【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于薄膜测试，更具体地，本专利技术涉及一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法及系统。
技术介绍
1、电光系数是表征薄膜铌酸锂材料的关键性能指标之一，目前，公开的技术中通常是利用棱镜耦合仪测量波导折射率随外加电场的变化，进而求得薄膜相应的电光系数。
2、图1为现有技术中测量薄膜铌酸锂电光系数的薄膜结构示意图，在测量时，需要在缓冲层sio2和ln衬底之间镀一层cr+au+cr作为下电极，再在晶体样品的上表面沉积上金属膜au作为上电极，把上下电极分别用导电银浆引出导线。先将样品放在棱镜耦合仪上测量出ln薄膜的折射率，然后在两个电极上施加电压测量存在电场强度时ln薄膜的折射率，最终根据施加电场前后的折射率计算出电光系数。
3、然而，上述测试方法由于需要将下电极设置于缓冲层sio2和ln衬底之间，对工艺要求很高，对于不同切向的薄膜铌酸锂并不能完全适用，极大限制了测试样品；同时，需要严格控制金属电极的厚度，如果过厚会影响棱镜耦合测量，过薄则影响电极导电，严重影响测试精度。
技术实现思路
1、本申请提供一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法及系统，以实现了对不同切向的薄膜铌酸锂的电光系数测试。
2、第一方面，本申请提供一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，所述测试方法包括：
3、在薄膜铌酸锂晶体上切取样片，并在样片上制备测试结构，所述测试结构包括至少一个波导和至少两个电极，所述电极用于对所述波导施加电场；
4、向所述波导中耦合光信号，并在所述电极上
5、调试外部电压，使所述测试结构中电压达到半波电压，并获取在半波电压下所述波导中的电场强度分布和光场强度分布；
6、根据所述电场强度分布和所述光场强度分布计算所述波导中的电光重叠积分因子，并根据所述电光重叠积分因子计算得到所述薄膜铌酸锂晶体的电光系数。
7、优选的，所述获取在半波电压下所述波导中的电场强度分布和光场强度分布的步骤包括：
8、获取所述测试结构的尺寸和所述光信号的参数；
9、将所述测试结构的尺寸和光信号的参数导入仿真模型中，得到所述波导中的所述电场强度分布和所述光场强度分布。
10、优选的，所述波导中的电光重叠积分因子由如下公式获取：
11、
12、其中，γ为所述电光重叠积分因子，e(x,y)为所述电场强度分布，eo(x,y)为所述光场强度分布。
13、优选的，所述薄膜铌酸锂晶体的电光系数由如下公式获取：
14、
15、其中，vπ为所述半波电压，λ为所述光信号波长，n为所述样片中折射率，γ为电光系数，l为所述电极长度。
16、优选的，所述测试方法还包括：
17、在薄膜铌酸锂晶体上多次切取样片，并在每个样本上制备不同尺寸的测试结构；
18、获取每个样本中波导的电光系数，并计算所有电光系数的平均值，所述电光系数的平均值为所述所述薄膜铌酸锂晶体的电光系数。
19、优选的，所述测试结构包括第一波导、第一电极和第二电极；
20、所述第一电极和所述第二电极制备在所述第一波导的两侧，所述第一电极和所述第二电极关于所述第一波导对称制备；
21、所述第一波导与所述第二电极的间距大于0，所述第一波导和所述第二电极的间距大于0；
22、所述电光系数为所述薄膜铌酸锂晶体沿z轴的电光系数，所述折射率n为e光折射率。
23、优选的，所述测试结构包括第二波导、第三波导、第三电极、第四电极和第五电极；
24、所述第四电极制备在所述第二波导和所述第三波导之间，所述第二波导和所述第三波导关于所述第四电极对称制备；
25、所述第二波导制备在所述第三电极和所述第四电极之间，所述第三电极和所述第四电极关于所述第二波导对称制备；
26、所述第三波导制备在所述第四电极和所述第五电极之间，所述第四电极和所述第五电极关于所述第三波导对称制备；
27、所述第三电极与所述第二波导的间距大于0，所述第四电极与所述第二波导的间距大于0，所述第四电极与所述第三波导的间距大于0，所述第五电极与所述第三波导的间距大于0；
28、所述电光系数为所述薄膜铌酸锂晶体沿z轴的电光系数，所述折射率n为e光折射率。
29、优选的，所述测试结构包括第四波导、第六电极、第七电极和第八电极；
30、所述第七电极和所述第八电极制备在所述第四波导的两侧，所述第七电极和所述第八电极关于所述第四波导对称制备；
31、所述第六电极制备在所述第四波导的上方；
32、所述第七电极与所述第四波导的间距大于0，所述第八电极与所述第四波导的间距大于0；
33、所述电光系数为所述薄膜铌酸锂晶体沿x轴的电光系数，所述折射率n为o光折射率。
34、优选的，所述第三电极和所述第五电极接地。
35、第二方面，本申请提供一种薄膜铌酸锂电光系数测试系统，所述测试系统包括：
36、测试结构制备模块，所述测试结构制备模块用于在待测薄膜铌酸锂样品表面制备不同不同尺寸的测试结构，所述测试结构包括至少一个波导和至少两个电极；
37、直流电压模块，所述直流电压模块用于对每个测试结构施加外部电压，所述外部电压为直流电压，所述直流电压模块施加外部电压可以调试；
38、电光系数获取模块，所述电光系数获取模块用于获取在半波电压下所述波导中的电场强度分布和光场强度分布，根据所述电场强度分布和所述光场强度分布计算所述波导中的电光重叠积分因子，并根据所述电光重叠积分因子计算得到所述薄膜铌酸锂晶体的电光系数；
39、后台终端模块，所述后台终端模块用于生成分别驱动所述测试结构制备模块、所述直流电压模块和所述电光系数获取模块的控制指令。
40、本申请提供一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法及系统，所述测试方法包括在薄膜铌酸锂晶体上切取样片，并在样片上制备测试结构，所述测试结构包括至少一个波导和至少两个电极，所述电极用于对所述波导施加电场；向所述波导中耦合光信号，并在所述电极上施加外部电压；调试外部电压，使所述测试结构中电压达到半波电压，并获取在半波电压下所述波导中的电场强度分布和光场强度分布；根据所述电场强度分布和所述光场强度分布计算所述波导中的电光重叠积分因子，并根据所述电光重叠积分因子计算得到所述薄膜铌酸锂晶体的电光系数。本申请通过上述测试方法及系统实现了对不同切向的薄膜铌酸锂的电光系数测试，且极大的提升了电光系数测试测试精度。
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1.一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述获取在半波电压下所述波导中的电场强度分布和光场强度分布的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述波导中的电光重叠积分因子由如下公式获取：
4.根据权利要求3所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述薄膜铌酸锂晶体的电光系数由如下公式获取：
5.根据权利要求1所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：
6.根据权利要求4所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述测试结构包括第一波导、第一电极和第二电极；
7.根据权利要求4所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述测试结构包括第二波导、第三波导、第三电极、第四电极和第五电极；
8.根据权利要求4所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述测试结构包括第四波导、第六电极、第七电极和第八电极；
...【技术特征摘要】
1.一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述获取在半波电压下所述波导中的电场强度分布和光场强度分布的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述波导中的电光重叠积分因子由如下公式获取：
4.根据权利要求3所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述薄膜铌酸锂晶体的电光系数由如下公式获取：
5.根据权利要求1所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：
6.根据权利要求4所述的一种薄膜铌酸锂电光系数测试...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹志军，石家康，叶志霖，崔国新，汤济，许启诚，
申请(专利权)人：南京南智先进光电集成技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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