一种电光调制波导、偏振控制器和移相器制造技术

本申请公开了一种电光调制波导。该电光调制波导包括：衬底、波导结构、包层结构、第一电极、第二电极和第三电极。衬底包括第一凹槽和第二凹槽，第一电极设置在第一凹槽的底部，第二电极设置在第二凹槽的底部。第一电极的厚度小于第一凹槽在第一方向上的深度，第二电极的厚度小于第二凹槽在第一方向上的深度。波导结构设置在衬底的第一区域上，第一区域位于第一凹槽和第二凹槽之间。包层结构用于包裹波导结构、第一电极和第二电极。第三电极与波导结构被所述包层结构隔开。第一电极、第二电极和第三电极用于加载电压。波导结构、第一电极、第二电极和第三电极在第二方向上延伸，入射光在波导结构中沿第二方向传输。第一方向与第二方向垂直。垂直。垂直。

【技术实现步骤摘要】
一种电光调制波导、偏振控制器和移相器


[0001]本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种电光调制波导、偏振控制器和移相器。

技术介绍

[0002]电光调制器件作为光通信、光互联链路中的核心器件，承担着将高速电信号加载到光载波信号的任务，实现电信号向光信号的转化以及电信号对光信号的调控。进一步提升电光调制器件的调制效率和带宽，对于提升整个光通信系统的性能具有至关重要的意义。
[0003]目前，电光调制器件通常包括用于传输光的波导和位于波导横向两侧的电极，电极用于向波导施加横向的电场，以调节波导中光的相位和强度。应理解，通过缩短电极与波导之间的距离，可在同等电压条件下使得波导内产生更高的电场强度，进而提升调制效率。但是，如果电极距离波导过近就会和光模场之间存在较大的空间重叠，导致显著增加光信号的损耗，增加器件的插入损耗。因此，如何在不增加损耗的前提下提升电光调制器件的调制效率是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种电光调制波导、偏振控制器和移相器，可以有效提升电光调制效率。
[0005]第一方面，本申请提供了一种电光调制波导。该电光调制波导包括：衬底、波导结构、包层结构、第一电极和第二电极。衬底包括第一凹槽和第二凹槽，第一电极设置在第一凹槽的底部，第二电极设置在第二凹槽的底部。第一电极的厚度小于第一凹槽在第一方向上的深度，第二电极的厚度小于第二凹槽在第一方向上的深度。波导结构设置在衬底的第一区域上，第一区域位于第一凹槽和第二凹槽之间。包层结构用于包裹波导结构、第一电极和第二电极。第一电极和第二电极用于加载电压。波导结构、第一电极和第二电极在第二方向上延伸，入射光在波导结构中沿第二方向传输。第一方向与第二方向垂直。
[0006]在该实施方式中，在第三方向上第一电极和第二电极可以紧邻波导结构两侧下方的凹槽侧壁，拉近了两侧电极与波导结构的横向距离。在同等电压条件下，拉近电极与波导结构之间的横向距离，可增强波导结构中的横向电场强度，提升电光调制效率。并且，由于第一电极和第二电极位于波导结构两侧的凹槽中，在第一方向上第一电极和第二电极距离波导结构具有一定的距离，即拉远了两侧电极与波导结构的纵向距离，减少了波导结构中光信号的传输损耗。通过这种设计方式满足对光信号损耗与调制效率的要求。
[0007]在一些可能的实施方式中，第一电极与第二电极在第三方向上形成电场，第三方向分别与第一方向和第二方向垂直。第三方向上形成的电场可以实现对入射光的调制，增强了本方案的实用性。
[0008]在一些可能的实施方式中，在第三方向上形成的电场用于调节入射光的相位，进一步增强了本方案的实用性。
[0009]在一些可能的实施方式中，入射光包括第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光与第二偏振光相互正交，在第三方向上形成的电场用于调节入射光的偏振态，可以有效解决偏振模色散、偏振相关损耗、偏振相关调制等系统中偏振相关损害，以提高光纤通信系统的性能。
[0010]在一些可能的实施方式中，电光调制波导还包括第三电极，第三电极与波导结构被包层结构隔开，第三电极用于加载电压，第三电极分别与第一电极和第二电极在第一方向上形成电场。在该实施方式中，第一电极和第二电极与第三电极之间可以形成近似垂直的纵向电场分布，通过纵向电场与横向电场的叠加可以提高波导结构内纵向电场的强度，提高电光调制效率。
[0011]在一些可能的实施方式中，在第一方向上形成的电场用于调节入射光的相位，增强了本方案的灵活性。
[0012]在一些可能的实施方式中，入射光包括第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光与第二偏振光相互正交，在第一方向上形成的电场用于调节入射光的偏振态，可以有效解决偏振模色散、偏振相关损耗、偏振相关调制等系统中偏振相关损害，以提高光纤通信系统的性能。
[0013]在一些可能的实施方式中，第三电极的中心位置与波导结构的中心位置在第三方向上的位移偏差小于第一阈值，第三电极与波导结构在第三方向上的宽度差值小于第二阈值。通过这种设计方式可以提高波导结构20内纵向电场的强度，提高电光调制效率。
