电光调制器制造技术

一种用于调制具有束路径和束轴线(A)的电磁辐射束的电光调制器为横向型并且包括：调制器元件(3)，所述调制器元件(3)定位于所述束路径中；用于接收所述调制器元件(3)的壳体(2)，所述壳体(2)形成谐振腔；以及耦合装置(4)，所述耦合装置(4)用于将调制能量输入至所述壳体(2)中，以使得在所述壳体(2)内生成谐振驻波。所述壳体(2)包括在长度(L)上大致平行于所述束轴线(A)延伸的至少一个侧壁(13，14，15，16，21，22，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)，其中所述至少一个侧壁(13，14，15，16，21，22，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)包括变形部分(21b，25b，26b，31b，32b，35b，36b，41b，42b，45，46，51b，52b)，以使得在所述谐振腔中所述侧壁与所述束轴线(A)之间的沿垂直于所述束轴线(A)的方向的距离(di，d2，d3，d4，d5，ci，c2，c3，c4)在所述侧壁的长度(L)的至少一部分上变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电光调制器
本专利技术涉及一种用于调制电磁辐射束的谐振驻波电光调制器(EOM)。
技术介绍
EOM被构造成修改例如激光束的相位或频率或偏振或振幅。它们被用于比如光通信和科学仪器的各种应用中。谐振驻波电光调制器包括壳体，所述壳体带有布置于其中的一块晶体电光材料。所述壳体形成用于调制能量(例如微波能量)的驻波的谐振腔，所述调制能量的驻波引起晶体材料的折射率的改变。微波能量通常与待调制的激光辐射相位匹配或准相位匹配。通常通过延伸至腔中的耦合元件(比如杆或销)将调制能量引入至壳体中。然而，耦合元件本身可能引起调制能量的场畸变，其可能导致调制效率的降低和/或被调制激光束轮廓的畸变和/或被调制激光束的偏转。从US5,414,552已知一种用于激光辐射束的谐振驻波电光调制器。已经发现，对于大于6GHz的微波频率，已知的电光调制器可能在驻波调制场中显现出缺陷。这可能是由于与晶体块和/或杆有关的尺寸限制而引起的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种替代的或改进的电光调制器，所述电光调制器被特别地用于具有较高的频率的应用，比如大于6GHz的频率，特别地大于7GHz的频率。通过根据权利要求1或权利要求13的电光调制器以及根据权利要求12的生产电光调制器的方法实现所述目的。分别在从属权利要求中指出本专利技术的进一步的发展。也可以通过在下面或在装置的从属权利要求中指出的特征进一步发展所述方法，反之亦然，或者装置的特征也可以被用于进一步发展彼此。在本专利技术的一个实施例中，提供一种用于调制具有束路径和束轴线的电磁辐射束的电光调制器，其中所述电光调制器包括调制器元件，所述调制器元件定位于所述束路径中；用于接收所述调制器元件的壳体，所述壳体形成谐振腔；以及耦合装置，所述耦合装置用于将调制能量输入至所述壳体中，以使得在所述壳体内生成谐振驻波。所述壳体包括在长度上大致平行于所述束轴线延伸的至少一个侧壁以及所述至少一个侧壁包括变形部分，以使得在所述谐振腔中所述侧壁与所述束轴线之间的沿垂直于所述束轴线的方向的距离在所述侧壁的长度的至少一部分上变化。优选地，用于将调制能量输入至所述壳体中的耦合装置为杆状元件。所述电光调制器为横向型，即，所述调制能量的电场矢量被横向于、优选地垂直于所述束轴线定向。优选地，除了所述一个或多个侧壁的一个或多个变形部分之外，所述壳体大致上为长方体形状。优选地，由所述壳体形成的谐振腔为单腔结构，而不是多腔结构，亦即所述谐振腔由单个腔而不是多个相互连接的腔形成。通过提供具有变形部分的至少一个侧壁，可以优化所述壳体内的调制能量的驻波场，特别地可以减小或补偿所述调制驻波场的畸变。这可以改进所述电光调制器的性能和效率。例如，所述调制波场的畸变可能为例如调制能量(比如微波能量)的驻波场的节点的沿着所述束轴线的移动和/或电场波腹的垂直于所述束轴线的移动和/或降低的峰值场强度。根据本专利技术的一个方面，所述耦合装置设置于变形部分内，以使得所述耦合装置被远离所述束轴线布置于侧壁的侧向延伸部之外。通过这样做，可以在调制波的较高的频率下实现最佳耦合。特别地，可以应用大于6GHz的、更优选地大于7GHz的调制波频率。可以实现高达18GHz或更高的频率。根据本专利技术的另一个方面，所述至少一个侧壁的变形部分减小所述调制器元件的有效长度，从而提供对所述有效长度的调节而无需修改所述调制器元件本身。