折叠型马赫曾德尔调制器制造技术

提供一种折叠型马赫曾德尔调制器，包括：分光元件，包括第一输入端、第一输出端和第二输出端；合光元件，包括第二输入端、第三输入端和第三输出端；第一波导臂和第二波导臂，材料为电光材料且整体呈折叠状，第一波导臂和第二波导臂在每个转弯区一体交叉，第一波导臂连接第一输出端和第二输入端，第二波导臂连接第二输出端和第三输入端；及，射频电极，包括整体呈折叠状且无交叉依次排列的第一地电极、第一信号电极和第二地电极，在每个射频调制区，第一地电极和第一信号电极配置为向第一波导臂施加射频电压，第二地电极和第一信号电极配置为向第二波导臂施加射频电压。本公开实施例可以在满足器件性能需求的前提下，实现器件的小型化设计。化设计。化设计。

【技术实现步骤摘要】
折叠型马赫曾德尔调制器


[0001]本公开涉及光通信
，特别是涉及一种折叠型马赫曾德尔(Mach
‑
Zehnder)调制器。

技术介绍

[0002]近年来，随着物联网、无人驾驶、远程医疗、远程教育等新兴网络应用业务的飞速发展，对于高速大容量通信技术提出了更高的要求。光通信因其带宽大、可靠性高、成本低、抗干扰能力强等特点，在高速、大容量通信方向取得了飞速的发展。如何将高速电信号加载到光载波上是一项核心研究内容。
[0003]电光调制器是基于电光材料(Electro
‑
optic materials)的电光效应制成的一种调制器。电光效应是指，当对例如铌酸锂晶体、砷化稼晶体或钽酸锂晶体等电光材料施加电压时，电光材料的折射率会发生变化，进而引起通过该电光材料的光波的特性发生变化。利用电光效应，可以实现对光信号相位、幅度、强度以及偏振状态等参数的调制。
[0004]马赫曾德尔调制器(Mach
‑
Zehnder Modulator)是电光调制器的一种，其是将输入光信号等分成两个分支光信号，使之分别进入两个波导臂，这两个波导臂采用电光材料，其折射率随外加调制电压的变化而变化。波导臂的折射率变化会引起分支光信号的相位变化，因此，两个分支光信号汇合后输出的是一个强度随调制电压变化的干涉信号。简而言之，马赫曾德尔调制器通过控制施加在两个波导臂上的调制电压，可以实现不同边带的调制。马赫曾德尔调制器作为将电信号转换成光信号的器件，是光互连、光计算、光通信系统中常见的核心器件之一。
[0005]随着人们对于高速、大容量通信技术的需求日益迫切，对于马赫曾德尔调制器的器件性能和器件尺寸均提出了更高的要求。

