波导阵列制造技术

描述了一种RF波导阵列。该阵列包括衬底，所述衬底包括多个光波导，每一个波导沿第一方向延伸。电RF传输线阵列位于所述衬底的面上，并包括多个信号电极和多个接地电极，每一个电极沿第一方向延伸。每一个信号电极被布置以向两个相应的波导提供信号。接地电极包括位于每一对信号电极之间的至少一个中间接地电极。每一个中间接地电极包括延伸到所述衬底中的部分。

Waveguide array

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】波导阵列
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将信号分至四个马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制器110的每一个通道，每一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衬底201，其包含波导202。RF传输线阵列203放置在衬底的一个面上。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，并且多个接地电极中的一个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-切割和x-切割调制器都在图2中示出以用于说明。接地电极通常在相邻的RF传输线之间被共享。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种RF波导阵列。该阵列包括衬底，所述衬底包括多个光波导，每个波导在第一方向上是延长的。电RF传输线阵列位于衬底的面上，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。每个信号电极被布置为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。每个中间接地电极包括延伸到衬底中的部分。其他方面和优选特征在权利要求2等之中陈述。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是图1所示调制器的横截面图。图3是图2所示调制器中的电场线的示意图。图4是RF波导阵列的示意图。图5是替代RF波导阵列的示意图。图6是另一替代RF波导阵列的示意图。图7是另一替代RF波导阵列的示意图。图8A和8B是示出RF传输阵列的串扰和S21曲线的曲线图。图9是RF波导阵列的示意图，示出了用于向下延伸的接地电极部分的替代布置。具体实施方式这里使用的“长度”和“沿着”是指RF传输线中RF信号的行进方向上的距离-即图2中的“页外”。这里使用的“高度”、“向上”和“向下”是指垂直于RF传输线所依附的衬底表面的方向上的距离-即图2中的垂直方向，其中“向下”朝向衬底。除非另有说明，否则“宽度”和“横向”用于表示在垂直于高度和长度的方向上的距离-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波导阵列的电场线分布(为清楚起见，省略了衬底和波导)。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、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。用于降低串扰的电极结构在下面提出并示于图4、5、6和7中。每个电极结构具有信号电极400和波导410。虽然图中示出了用于z-切割传输线阵列，但是相同的原理适用于x-切割阵列。为了限制电场的扩散，每个接地电极设置有向下延伸的部分，该部分延伸到衬底中。这可以通过在衬底中形成“沟槽”并用金属覆盖沟槽壁(例如通过溅射)或用金属填充沟槽来实现。用于覆盖或填充沟槽的金属可以是与电极相同的金属，或者是不同的金属。图4示出了具有接地电极401的RF波导阵列，接地电极401具有通过用金属填充衬底中的沟槽而形成的向下延伸部分402。图5示出了类似的布置，其中每个接地电极501具有减小的高度部分503以节省材料成本以及向下延伸的部分502。图6示出了一种实施方式，其中具有减小的高度部分603的接地电极601与通过将金属溅射到衬底的沟槽中形成的向下延伸部分602组合。溅射可以在将接地电极的主体施加到衬底之前或之后进行。图7示出了类似于图6的实施方式，不同之处在于用于溅射的金属702与用于其余电极的金属不同。提供向下延伸的部分导致RF传输线阵列的串扰和S21曲线的显著改进，如图8A和B所示(其中箭头表示增加的沟槽深度)。向下延伸的部分可以位于接地电极的中心，即与邻近接地电极的传输线等距，或者它可以位于偏心位置。可能的是，向下延伸的部分仅设置在中间接地电极中，即在一对传输线之间(而不是在阵列的边缘处)。在给定的一对相邻信号电极之间存在多个中间接地电极的情况下，向下延伸的部分可以设置在它们中的一个或多个中。作为示例，如果在每条传输线之间存在两个中间接地电极，则每个可以具有向下延伸的部分，该部分覆盖它们之间的沟槽的壁，并且沟槽的底部可以是不导电的。电极的向下延伸部分可以沿着电极的整个长度设置，或者仅沿着该长度的一部分或几个部分设置。这在图9中示意性地示出，图9是示出信号电极910和接地电极900-903的平面图。接地电极900-903的向下延伸的部分的位置以阴影示出。在该示例中，非中间接地电极900不包括向下延伸的部分。一个接地电极901具有沿电极的整个长度向下延伸的部分。其他接地电极902和903具有向下延伸的若干部分，每个部分位于电极长度的不同部分。尽管在图中示出了每个中间接地电极具有不同的布置，但是预期所有接地电极在实践中将使用相同的布置-尽管向下延伸的部分之间的间隙可能是偏移的。衬底通常由铌酸锂(LiNbO3)形成，但是应当理解，该方法不限于LiNbO3，并且可以适用于其他材料，包括半导体(例如，磷化铟或硅)。可以通过激光烧蚀或任何其他合适的蚀刻工艺来形成沟槽。尽管显然存在接近衬底深度的实际限制，但是性能随着向下延伸部分的深度而改善。沟槽深度可以是例如至少10微米、至少25微米、至少50微米或至少100微米。接地电极的向下延伸部分可以与沟槽的深度相同，或者可以仅沿沟槽的一部分向下延伸。向下延伸的部分可以延伸至至少10微米、至少25微米、至少50微米、至少80微米或至少100微米。向下延伸部分延伸的深度越大，串扰的减小就越大。选择沟槽向下延伸部分的宽度主要是出于制造原因，并且取决于信号线的分离，可以在40和240微米之间。在接地电极中包含向下延伸部分的RF波导阵列可以用作双并联同相/正交I/Q调制器的一部分，其中与每个信号电极相关联的波导被配置为形成Mach-Zehnder调制器。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：衬底，所述衬底包括多个光波导，每一个波导沿第一方向延伸；电RF传输线阵列，所述电RF传输线阵列位于所述衬底的面上，并且包括：多个信号电极；和多个接地电极；每一个电极沿所述第一方向延伸；其中：每一个所述信号电极被布置以向两个相应的波导提供信号；所述接地电极包括位于每一对信号电极之间的至少一个中间接地电极；每一个所述中间接地电极包括延伸到所述衬底中的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.30 GB 1622436.21.一种射频RF波导阵列，所述阵列包括：衬底，所述衬底包括多个光波导，每一个波导沿第一方向延伸；电RF传输线阵列，所述电RF传输线阵列位于所述衬底的面上，并且包括：多个信号电极；和多个接地电极；每一个电极沿所述第一方向延伸；其中：每一个所述信号电极被布置以向两个相应的波导提供信号；所述接地电极包括位于每一对信号电极之间的至少一个中间接地电极；每一个所述中间接地电极包括延伸到所述衬底中的部分。2.根据权利要求1所述的RF波导阵列，其中延伸到所述衬底中的所述部分包括在所述衬底中的沟槽的壁上的涂层。3.根据权利要求1所述的RF波导阵列，其中延伸到所述衬底中的所述部分包括填充所述衬底中的沟槽的部分。4.根据前述权利要求中任一项所述的RF波导阵列，其中延伸到所述衬底中的所述部分由金属制成，所述金属与所述中间接地电极的另一部分的金属不同。5.根据前述权利要求中任一项所述的RF波导阵列，其中延伸到所述衬底中的所述部分延伸到所述衬底中至少10微米，更优选地至少25微米，更优选地至少50微米，更优选地至少100微米。6.根据前述权利要求中任一项所述的RF波导阵列，其中延伸到所述衬底中的所述部分等距地被...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·迪奥图，S·巴尔萨摩，P·韦尔加尼，
申请(专利权)人：朗美通技术英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB