一种基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束方法及器件技术

本发明专利技术公开了一种基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束方法及器件，属于集成光学领域。方法包括：将包含TE模式和TM模式两个偏振态的输入光分成强度和相位都相同的两路光束，通过铌酸锂的电光效应和热光效应调控两路光束之间的相位差；当TE模式的相位差满足(2m+3/2)π，且TM模式的相位差满足(2m+1/2)π时，两个偏振态分离并分别从一路径独立输出；其中，m位自然数；当TM模式的相位差满足(2m+3/2)π，且TE模式的相位差满足(2m+1/2)π时，两个偏振态的输出路径切换。本发明专利技术基于铌酸锂波导的电光效应和热光效应共同调节TM模式和TM模式两个偏振态的相位，能够实现TE偏振态和TM偏振态的分束及输出路径的快速切换；同时，本发明专利技术具备小尺寸、低损耗、高切换速度等优势。高切换速度等优势。高切换速度等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束方法及器件


[0001]本专利技术属于集成光学领域，更具体地，涉及一种基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束方法及器件。

技术介绍

[0002]铌酸锂(LN)一直是通信系统中高速电光调制器和非线性波长转换设备的理想选择，因为它具有宽透明窗口(350
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5000nm)，高电光系数(～34pm/V)，强非线性效应和良好的温度稳定性。然而，传统的LN器件都是采用质子交换法或者钛扩散法制作而成，波导对光的限制能力差，光的模场分布大，因此传统的铌酸锂器件体积大，功耗高，不利于大规模的集成应用。薄膜铌酸锂技术的发展为铌酸锂平台带来了革命性的变化，绝缘体上铌酸锂(LNOI)的结构类似于绝缘体上硅，由最下方的衬底层，中间低折射率埋氧层(氧化硅)以及最上方的薄膜铌酸锂组成。铌酸锂和氧化硅之间高折射率差极大地增加了波导对光的限制，因此可以制作出高集成度，低功耗的光学器件。
[0003]基于薄膜铌酸锂的高速电光调制器是最核心的器件，相较于硅基调制器具有高带宽和低插入损耗的优势，目前其3dB电光带宽可以达到百GH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束方法，其特征在于，包括以下步骤：将包含TE模式和TM模式两个偏振态的输入光分成强度和相位都相同的两路光束，通过铌酸锂的电光效应和热光效应调控两路光束之间的相位差；当TE模式的相位差满足且TM模式的相位差满足时，两个偏振态分离并分别从一路径独立输出；其中，m为自然数；当TM模式的相位差满足且TE模式的相位差满足时，两个偏振态的输出路径切换。2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束方法，其特征在于，还包括步骤：监控偏振分离后的两路光束的偏振态，确定TE模式的光束和TM模式的光束是否已经完全分离。3.一种实现权利要求1方法的基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束器，其特征在于，包括：输入波导(1)，用于光束输入；1
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2MMI(2)，用于将输入光分成强度和相位都相同的两路光；两条铌酸锂波导臂(3，4)，用于传导1
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2MMI(2)输出的两路光束；GSG电极(5)和加热电极(6)，通过分别控制GSG电极(5)和加热电极(6)的电压使得两条铌酸锂波导臂(3，4)分别产生电光效应和热光效应，进而改变通过两条铌酸锂波导臂光束的相位差；其中，调节波导臂(3，4)两路光束的相位差满足TE模式的相位差为且TM模式的相位差为或者TM模式的相位差为且TE模式的相位差为m为自然数；2
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2MMI(7)，使经过GSG电极(5)和加热电极(6)相位调控后的两条铌酸锂波导臂的光束通过其后分为TE模式的光束和TM模式光束，并分别从其两个输出端口独立输出；两条输出波导(8，9)，用于将经过2
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2MMI(7)偏振分束的光分别从不同通道独立输出。4.根据权利要求3所述的一种实现权利要求1方法的基于薄膜铌酸锂的电控可调偏振分束器，其特征在于，所述GSG电极(5)包括两条地电极和一条信号电极，其中两条地电极位...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏金松，王宣皓，曾成，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：