在本专利技术的另一个实施例中，提供一种用于调制具有束路径和束轴线的电磁辐射束的电光调制器，其中所述电光调制器包括调制器元件，所述调制器元件定位于所述束路径中；用于接收所述调制器元件的壳体，并且所述壳体限定谐振腔；耦合装置，所述耦合装置用于将调制能量输入至所述壳体中，以使得在所述壳体内生成谐振驻波；以及包括第一端的阻抗匹配元件，其中可以调节所述阻抗匹配元件的第一端与所述耦合装置之间的距离。所述电光调制器为横向型，即，所述调制能量的电场矢量被横向于、优选地垂直于所述束轴线定向。优选地，用于将调制能量输入至所述壳体中的耦合装置为杆状元件。所述阻抗匹配元件容许所述调制器元件的阻抗与用于供应调制能量的进给线的阻抗的改进的、特别地更简单的和/或更精确的匹配和/或容许所述调制能量的至所述壳体中的改进的、特别地更有效的耦合。在本专利技术的又一个实施例中，提供一种用于调适所述电光调制器的调制器元件的阻抗的方法，其中所述电光调制器包括阻抗匹配元件，并且所述阻抗匹配元件的第一端与所述耦合装置之间的距离被选择成使得所述调制器元件的阻抗大致上与用于供应调制能量的进给线的阻抗匹配。附图说明通过对实施例的描述，本专利技术的进一步的特征和优点将变得显而易见，将通过参考附图描述所述实施例。应当注意的是，附图不一定按比例绘制。在图中：图1为谐振驻波电光调制器的立体示意图。图2示意性地示出沿垂直于入射光束的方向穿过图1中所示的电光调制器的截面。图3a为根据本专利技术的第一实施例的谐振驻波电光调制器的一部分的在x-y-平面中的剖视示意图。图3b示意性地示出沿垂直于入射光束的方向穿过图3a中所示的电光调制器的截面。图4示意性地描绘图3a中所示的电光调制器内的沿着所述束轴线的微波驻波场的沿z-方向的电场强度Ez，以示例说明可以通过本专利技术补偿的场畸变的第一示例，其中图4为沿着所述束轴线穿过图6中所示的微波驻波电场的示意截面。图5为根据本专利技术的第二实施例的谐振驻波电光调制器的一部分的在x-y-平面中的剖视示意图。图6示意性地描绘图3a中所示的电光调制器内的微波驻波电场，以示例说明可以通过本专利技术补偿的场畸变的第二示例。图7为根据本专利技术的第三实施例的谐振驻波电光调制器的一部分的在x-y-平面中的剖视示意图。图8a为不具有变形的端部部分的谐振驻波电光调制器的在x-y-平面中的剖视示意图，并且图8b为根据本专利技术的第四实施例的具有变形的端部部分的谐振驻波电光调制器的在x-y-平面中的剖视示意图。图9a为具有恒定的高度的谐振驻波电光调制器的在x-z-平面中的剖视示意图，并且图9b至9d为根据本专利技术的第五实施例的谐振驻波电光调制器的剖视示意图。图10a和图10b为根据本专利技术的第六实施例的谐振驻波电光调制器的在x-z-平面中的剖视示意图。具体实施方式图1和图2示出谐振驻波电光调制器1的总体示意图。电光调制器1包含壳体2，所述壳体2形成用于调制能量(比如微波能量)的谐振腔。呈晶体材料的块3的形式的调制器元件设置于壳体2内部。晶体材料优选地为单晶电光材料，所述单晶电光材料被构造成通过施加的电场改变它的折射率。例如，可以使用LiNbO3(铌酸锂)或LiTaO3(钽酸锂)。壳体2为大致矩形，具有由顶壁16和相对的底壁15以及两个相对的侧壁13、14提供的四个侧壁，以及前面11和相对的后面12。在这里，术语“相对的”意味着壁彼此相对地定位，其中晶体材料块3位于它们之间。前面和后面11、12被构造成容许电磁辐射束、特别地激光束穿过，例如，它们可以包含光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调制具有束路径和束轴线(A)的电磁辐射束的电光调制器，其中所述电光调制器(1)为横向型并且包括：/n调制器元件(3)，所述调制器元件(3)定位于所述束路径中，/n用于接收所述调制器元件(3)的壳体(2)，所述壳体(2)形成谐振腔，以及/n耦合装置(4)，所述耦合装置(4)用于将调制能量输入至所述壳体(2)中，以使得在所述壳体(2)内生成谐振驻波，/n其中所述壳体(2)包括在长度(L)上大致平行于所述束轴线(A)延伸的至少一个侧壁(13，14，15，16，21，22，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)，以及/n其中所述至少一个侧壁(13，14，15，16，21，22，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)包括变形部分(21b，25b，26b，31b，32b，35b，36b，41b，42b，45，46，51b，52b)，以使得在所述谐振腔中所述侧壁与所述束轴线(A)之间的沿垂直于所述束轴线(A)的方向的距离(d