技术实现思路

[0006]本公开实施例提供了一种折叠型马赫曾德尔调制器，以在满足器件性能需求的前提下，实现器件的小型化设计。
[0007]本公开实施例提供的折叠型马赫曾德尔调制器，包括N个沿长度方向延伸的射频调制区和N
‑
1个转弯区，N≥2，折叠型马赫曾德尔调制器包括：分光元件，包括第一输入端、第一输出端和第二输出端；合光元件，包括第二输入端、第三输入端和第三输出端；第一波导臂和第二波导臂，材料为电光材料且整体呈折叠状，第一波导臂和第二波导臂在每个转弯区一体交叉，第一波导臂连接第一输出端和第二输入端，第二波导臂连接第二输出端和第三输入端；及，射频电极，包括整体呈折叠状且无交叉依次排列的第一地电极、第一信号电极和第二地电极，在每个射频调制区，第一地电极和第一信号电极配置为向第一波导臂施加射频电压，第二地电极和第一信号电极配置为向第二波导臂施加射频电压。
[0008]在一些实施例中，第一波导臂和第二波导臂在每个转弯区一体垂直交叉。
[0009]在一些实施例中，第一地电极、第一信号电极和第二地电极在转弯区呈同心圆弧
状弯曲。
[0010]在一些实施例中，第一波导臂和第二波导臂与第一地电极、第一信号电极和第二地电极的转弯同步；或者，第一波导臂和第二波导臂相比第一地电极、第一信号电极和第二地电极的转弯滞后；或者，第一波导臂和第二波导臂相比第一地电极、第一信号电极和第二地电极的转弯超前。
[0011]在一些实施例中，折叠型马赫曾德尔调制器包括依次设置的衬底、隔离层、波导层、电极层、绝缘材料层和电桥层，其中，第一波导臂和第二波导臂位于波导层；第一信号电极的一部分位于电极层，一部分位于电桥层，且第一信号电极的位于电桥层的部分与第一信号电极的位于电极层的部分电连接，在垂直于衬底的方向上，第一信号电极的位于电桥层的部分与第一波导臂、第二波导臂有交叠。
[0012]在一些实施例中，第一地电极的一部分位于电极层，一部分位于电桥层，且第一地电极的位于电桥层的部分与第一地电极的位于电极层的部分电连接，在垂直于衬底的方向上，第一地电极的位于电桥层的部分与第一波导臂、第二波导臂有交叠；和/或，第二地电极的一部分位于电极层，一部分位于电桥层，且第二地电极的位于电桥层的部分与第二地电极的位于电极层的部分电连接，在垂直于衬底的方向上，第二地电极的位于电桥层的部分与第一波导臂、第二波导臂有交叠。
[0013]在一些实施例中，第一地电极位于电极层，并且在垂直于衬底的方向上，第一地电极与第一波导臂、第二波导臂无交叠；或者，第一地电极的一部分位于电极层，一部分位于电桥层，且第一地电极的位于电桥层的部分与第一地电极的位于电极层的部分电连接，在垂直于衬底的方向上，第一地电极的位于电桥层的部分与第一波导臂、第二波导臂无交叠。
[0014]在一些实施例中，第二地电极位于电极层，并且在垂直于衬底的方向上，第二地电极与第一波导臂、第二波导臂无交叠；或者，第二地电极的一部分位于电极层，一部分位于电桥层，且第二地电极的位于电桥层的部分与第二地电极的位于电极层的部分电连接，在垂直于衬底的方向上，第二地电极的位于电桥层的部分与第一波导臂、第二波导臂无交叠。
[0015]在一些实施例中，波导层为脊波导层，包括平板层和位于平板层之上的脊凸层，第一波导臂和第二波导臂位于脊凸层，电极层形成在平板层的远离衬底的表面；或者
[0016]波导层为脊波导层，包括平板层和位于平板层之上的脊凸层，第一波导臂和第二波导臂位于脊凸层，平板层具有刻槽，电极层嵌入刻槽内；或者
[0017]波导层为包括第一波导臂和第二波导臂的脊凸层，电极层形成在隔离层的远离衬底的表面。
[0018]在一些实施例中，折叠型马赫曾德尔调制器还包括：
[0019]设于射频电极与分光元件之间、或者设于射频电极与合光元件之间的相位补偿调制模块。
[0020]根据本公开的一个或多个实施例，由于采用了折叠设计，相比传统型马赫曾德尔调制器，可以大大缩减长度方向的尺寸。为了获得更佳的器件性能，可以根据需求设计增加波导臂的长度，而对器件的整体长度影响较小。第一波导臂和第二波导臂采用相同的材料并且在每个转弯区一体交叉，这样可以降低光在第一波导臂和第二波导臂中的各自的传输损耗以及减少相互之间的串扰，有利于提升器件的性能。
[0021]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特
征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0022]在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
[0023]图1是传统型马赫曾德尔调制器的简化结构俯视图；
[0024]图2是根据本公开一些示例性实施例的折叠型马赫曾德尔调制器的结构俯视图及局部结构剖视图；
[0025]图3是根据本公开另一些示例性实施例的折叠型马赫曾德尔调制器的结构俯视图及局部结构剖视图；
[0026]图4是根据本公开又一些示例性实施例的折叠型马赫曾德尔调制器的结构俯视图及局部结构剖视图；
[0027]图5是根据本公开再一些示例性实施例的折叠型马赫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种折叠型马赫曾德尔调制器，包括N个沿长度方向延伸的射频调制区和N
‑
1个转弯区，N≥2，折叠型马赫曾德尔调制器包括：分光元件，包括第一输入端、第一输出端和第二输出端；合光元件，包括第二输入端、第三输入端和第三输出端；第一波导臂和第二波导臂，材料为电光材料且整体呈折叠状，第一波导臂和第二波导臂在每个转弯区一体交叉，第一波导臂连接第一输出端和第二输入端，第二波导臂连接第二输出端和第三输入端；及射频电极，包括整体呈折叠状且无交叉依次排列的第一地电极、第一信号电极和第二地电极，在每个射频调制区，第一地电极和第一信号电极配置为向第一波导臂施加射频电压，第二地电极和第一信号电极配置为向第二波导臂施加射频电压。2.根据权利要求1所述的折叠型马赫曾德尔调制器，其中，第一波导臂和第二波导臂在每个转弯区一体垂直交叉。3.根据权利要求1所述的折叠型马赫曾德尔调制器，其中，第一地电极、第一信号电极和第二地电极在转弯区呈同心圆弧状弯曲。4.根据权利要求1所述的折叠型马赫曾德尔调制器，其中，第一波导臂和第二波导臂与第一地电极、第一信号电极和第二地电极的转弯同步；或者第一波导臂和第二波导臂相比第一地电极、第一信号电极和第二地电极的转弯滞后；或者第一波导臂和第二波导臂相比第一地电极、第一信号电极和第二地电极的转弯超前。5.根据权利要求1所述的折叠型马赫曾德尔调制器，其中，折叠型马赫曾德尔调制器包括依次设置的衬底、隔离层、波导层、电极层、绝缘材料层和电桥层，其中，第一波导臂和第二波导臂位于波导层；第一信号电极的一部分位于电极层，一部分位于电桥层，且第一信号电极的位于电桥层的部分与第一信号电极的位于电极层的部分电连接，在垂直于衬底的方向上，第一信号电极的位于电桥层的部分与第一波导臂、第二波导臂有交叠。6.根据权利要求5所述的折叠型马赫曾德尔调制器，其中，第一地电极的一部分位于电极层，一部分位于电桥层...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁寒潇，宋一品，周颖聪，巫海苍，毛文浩，宋时伟，孙维祺，俞清扬，
申请(专利权)人：苏州极刻光核科技有限公司，
类型：发明
国别省市：