RF波导阵列的接地结构制造技术

一种射频RF波导阵列。该阵列包括基板和电RF传输线阵列。基板包括多个光波导，每个波导沿第一方向延展。电RF传输线阵列位于基板的表面上并包括多个信号电极和至少两个接地电极。相对远离所述信号电极的所述接地电极的部分在横向于所述基板的所述方向上具有减小的高度，以减少生产它们所需的材料量。

Ground Structure of RF Waveguide Array

A radio frequency RF waveguide array. The array includes a substrate and an RF transmission line array. The substrate comprises a plurality of optical waveguides, each of which extends in the first direction. The RF transmission line array is located on the surface of the substrate and comprises a plurality of signal electrodes and at least two ground electrodes. The portion of the grounding electrode relative to the signal electrode has a reduced height in the direction transverse to the substrate in order to reduce the amount of material required to produce them.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】RF波导阵列的接地结构
本专利技术涉及用于RF光学设备的部件。特别地，本专利技术涉及一种波导阵列，例如用于双并联调制器。
技术介绍
双并联I/Q(同相/正交)调制器通常具有图1中示意性示出的结构。信号进入分路器101，分路器101将信号分至四个Mach-Zehnder调制器110的每个通道，每个通道包括两个波导111和电RF(射频)传输线112。调制器应用所需的调制，并且信号由组合器102重新组合Mach-Zehnder调制器具有沿A的横截面，如图2所示。Mach-Zehnder调制器的波导部分包括基板201，其包含波导202。RF传输线阵列203放置在基板的一个面上。每条RF传输线包括信号电极204。每个信号电极204在任一侧上具有接地电极205。调制器可以被布置为x切割(210)，其中波导位于信号电极和接地电极之间的间隙下方(对称地围绕信号电极)，或者z切割(220)，其中信号电极下方具有一个波导，并且接地电极下方具有一个波导。通常，阵列中的所有调制器都是相同的类型，但是z和x切割调制器都在图2中示出以用于说明。中间接地电极(即两个信号电极之间的接地电极)在相邻的RF传输线之间被共享。
技术实现思路
本专利技术的第一方面概括地提出，在每对信号电极之间存在多个接地电极。已经发现，这种布置改善了由RF传输线内的每个信号电极产生的场线的限制。连续的地线由通道分开。特别地，第一方面提出了一种射频RF波导阵列。该阵列包括基板和电RF传输线阵列。基板包括多个光波导，每个波导沿第一方向延展。电RF传输线阵列位于基板的面上并包括多个RF传输线。每条传输线包括信号电极和位于信号电极两侧的至少两个接地电极。每个电极沿第一方向延伸。每个信号电极定位成向两个相应的波导提供信号，即每条RF传输线位于两个相应的波导附近。接地电极包括位于每对信号电极之间的至少两个中间接地电极。不同RF传输线的中间接地电极通过通道彼此分开。下面讨论地线的各种布置。本专利技术的第二方面提出，接地电极在相对远离信号电极的区域中具有减小的厚度(即，在横向于基板表面的方向上的高度)。这减少了产生接地电极所需的材料(通常是金)的量，RF传输线的质量可接受地(或甚至没有)降低。通常具有基本上均匀的化学组成的每个接地电极可以在单个工艺步骤中形成，该工艺步骤产生厚度减小的区域和更靠近信号电极的更大厚度的区域。特别地，第二方面提出了一种射频RF波导阵列。该阵列包括基板和电RF传输线阵列。基板包括多个光波导，每个波导沿第一方向延展。电RF传输线阵列位于基板的面上，并包括多个信号电极和多个接地电极。每个电极沿第一方向延伸。定位每个信号电极以向两个相应的波导提供信号。接地电极包括位于每对信号电极之间的至少一个中间接地电极。中间接地电极在一个或多个第一区域中具有第一高度，在至少一个第二区域中具有第二高度，其中高度在垂直于基板表面的方向上测量。对于每个中间电极，每个第一区域比第二区域更靠近相应的信号电极。第二高度小于第一高度的75％。根据本专利技术的另一方面，提供了一种双并联同相/正交I/Q调制器，包括根据第一或第二方面的RF波导阵列。本专利技术的其他实施例在权利要求2等中列出。附图说明图1是双并联I/Q(同相/正交)调制器的示意图；图2是沿图1中线A的波导阵列的剖面图；图3示出了图1所示类型RF传输线阵列中的信号电极的电场分布；图4是示例性波导阵列的横截面；图5是比较图2和4所示波导阵列的性能的曲线图；图6是比较示例性波导阵列的性能的曲线图；图7示出了示例性波导阵列中信号电极的电场分布；图8示出了另一示例性波导阵列的平面图和截面图；图9A是示出示例性波导阵列的性能的曲线图；图9B示出了示例性波导阵列的电场分布；图10示出了用于示例性波导阵列的接地电极的示例性布置；图11是又一示例性波导阵列的剖面图；图12是又一示例性波导阵列的剖面图；图13是又一示例性波导阵列的剖面图；图14是又一示例性波导阵列的剖面图；和图15是又一示例性波导阵列的平面图和截面图。