分布式光相位调制器制造技术

技术编号:25538503 阅读:28 留言:0更新日期:2020-09-04 17:28
本申请公开了一种分布式光相位调制器,包括:衬底,以及设置在所述衬底上的光波导;驱动电极,设置在所述衬底上,包括多个间隔排布的子驱动电极,多个屏蔽电极,分别设置在所述多个子驱动电极之间;所述光波导顺次穿过所述子驱动电极和所述多个屏蔽电极。每个部分的驱动电极长度远小于等效的传统调制器的总长度,同时每个部分的驱动信号电压也远小于在等效的传统调制器的驱动信号电压。每个部分的驱动电极中,光信号的传播会和电信号的可以达到近似同步传播甚至传播同步。最小化了光电信号之间的走离现象,提高了调制带宽的上限。在子驱动电极之间分别设置屏蔽电极,可以屏蔽子驱动电极之间的串扰,能够大大降低子驱动电极之间的串扰。

【技术实现步骤摘要】
分布式光相位调制器
本申请涉及光调制
,具体而言,涉及一种分布式光相位调制器。
技术介绍
高速电光调制有非常广泛和重要的应用,比如光通信、微波光电子、激光束偏转、波前调制等。电光调制器是利用某些电光晶体,如铌酸锂晶体(LiNb03)、砷化稼晶体(GaAs)和钽酸锂晶体(LiTa03)的电光效应制成的调制器。电光效应即当把电压加到电光晶体上时,电光晶体的折射率将发生变化,结果引起通过该晶体的光波特性的变化,实现对光信号的相位、幅度、强度以及偏振状态的调制。然而,在对光调制过程中,难以同时实现低驱动电压和高调制带宽调制。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种分布式光相位调制器以实现低驱动电压和高调制带宽的调制。基于此,本申请实施例提供了一种分布式光相位调制器,包括:衬底,以及设置在所述衬底上的光波导;驱动电极,设置在所述衬底上,包括多个间隔排布的子驱动电极,多个屏蔽电极,分别设置在所述多个子驱动电极之间;所述光波导顺次穿过所述子驱动电极和所述多个屏蔽电极。可选地,所述驱动电极为共面波导结构。可选地,所述子驱动电极上被施加相同的电信号。可选地,相邻所述子驱动电极上被施加的电信号具有延时,其中,延时的时长为光信号从上一子驱动电极起始端传输至相邻的下一子驱动电极的起始端所需的时长。可选地,所述光波导包括多个调制部和连接在所述调制部之间的多个弯曲部,其中,所述弯曲部的弯曲方向朝向与所述弯曲部连接的上一调制部。可选地,所述所述调制部包括第一子调制部和第二子调制部,其中所述第一子调制部和所述第二子调制部内部的光传播方向相反。可选地,所述第一子调制部与所述第二子调制部平行,所述第一子调制部和所述第二子调制部内的光信号传播方向相反。可选地,所述第一子调制部穿所述子驱动电极;所述第二子调制部穿过所述屏蔽电极。可选地,所述子驱动电极包括:信号电极,位于光波导的一侧,被施加驱动信号;以及位于所述光波导的另一侧的接地电极。可选地,所述屏蔽电极包括:第一接地地线,位于所述光波导一侧,以及位于所述光波导另一侧的第二接地线。本申请具有如下有益效果:将驱动电极设置为分布式的驱动电极,由于驱动电极为分布式的,每个部分的驱动电极长度远小于等效的传统调制器的总长度,同时每个部分的驱动信号电压也远小于在等效的传统调制器的驱动信号电压。每个部分的驱动电极中,光信号的传播会和电信号的可以达到近似同步传播甚至传播同步。最小化了光电信号之间的走离现象,提高了调制带宽的上限。同时由于驱动电极由传统的一段式驱动电极变为分布式的多段驱动电极,每一个电极上所需要施加的驱动电压也大大减小。在子驱动电极之间分别设置屏蔽电极,可以屏蔽子驱动电极之间的串扰,能够大大降低子驱动电极之间的串扰。各个子驱动电极上被施加的电信号相同,相同的电信号被施加于每一部分的驱动电极上,等同于在电信号沿每一部分驱动电极传播时,重置了电信号,极大地降低了电信号的损失,大幅提高了调制效率。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:图1是根据本申请实施例的分布式光相位调制器示意图;图2是根据本申请实施例的分布式光相位调制器局部剖面示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如
技术介绍
