The invention discloses a high modulation efficiency electrooptic modulator for Lithium Niobate Thin film. By preparing the electrode of the lithium niobate electrooptic modulator into an upper and lower structure, the upper electrode (signal pole) is located above the optical waveguide and the lower electrode is the ground electrode, thus the upper and lower electrode structure can play 100% modulation effects on the optical waveguide. The rate is much higher than that of the electrooptic modulation efficiency of 40% to 50% of the traditional lithium niobate electrooptic modulator. In addition, the application of a lithium niobate thin film material with a single crystal structure and a thickness of 0.1 M to 10 u m can achieve a shorter electrode spacing compared with the traditional lithium niobate electrooptic modulator. The above two factors can greatly reduce the half wave voltage of the LiNbO 3 electro-optic modulator.
【技术实现步骤摘要】
一种高调制效率的铌酸锂薄膜电光调制器
本专利技术涉及光纤通信与光纤传感
,特别是涉及一种高调制效率的铌酸锂薄膜电光调制器。
技术介绍
不断增长的光纤带宽需求推动相干光通信系统向前发展和应用。尽管第一代100G相干光通信系统已经布设在网络中好几年了,对带宽、端口密度以及系统能耗量的要求依然在不断提高,也推动技术向200G、400G甚至更高速的系统前进。在早期的光通信技术发展过程中,铌酸锂晶体起到了重要的作用。基于铌酸锂晶体的马赫-曾德尔调制器,具有低损耗、高调制带宽、高消光比以及低啁啾等显著优势,作为外调制器广泛应用在超长距离超高速光网络中。然而,随着光通信技术的不断发展,由于铌酸锂电光调制器本身存在的体积和半波电压较大的问题,使其在光通信系统特别是相干光通信系统中的应用受到了较大的制约。铌酸锂电光调制器体积和半波电压较大的问题来自于铌酸锂电光调制器所采用的行波电极,这种电极结构具有较低的电光调制效率。铌酸锂电光调制器的半波电压和行波电极长度的设计考虑因素由下式决定:其中,Vπ为调制器的半波电压,L为行波电极长度,Γ为电光调制效率,d为行波电极中信号电极与地电极之间的间距,λ为器件工作波长,n为光波折射率,γ为铌酸锂晶体的电光系数。由上式可见,当铌酸锂电光调制器的结构参数(Γ、d、λ、n等)为固定值时,器件的半波电压和行波电极长度是成反比例关系,即通过延长行波电极长度的方式可实现器件半波电压的降低,但这会导致器件体积的增大。因此,为降低铌酸锂电光调制器的半波电压,采用缩短电极间距d和提高电光调制效率Γ则是更好的技术方案。然而,缩短电极间距d会导致器件调 ...
【技术保护点】
一种高调制效率的铌酸锂薄膜电光调制器,其特征在于,基底材料(1)、下层电极(2)、下缓冲层(3)、铌酸锂薄膜(4)、光学波导(5)、上缓冲层(6)、上层电极(7),所述上层电极(7)为信号级,包括正电极和负电极,正电极和负电极分别位于左右两侧光学波导(5)上方,所述下层电极为地电极,所述铌酸锂薄膜(4)为具有单晶结构的、厚度为0.1μm至10μm的铌酸锂薄膜材料。
【技术特征摘要】
1.一种高调制效率的铌酸锂薄膜电光调制器,其特征在于,基底材料(1)、下层电极(2)、下缓冲层(3)、铌酸锂薄膜(4)、光学波导(5)、上缓冲层(6)、上层电极(7),所述上层电极(7)为信号级,包括正电极和负电极,正电极和负电极分别位于左右两侧光学波导(5)上方,所述下层电极为地电极,所述铌酸锂薄膜(4)为具有单晶结构的、厚度为0.1μm至10μm的铌酸锂薄膜材料。2.根据权利要求1所述的高调制效率的铌酸锂薄膜电光调制器,其特征在于,所述铌酸锂薄膜(4)由左半侧薄膜部分和右半侧薄膜部分组成,其中左半侧薄膜部分具有+c极化方向或-c极化方向,相对应地,右半侧薄膜部分具有-c极化方向或+c极化方向。3.根据权利要求1或2所述的高调制效率的铌酸锂薄膜电光调制器,其特征在于,所述基底材料(1)采用厚度为0.1mm至2mm的z切铌酸锂体晶材料;所述下层电极(2)采用厚度为0.1um至30um的金或铝金属薄膜;所述下缓冲层(3)和上缓冲层(6)采用厚度为0.1um至5um的二氧化硅或氧化铝...
【专利技术属性】
技术研发人员:李萍,史云玲,
申请(专利权)人:天津领芯科技发展有限公司,
类型:发明
国别省市:天津,12
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