具体实施方式这里使用的“长度”是指RF传输线中RF信号的行进方向(即图2中的“页外”)上的距离。这里使用的“高度”是指垂直于RF传输线所连接的基板表面的方向(即图2中的垂直方向)上的距离。除非另有说明，否则“宽度”用于表示垂直于高度和长度的方向(即图2中的水平方向)上的距离。图3示出了图2中所示的RF传输线阵列的电场线分布(为清楚起见，省略了基板和波导)。信号电极从左到右标记为311，312，313，314，接地电极从左到右标记为321、322、323、324及325。321和325是边缘接地电极，322、323和324是中间接地电极。从场线300可以看出，来自信号电极312的信号延伸通过接地电极322和323，并延伸到最近的其他信号电极311和313。宽电场分布引起高频损耗(甚至在单条传输线的情况下)并且场扩展到相邻的线导致不希望的“串扰”，即由另一条线引起的对线的干扰。通常，接地电极的宽度大于100微米。在单条传输线的情况下，已经发现使用较窄的接地电极实际上改善了传输线的高频性能。这是出乎意料的，因为它使传输线的结构进一步远离共面波导的“理想”情况(其中接地电极具有无限宽度)。理论上，改善是由于更严格的电场限制。如图2所示的RF传输线阵列的当前结构不能使用这种窄的接地电极-如果接地电极的宽度小于100微米，则信号电极之间的距离变得很小，以至于串扰很大。相反，我们建议将每个中间接地电极分成至少两个，如图4所示。在图4中，每个信号电极411、412、413及414与两个接地电极421、422、423、......428相邻。例如，信号电极412与接地电极423和424相邻。中间接地电极422、423、424、425、426及427由通道431、432及433分开。每个接地电极的宽度最好小于150微米，优选小于或等于100微米。这种分离不仅提供更窄的接地电极，改善了高频性能，而且在RF传输线之间提供了一些分离，这减少了串扰。图5显示了这些改善，图5是其中一条线上传输(S21)曲线的偏离理想情况的偏差图，下面的曲线表示现有技术的传输线阵列，上面的曲线表示图4的传输线阵列。在较高频率，传输参数S21更接近理想情况。随着接地电极变窄，S21曲线的改善继续，图6显示了具有标准接地电极的RF传输线与理想S21曲线的偏差(底部曲线)，具有标准接地电极宽度的1/3的接地电极的RF传输线与理想S21曲线的偏差(中间曲线)及具有标准接地电极宽度的1/5的接地电极的RF传输线与理想S21曲线的偏差(顶部曲线)。窄接地结构的另一个优点是它改善了传输线和波导之间的电光效率。如图7所示，因为来自信号电极712、722的电场711、721更聚焦，所以更多的场穿过波导713(以z切割示出)和723(以x切割示出)。当接地电极的宽度类似于波导的宽度时，这种益处最大化，例如，小于波导宽度的两倍。这种益处在z切割配置中是最大的。在z切割配置中，仅使波导上方的接地电极变窄为电光效率提供任何益处。当接地电极非常窄时，S21曲线中存在明显的不平滑，这可能是由于窄电极意味着任何不对称导致更大的变化。通过使用如图8所示的结构，可以在保持电光效率增益的同时减轻这种影响。在z切割情况下不在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频RF波导阵列，所述阵列包括：基板，所述基板包括多个光波导，每个波导沿第一方向延展；电RF传输线阵列，所述电RF传输阵列位于所述基板的表面上并包括：多个信号电极；和多个接地电极；每个电极沿所述第一方向延伸；其中：每个信号电极被定位以向两个相应的波导提供信号；所述接地电极包括被定位在每对信号电极之间的至少一个中间接地电极；所述中间接地电极在一个或多个第一区域具有第一高度以及在至少一个第二区域具有第二高度，其中所述高度是在垂直于所述基板的所述表面的方向上被测量的；对于每个中间电极，与所述第二区域相比，每个第一区域更靠近相应的信号电极；以及所述第二高度小于所述第一高度的75％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.01 GB 1611576.81.一种射频RF波导阵列，所述阵列包括：基板，所述基板包括多个光波导，每个波导沿第一方向延展；电RF传输线阵列，所述电RF传输阵列位于所述基板的表面上并包括：多个信号电极；和多个接地电极；每个电极沿所述第一方向延伸；其中：每个信号电极被定位以向两个相应的波导提供信号；所述接地电极包括被定位在每对信号电极之间的至少一个中间接地电极；所述中间接地电极在一个或多个第一区域具有第一高度以及在至少一个第二区域具有第二高度，其中所述高度是在垂直于所述基板的所述表面的方向上被测量的；对于每个中间电极，与所述第二区域相比，每个第一区域更靠近相应的信号电极；以及所述第二高度小于所述第一高度的75％。2.根据权利要求1所述的RF波导阵列，其中仅有一个中间接地电极被定位在每对相邻的信号电极之间。3.根据权利要求1所述的RF波导阵列，其中两个或更多中间接地电极被定位在每对信号电极之间，以及所述中间接地电极通过通道彼此分开，并且每个第二区域延伸至所述通道中的一者。4.根据权利要求3所述的RF波导阵列，其中中间接地电极在垂直于所述第一方向并平行于所述基板的所述表面的第二方向上具有不均匀的宽度。5.根据权利要求4所述的RF波导阵列，其中所述中间接地电极的所述宽度变化以使相邻的中间接地电极具有交错的轮廓。6.根据权利要求4或5所述的RF波导阵列，其中每个中间接地电极的所述宽度沿着其长度以波...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·迪奥图，M·维拉，
申请(专利权)人：奥兰若技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB