光调制器是基于电光材料(electro-optic materials)的电光效应制成的一种调制器。电光效应是指，当对例如铌酸锂晶体、砷化稼晶体或钽酸锂晶体等电光材料施加电压时，电光材料的折射率会发生变化，进而引起通过该电光材料的光波的特性发生变化。利用电光效应，可以实现对光信号相位、幅度、强度以及偏振状态等参数的调制。

3、马赫曾德尔调制器(mach-zehnder modulator)是电光调制器的一种，其是将输入光信号等分成两个分支光信号，使之分别进入两个波导臂，这两个波导臂采用电光材料，其折射率随外加调制电压的变化而变化。波导臂的折射率变化会引起分支光信号的相位变化，因此，两个分支光信号汇合后输出的是一个强度随调制电压变化的干涉信号。简而言之，马赫曾德尔调制器通过控制施加在两个波导臂上的调制电压，可以实现不同边带的调制。马赫曾德尔调制器作为将电信号转换成光信号的器件，是光互连、光计算、光通信系统中常见的核心器件之一。

4、随着人们对于高速、大容量通信技术的需求日益迫切，对于电光调制器的器件性能和器件尺寸均提出了更高的要求。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种折叠型电光调制器，以在满足器件性能需求的前提下，实现器件的小型化设计。

2、本公开实施例提供的折叠型电光调制器，包括：整体呈折叠状且相互无交叉的第一波导臂和第二波导臂；整体呈折叠状且相互无交叉的第一主电极、第二主电极和第三主电极，第一波导臂位于第一主电极和第二主电极之间，第二波导臂位于第二主电极和第三主电极之间，第一主电极和第三主电极为射频信号的地电极，第二主电极为射频信号的信号电极；以及，沿第一波导臂和第二波导臂的传输方向，在折叠型电光调制器的任意偶数序位的射频调制区设置的以下结构：

3、多个第一子电极，每个第一子电极通过一个与第一波导臂绝缘交叉的第一连接臂连接第一主电极的靠近第二主电极的一侧；多个第二子电极，每个第二子电极通过一个与第一波导臂绝缘交叉的第二连接臂连接第二主电极的靠近第一主电极的一侧；多个第三子电极，每个第三子电极通过一个与第二波导臂绝缘交叉的第三连接臂连接第二主电极的靠近第三主电极的一侧；以及，多个第四子电极，每个第四子电极通过一个与第二波导臂绝缘交叉的第四连接臂连接第三主电极的靠近第二主电极的一侧。

4、在一些实施例中，每个第一子电极与对应的第一连接臂构成第一t形结构，每个第二子电极与对应的第二连接臂构成第二t形结构，多个第一t形结构和多个第二t形结构沿射频调制区的延伸方向交替排列，相邻第一子电极之间的间隙小于第二子电极的长度，相邻第二子电极之间的间隙小于第一子电极的长度；以及，每个第三子电极与对应的第三连接臂构成第三t形结构，每个第四子电极与对应的第四连接臂构成第四t形结构，多个第三t形结构和多个第四t形结构沿射频调制区的延伸方向交替排列，相邻第三子电极之间的间隙小于第四子电极的长度，相邻第四子电极之间的间隙小于第三子电极的长度。

5、在一些实施例中，每个第一子电极与对应的第一连接臂构成第一l形结构，每个第二子电极与对应的第二连接臂构成第二l形结构，多个第一l形结构和多个第二l形结构沿射频调制区的延伸方向交替排列，每个第一子电极与一个第二子电极在射频调制区的延伸方向上的正投影相交叠；以及，每个第三子电极与对应的第三连接臂构成第三l形结构，每个第四子电极与对应的第四连接臂构成第四l形结构，多个第三l形结构和多个第四l形结构沿射频调制区的延伸方向交替排列，每个第三子电极与一个第四子电极在射频调制区的延伸方向上的正投影相交叠。

6、在一些实施例中，折叠型电光调制器包括依次设置的衬底、隔离层、波导层、绝缘层和电极层，其中，第一波导臂和第二波导臂位于波导层；第一主电极、第二主电极、第三主电极、第一子电极、第一连接臂、第二子电极、第二连接臂、第三子电极、第三连接臂、第四子电极和第四连接臂位于电极层；以及，第一连接臂和第二连接臂与第一波导臂通过绝缘层绝缘隔离，第三连接臂和第四连接臂与第二波导臂通过绝缘层绝缘隔离。

7、在一些实施例中，波导层为脊凸图案层；或者，波导层为脊波导层，包括平板层和位于平板层的远离衬底的一侧的脊凸图案层，第一波导臂和第二波导臂位于脊凸图案层。

8、在一些实施例中，波导层为脊波导层，包括平板层和位于平板层的远离衬底的一侧的脊凸图案层，第一波导臂和第二波导臂位于脊凸图案层；以及，绝缘层覆盖脊凸图案层且曝露出平板层的至少部分区域，第一主电极、第二主电极、第三主电极形成在平板层的被绝缘层曝露出的表面；或者，绝缘层覆盖脊凸图案层且覆盖平板层的至少部分区域，第一主电极、第二主电极、第三主电极形成在绝缘层的覆盖平板层的部分的表面。

9、在一些实施例中，绝缘层的覆盖第一波导臂的部分形成的凸起结构位于第一子电极和第一主电极之间，且位于第二子电极和第二主电极之间；以及，绝缘层的覆盖第二波导臂的部分形成的凸起结构位于第三子电极和第二主电极之间，且位于第四子电极和第三主电极之间。

10、在一些实施例中，第一子电极和第二子电极形成在绝缘层的覆盖第一波导臂的部分形成的凸起结构的表面；以及，第三子电极和第四子电极形成在绝缘层的覆盖第二波导臂的部分形成的凸起结构的表面。

11、在一些实施例中，所述的折叠型电光调制器，还包括在折叠型电光调制器的至少一个奇数序位的射频调制区设置的以下结构中的至少一个：

12、多个第五子电极，每个第五子电极位于第一主电极与第一波导臂之间并且通过一个第五连接臂连接第一主电极的靠近第一波导臂的一侧；

13、多个第六子电极，每个第六子电极位于第二主电极与第一波导臂之间并且通过一个第六连接臂连接第二主电极的靠近第一波导臂的一侧；

14、多个第七子电极，每个第七子电极位于第二主电极与第二波导臂之间并且通过一个第七连接臂连接第二主电极的靠近第二波导臂的一侧；以及

15、多个第八子电极，每个第八子电极位于第三主电极与第二波导臂之间并且通过一个第八连接臂连接第三主电极的靠近第二波导臂的一侧。

16、在一些实施例中，衬底具有凹槽结构。

17、根据本公开的一个或多个实施例，折叠型电光调制器由于采用了折叠设计，相比传统型电光调制器，可以大大缩减长度方向的尺寸。为了获得更佳的器件性能，可以根据需求设计增加波导臂的长度，而对器件的整体长度影响较小。

18、此外，第一波导臂、第二波导臂、第一主电极、第二主电极和第三主电极均采用无交叉设计，相比一些相关技术采用绝缘交叉并通过过孔桥接的设计，结构设计更加简便，制作精度管控要求也相对较低，从而有利于提高生产效率和产品良率，降低生产成本。

19、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。