所述,驱动电压和调制带宽之间往往需要取舍。电光效应在电光介质中通常较弱,所以低调制电压需要足够长的波导来累计产生足够电光效应。然而申请人经研究发现,光波和驱动电信号之间存在群速度失配,经过长距离传输会产生严重的光波-驱动点信号走离(walk-off)现象,严重限制了调制带宽。此外,长的光波导还需要长的驱动电极,由于电极材料的电阻损耗,导致了较大的微波驱动信号传播损失,最终也限制了进一步降低驱动电压的可能。并且,同时随着调制带宽的增加,多信号之间的串扰问题的变的越来越显著。最终均会导致难以继续降低驱动电压。这一严重的设计上的取舍问题几乎存在于所有基于行波的光电调制器,严重限制了器件的性能。基于申请人的研究发现,本技术实施例提供了一种分布式光相位调制器,如图1所示,该光调制器包括:衬底10,以及设置在所述衬底10上的光波导20;驱动电极30,设置在所述衬底10上,包括多个间隔排布的子驱动电极31,多个屏蔽电极40,分别设置在所述多个子驱动电极31之间;所述光波导20顺次穿过所述子驱动电极31和所述多个屏蔽电极40由于光波和驱动电信号之间存在群速度失配,经过长距离传输会产生严重的光波-驱动点信号走离现象,严重限制了驱动电压的降低和调制带宽的提高。因此,在本实施例中将驱动电极30设置为分布式的驱动电极,由于驱动电极30为分布式的,每个部分的驱动电极30长度远小于调制器的总长度,在每个部分的驱动电极30中,光信号的传播会和电信号的可以达到近似同步传播甚至传播同步。最小化了光电信号之间的走离现象,提高了在较高的调制带宽的上限。由于随着带宽的增加,多信号之间的串扰问题的变的越来越显著,在多个子驱动电极31之间分别设置多个屏蔽电极40,用以屏蔽子驱动电极31之间的串扰,能够大大降低子驱动电极之间的串扰。在增加带宽的同时进一步降低驱动电压。作为示例性的实施例,光调制器可以为铌酸锂晶体(LiNb03)光调制器、砷化稼晶体(GaAs)光调制器或钽酸锂晶体(LiTa03)光调制器。在本实施例中,以铌酸锂晶体光调制器为例进行说明。如图2所示光调器局部刨面图,光波导20、驱动电极30位于衬底10表面,在衬底10和光波导20、驱动电极30之间还可以设置有键合层50。作为示例性的实施例,所述驱动电极30包括被施加电信号的信号电极S和接地电极G。光波导位于所述信号电极S和所述接地电极G之间。在本实施例中,驱动电极的信号电极S和接地电极G可以与光波导平行设置。在本实施例中,光波导是由电光材料制成的,其折射率随外加电压的大小而变化,输入光经过光波导所累积的相位随施加在光波导上电压而变化。通过在驱动电极上施加电信号,以改变光波导中的光信号的相位实现光相位调制。作为示例性的实施例,所述驱动电极30包括N个沿所述光波导20间隔排布的子驱动电极31,其中,N≥2。如图1所示。驱动电极30被分为N个部分,每个部分只有较短的长度L,最本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种分布式光相位调制器,其特征在于,包括:/n衬底,以及设置在所述衬底上的光波导;/n驱动电极,设置在所述衬底上,包括多个间隔排布的子驱动电极,/n多个屏蔽电极,分别设置在所述多个子驱动电极之间;/n所述光波导顺次穿过所述子驱动电极和所述多个屏蔽电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式光相位调制器,其特征在于,包括:
衬底,以及设置在所述衬底上的光波导;
驱动电极,设置在所述衬底上,包括多个间隔排布的子驱动电极,
多个屏蔽电极,分别设置在所述多个子驱动电极之间;
所述光波导顺次穿过所述子驱动电极和所述多个屏蔽电极。


2.如权利要求1所述的分布式光相位调制器,其特征在于,
所述驱动电极为共面波导结构。


3.如权利要求2所述的分布式光相位调制器,其特征在于,
所述子驱动电极上被施加相同的电信号。


4.如权利要求3所述的分布式光相位调制器,其特征在于,
相邻所述子驱动电极上被施加的电信号具有延时,其中,延时的时长为光信号从上一子驱动电极起始端传输至相邻的下一子驱动电极的起始端所需的时长。


5.如权利要求1-4任一项所述的分布式光相位调制器,其特征在于,所述光波导包括多个调制部和连接在所述调制部之间的多个弯曲部,其中,所述弯曲部的弯曲方向朝向与所述弯...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁寒潇宋一品
申请(专利权)人:苏州极刻光核科技有限公司
类型:新型
国别省市:江苏;32

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