封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器及其制备方法，通过在铌酸锂薄膜强度调制器内部制作定向耦合器的结构，把铌酸锂薄膜强度调制器的泄露光传输到与铌酸锂薄膜强度调制器封装在一个封装壳体内的探测器，探测器的信号输出端直接与封装壳体上的引针连接，封装壳体的引针直接与偏置控制电路连接从而将泄漏光转换的电信号反馈给偏置控制电路能够实现铌酸锂薄膜强度调制器的工作点功率监控。本发明专利技术提供的上述结构降低了电路损耗，结构紧凑，简化了铌酸锂薄膜强度调制器监控电路的装配结构。监控电路的装配结构。监控电路的装配结构。

【技术实现步骤摘要】
封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光电子器件
，特别涉及一种封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G网络、云计算、虚拟现实、数据通信与电子对抗等业务的高速发展，带动核心光网络向超高速和超远距离传输升级，对承载海量信息的光通信骨干网的需求也提出了更高的要求。而传统铌酸锂基电光调制器存在体积大、带宽受限、半波电压大等限制，且集成难度大，无法与COMS工艺兼容。而铌酸锂薄膜作为一种新兴材料，采用二氧化硅作为衬底材料，具有较大的折射率差，属于强限制波导，该波导制作的调制器具有尺寸小、带宽高、半波电压小等优势。但是，随着外界环境温度、外部应力、电场等因素的变化，会引起铌酸锂薄膜调制器的工作点漂移，导致系统需要的偏置工作点不稳定，最终会导致调制信号质量变差，误码率上升、眼图劣化。为克服上述问题常采取的措施是采用电路反馈调节。即通过探测器监控输出端光功率，结合偏置反馈控制电路，通过一定的算法控制铌酸锂薄膜调制器工作在合适的工作点上。
[0003]目前，铌酸锂强度调制器的偏置点控制多采用外置耦合器的方式，调制器输出光，通过耦合器分出1％
‑
5％进入探测器进行监控调制器的工作状态，该方案会带来整体链路损耗的增加、体积大、装配繁琐等问题，不利于系统应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的是现有技术中的铌酸锂强度调制器的监控电路损耗大、体积大和装配繁琐的技术问题，进而提供一种封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器。
[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术实施例提供一种封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，包括：
[0007]定向耦合器，与铌酸锂薄膜强度调制器的合束段直波导上的合束点耦合；所述定向耦合器的输入端接收所述合束点处的泄漏光；
[0008]探测器，设置于所述定向耦合器的输出端，检测所述定向耦合器传输的泄漏光并将其转换为电信号；
[0009]封装壳体，将所述定向耦合器和所述探测器封装在其内部；所述封装壳体上配置有引针，所述探测器的电极与所述引针导通。
[0010]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述定向耦合器包括两个，两个所述定向耦合器对称地设置于所述合束段直波导的两侧；
[0011]所述探测器包括两个，两个所述探测器分别对应地设置于两个所述定向耦合器的输出端。
[0012]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述定向耦合器为渐变波导结构，所述渐变波导结构的最窄端与所述合束点对齐，所述渐变波导结
构的最宽端与所述合束段直波导的输出端对齐。
[0013]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述渐变波导结构的最窄端与所述合束点之间的间距为：3
‑
6μm；所述渐变波导结构的最宽端与所述合束段直波导的输出端之间的间距为：140
‑
160μm。
[0014]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述渐变波导结构的最窄端的宽度为3
‑
4μm；所述渐变波导结构的最宽端的宽度为15
‑
18μm。
[0015]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述渐变波导结构按照反余弦曲线设计。
[0016]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述合束段直波导的长度为1mm
‑
3mm；所述合束段直波导的宽度为1
‑
1.5μm。
[0017]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述探测器为立式探测器且所述探测器的光敏面直径为100
‑
150μm，所述探测器固定于陶瓷基体上的线路板上且所述探测器的电极通过所述陶瓷基体的线路板与所述封装壳体上的引针导通。
[0018]本专利技术其他实施例提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，所述定向耦合器的高度与所述合束段直波导的高度相同；所述定向耦合器为铌酸锂薄膜材料的波导。
[0019]本专利技术一些实施例还提供一种封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器的制备方法，包括：
[0020]在基底上形成铌酸锂薄膜材料层；
[0021]在所述铌酸锂薄膜材料层上绘制调制器图形和定向耦合器图形，所述调制器图形包括分束段直波导、两个传输臂以及合束段直波导，两个传输臂与所述合束段直波导相接的位置作为合束点；所述定向耦合器图形的输入端与所述合束点耦合；
[0022]去除所述调制器图形和所述定向耦合器图形之外的铌酸锂薄膜材料；
[0023]在所述基底上设置陶瓷基体，所述陶瓷基体上的探测器与所述定向耦合器图形的终点端相对；
[0024]将前述步骤得到的结构整体封装在封装壳体内部，且所述陶瓷基体上的探测器电极与所述封装壳体上的引针连接。
[0025]本专利技术的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
[0026]本专利技术提供的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器及其制备方法，通过在铌酸锂薄膜强度调制器内部制作定向耦合器的结构，把铌酸锂薄膜强度调制器的泄露光传输到与铌酸锂薄膜强度调制器封装在一个封装壳体内的探测器，探测器的信号输出端直接与封装壳体上的引针连接，封装壳体的引针直接与偏置控制电路连接从而将泄漏光转换的电信号反馈给偏置控制电路能够实现铌酸锂薄膜强度调制器的工作点功率监控。本专利技术提供的上述结构降低了电路损耗，结构紧凑，简化了铌酸锂薄膜强度调制器监控电路的装配结构。
附图说明
[0027]下面将通过附图详细描述本专利技术中优选实施例，将有助于理解本专利技术的目的和优
点，其中:
[0028]图1a和图1b为MZ调制器的结构示意图，其中图1a对应于MZ调制器的Off状态，图1b对应于MZ调制器的On状态；
[0029]图2为MZ调制器输出的光功率随偏置电压变化的规律曲线；
[0030]图3为本专利技术一个实施例所述封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术另一个实施例所述封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器的结构示意图；
[0032]图5为本专利技术有一个实施例所述封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器的结构示意图；
[0033]图6为本专利技术一个实施例所述探测器监测电流信号、MZ调制器输出功率随偏置电压变化的规律曲线。
具体实施方式
[0034]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]在本专利技术的描述中，需要说明的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，其特征在于，包括：定向耦合器，与铌酸锂薄膜强度调制器的合束段直波导上的合束点耦合；所述定向耦合器的输入端接收所述合束点处的泄漏光；探测器，设置于所述定向耦合器的输出端，检测所述定向耦合器传输的泄漏光并将其转换为电信号；封装壳体，将所述定向耦合器和所述探测器封装在其内部；所述封装壳体上配置有引针，所述探测器的信号输出端与所述引针导通。2.根据权利要求1所述的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，其特征在于：所述定向耦合器包括两个，两个所述定向耦合器对称地设置于所述合束段直波导的两侧；所述探测器包括两个，两个所述探测器分别对应地设置于两个所述定向耦合器的输出端。3.根据权利要求1或2所述的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，其特征在于：所述定向耦合器为渐变波导结构，所述渐变波导结构的最窄端与所述合束点对齐，所述渐变波导结构的最宽端与所述合束段直波导的输出端对齐。4.根据权利要求3所述的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，其特征在于：所述渐变波导结构的最窄端与所述合束点之间的间距为：3
‑
6μm；所述渐变波导结构的最宽端与所述合束段直波导的输出端之间的间距为：140
‑
160μm。5.根据权利要求4所述的封装有光电探测器的铌酸锂薄膜强度调制器，其特征在于：所述渐变波导结构的最窄端的宽度为3
‑
4μm；所述渐变波导结构的最宽端的宽度为15
‑
18μm。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊慧，王旭阳，赵颖超，
申请(专利权)人：北京世维通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：