[0014]在一些可能的实施方式中，电光调制波导还包括第四电极和第五电极。第四电极设置在衬底的第二区域上，第五电极设置在衬底的第三区域上，第一凹槽位于第一区域与第二区域之间，第二凹槽位于第一区域与第三区域之间。包层结构还用于包裹第四电极和第五电极。第四电极和第五电极用于加载电压，以在第三方向上形成电场。在该实施方式中，第四电极和第五电极之间也可以形成横向电场，该横向电场可以与第一电极和第二电极之间形成的横向电场叠加以增强波导结构内横向电场的强度，在同等电压条件下，提高了电光调制效率。
[0015]在一些可能的实施方式中，第一电极与第四电极电连接，第二电极与第五电极电连接。这样一来，只需要在第一电极和第四电极中任意一个电极加载电压即可，同理，只需要在第二电极和第五电极中任意一个电极加载电压即可，实现方式更容易。
[0016]在一些可能的实施方式中，电光调制波导还包括保护层结构，保护层结构用于包裹包层结构。保护层结构可以对包层结构进行有效保护。
[0017]在一些可能的实施方式中，波导结构为全刻蚀结构。即波导结构的下方不存在和波导结构材料相同的波导平板，增强了波导结构对光场的限制能力，可降低损耗。
[0018]在一些可能的实施方式中，包层结构的材料折射率小于波导结构的材料折射率，用于增强波导结构对光场的限制能力。
[0019]在一些可能的实施方式中，第一电极和第二电极采用的材料包括透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)材料，以增加电场强度并提升调制效率。
[0020]第二方面，本申请实施例提供了一种偏振控制器。该偏振控制器包括控制器、电压源和如上述第一方面任一实施方式介绍的电光调制波导。控制器用于控制电压源向电光调制波导的电极输出电压，以使得电光调制波导调节入射光的偏振态。
[0021]第三方面，本申请实施例提供了一种移相器。该移相器包括控制器、电压源和如上述第一方面任一实施方式介绍的电光调制波导。控制器用于控制电压源向电光调制波导的电极输出电压，以使得电光调制波导调节入射光的相位。
附图说明
[0022]图1为光纤通信系统的一种示意图；
[0023]图2为本申请实施例中电光调制波导的第一种结构示意图；
[0024]图3为本申请实施例中电光调制波导的第二种结构示意图；
[0025]图4为本申请实施例中电光调制波导的第三种结构示意图；
[0026]图5为本申请实施例中电光调制波导的第四种结构示意图；
[0027]图6为本申请实施例中电光调制波导的第五种结构示意图；
[0028]图7为本申请实施例中电场强度的第一种仿真结果示意图；
[0029]图8为本申请实施例中电场强度的第二种仿真结果示意图；
[0030]图9(a)为本申请实施例中偏振控制器的第一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电光调制波导，其特征在于，包括：衬底、波导结构、包层结构、第一电极和第二电极，所述衬底包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一电极设置在所述第一凹槽的底部，所述第二电极设置在所述第二凹槽的底部，所述第一电极的厚度小于所述第一凹槽在第一方向上的深度，所述第二电极的厚度小于所述第二凹槽在所述第一方向上的深度，所述波导结构设置在所述衬底的第一区域上，所述第一区域位于所述第一凹槽和所述第二凹槽之间，所述包层结构用于包裹所述波导结构、所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于加载电压，所述波导结构、所述第一电极和所述第二电极在第二方向上延伸，入射光在所述波导结构中沿所述第二方向传输，所述第一方向与所述第二方向垂直。2.根据权利要求1所述的电光调制波导，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极在第三方向上形成电场，所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向垂直。3.根据权利要求2所述的电光调制波导，其特征在于，在所述第三方向上形成的电场用于调节所述入射光的相位。4.根据权利要求2或3所述的电光调制波导，其特征在于，所述入射光包括第一偏振光和第二偏振光，所述第一偏振光与所述第二偏振光相互正交，在所述第三方向上形成的电场用于调节所述入射光的偏振态。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电光调制波导，其特征在于，所述电光调制波导还包括第三电极，所述第三电极与所述波导结构被所述包层结构隔开，所述第三电极用于加载电压，所述第三电极分别与所述第一电极和所述第二电极在所述第一方向上形成电场。6.根据权利要求5所述的电光调制波导，其特征在于，在所述第一方向上形成的电场用于调节所述入射光的相位。7.根据权利要求5或6所述的电光调制波导，其特征在于，所述入射光包括第一偏振光和第二偏振光，所述第一偏振光与所述第二偏振光相互正交，在所述第一方向上形成的电场用于调节所述入射光的偏振态。8.根据权利要求5至7中任一项所述的电光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉西，姚湛史，殷祥，桂成程，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：