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171219 EP 17208663.91.一种用于调制具有束路径和束轴线(A)的电磁辐射束的电光调制器，其中所述电光调制器(1)为横向型并且包括：
调制器元件(3)，所述调制器元件(3)定位于所述束路径中，
用于接收所述调制器元件(3)的壳体(2)，所述壳体(2)形成谐振腔，以及
耦合装置(4)，所述耦合装置(4)用于将调制能量输入至所述壳体(2)中，以使得在所述壳体(2)内生成谐振驻波，
其中所述壳体(2)包括在长度(L)上大致平行于所述束轴线(A)延伸的至少一个侧壁(13，14，15，16，21，22，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)，以及
其中所述至少一个侧壁(13，14，15，16，21，22，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)包括变形部分(21b，25b，26b，31b，32b，35b，36b，41b，42b，45，46，51b，52b)，以使得在所述谐振腔中所述侧壁与所述束轴线(A)之间的沿垂直于所述束轴线(A)的方向的距离(d1，d2，d3，d4，d5，c1，c2，c3，c4)在所述侧壁的长度(L)的至少一部分上变化。


2.根据权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，所述壳体(2)包括各自在长度(L)上大致平行于所述束轴线(A)延伸的四个侧壁(13，14，15，16，21，22，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)以及大致垂直于所述束轴线(A)布置的前面和后面(11，12)。


3.根据权利要求1或2所述的电光调制器，其特征在于，所述壳体(2)的至少一个侧壁(21，31，41)包括至少一个变形部分(21b)和至少一个非变形部分(21a，31a，41a)，其中所述变形部分(21b)距所述束轴线(A)具有第二距离(d2)并且所述非变形部分(21a，31a，41a)距所述束轴线(A)具有第一距离(d1)并且所述第二距离(d2)超过所述第一距离(d1)，并且所述变形部分(21b)被构造成容置所述耦合装置(4)，特别地以使得所述耦合装置(4)被远离所述束轴线(A)布置于所述未变形部分(21a，31a，41a)的延伸部之外。


4.根据权利要求1至3中的一项所述的电光调制器，其特征在于，所述至少一个侧壁(25，26，31，32，35，36，45，46，51，52)的变形部分(25b，26b，31b，32b，35b，36b，45，46，51b，52b)沿垂直于所述束轴线(A)的方向(x)局部地减小或增大所述谐振腔的尺寸。


5.根据权利要求1至4中的一项所述的电光调制器，其特征在于，所述至少一个侧壁(41，42)的变形部分(41b，42b)沿垂直于所述束轴线(A)的方向(x)局部地移位所述谐振腔。


6.根据权利要求1至5中的一项所述的电光调制器，其特征在于，所述壳体(2)的至少两个侧壁(25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)包括变形部分(25b，26b，31b，32b，35b，36b，41b，42b，45，46，51b，52b)，所述侧壁(25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)布置于所述调制器元件(3)的相对的侧上。


7.根据权利要求1至6中的一项所述的电光调制器，其特征在于，所述至少一个侧壁(21，25，26，31，32，35，36，41，42，45，46，51，52)的所述至少一个变形部分(21b，25b，26b，31b，32b，35b，36b，41b，42b，45，46，51b，52b)被构造成影响调制能量的谐振驻波场，特别地被构造成补偿调制能量的谐振驻波场的畸变。


8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·福格特，D·佩尔托特，
申请(专利权)人：奎比格有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE