电光调制器制造技术

本发明专利技术提供了一种电光调制器，该电光调制器包括半导体基底、电极结构和法布里-珀罗谐振器，其中：所述电极结构和所述法布里-珀罗谐振器位于所述半导体基底上；所述电极结构用于形成作用于所述法布里-珀罗谐振器的调制电场；所述法布里-珀罗谐振器包括波导和反射膜，所述波导的折射率随所述调制电场的变化而改变，所述反射膜位于所述波导的通光面上。与现有的马克-曾德尔电光调制器以及法布里-珀罗电光调制器相比，本发明专利技术所提供的电光调制器具有器件尺寸小、调制电压低、对波导材料性能要求低以及成本低的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种电光调制器。
技术介绍
在现有技术中，常用的电光调制器主要包括马克-曾德尔电光调制器和法布里-珀罗电光调制器。下面分别对该两种电光调制器进行简单地说明。马克-曾德尔电光调制器形成在半导体基底上，其工作原理是将入射光(波长为λ)分为两路，该两路光分别沿着两个波导臂进行传输，通过施加调制电压产生电场改变波导臂的折射率从而使两束光在两个波导臂内传输时产生半个波长(即λ/2)的光程差，然后使两路光汇合进行干涉，以实现信号的调制。马克-曾德尔电光调制器的不足之处在于：在进行信号调制的过程中，为了实现半个波长的光程差，需要在波导臂上施加较高的调制电压(下文中将该调制电压称为马克-曾德尔电光调制器的半波电压)或者采用性能过高的材料形成波导臂，从而导致马克-曾德尔电光调制器的成本较高。法布里-珀罗电光调制器利用整块铌酸锂(LiNbO3)晶体形成波导，并通过在位于铌酸锂晶体两侧的电极之间施加调制电压产生电场改变铌酸锂晶体的折射率进而实现信号的调制。法布里-珀罗电光调制器的不足之处在于：一方面，由于波导是采用整块铌酸锂晶体形成的，而整块铌酸锂晶体的通光面的尺寸通常较大(至少为1毫米)，因此导致法布里-珀罗电光调制器的器件尺寸较大；另一方面，信号调制过程中，在位于铌酸锂晶体两侧的电极之间所施加的调制电压的大小和该电极之间的距离成立方关系，因此器件尺寸较大导致需要在电极之间施加较高的调制电压，即使通光面尺寸为1毫米的铌酸锂晶体所需要的调制电压也往往高达几千伏甚至几十万伏。因此，希望提出一种可以克服上述不足之处的电光调制器。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种电光调制器，包括半导体基底、电极结构和法布里-珀罗谐振器，其中：所述电极结构和所述法布里-珀罗谐振器位于所述半导体基底上；所述电极结构用于形成作用于所述法布里-珀罗谐振器的调制电场；所述法布里-珀罗谐振器包括波导和反射膜，所述波导的折射率随所述调制电场的变化而改变，所述反射膜位于所述波导的通光面上。根据本专利技术的一个方面，所述电光调制器中，所述电极结构包括第一电极对；所述第一电极对中的两个电极分布在所述法布里-珀罗谐振器的两侧。根据本专利技术的另一个方面，所述电光调制器中，在对数字信号1进行调制时，在所述第一电极对上施加第一调制电压，所述第一调制电压所形成的调制电场调制所述波导的折射率使其干涉透过波长等于入射光的波长；在对数字信号0进行调制时，在所述第一电极对上同时施加所述第一调制电压和第二调制电压，所述第一调制电压所形成的调制电场和所述第二调制电压所形成的调制电场调制所述波导的折射率使其干涉透过波长不等于入射光的波长。根据本专利技术的又一个方面，所述电光调制器中，所述电极结构包括第二电极对和第三电极对；所述第二电极对中的两个电极分布在所述法布里-珀罗谐振器的两侧；所述第三电极对中的两个电极分布在所述法布里-珀罗谐振器的两侧。根据本专利技术的又一个方面，所述电光调制器中，在对数字信号1进行调制时，仅在所述第二电极对上施加第一调制电压，所述第一调制电压所形成的调制电场调制所述波导的折射率使其干涉透过波长等于入射光的波长；在对数字信号0进行调制时，在所述第二电极对上施加所述第一调制电压以及在所述第三电极对上施加第二调制电压，所述第一调制电压所形成的调制电场和所述第二调制电压所形成的调制电场调制所述波导的折射率使其干涉透过波长不等于入射光的波长。根据本专利技术的又一个方面，所述电光调制器中，所述半导体基底的材料包括硅、二氧化硅、蓝宝石、III-V族材料或其组合。根据本专利技术的又一个方面，所述电光调制器中，所述波导的芯层材料是电光高分子聚合物。根据本专利技术的又一个方面，所述电光调制器中，根据权利要求1至5中任一项所述的电光调制器，其中，所述反射膜的材料包括氟化物、硫化物、氧化物或其组合。与现有技术相比，本专利技术提供的电光调制器具有以下优点：一方面，由于基于法布里-珀罗多光束干涉原理，因此在信号调制过程中对光程的调制将远远小于半个波长，如此一来，则无需在电极对之间施加较高的调制电压；另一方面，由于将波导集成在半导体基底上，因此可以有效地将波导通光面的尺寸减小至几个微米，从而减小器件尺寸，如此一来，可以有效地减小电极对之间的距离，进而只需要在电极对之间施加较低的调制电压即可实现信号的调制。综上所述，与现有的马克-曾德尔电光调制器以及法布里-珀罗电光调制器相比，本专利技术所提供的电光调制器具有器件尺寸小、调制电压低、对波导材料性能要求低以及成本低的优势。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是具有波长选择性的波导在电场作用前后对入射光的透射率与入射光频率之间的关系曲线图；图2(a)是根据本专利技术的一个实施例的电光调制器的立体示意图；图2(b)是图2(a)所示电光调制器的俯视示意图；图2(c)是图2(a)所示光电调制器沿剖线BB’的剖视示意图；图3(a)是根据本专利技术的另一个实施例的电光调制器的立体示意图；图3(b)是图3(a)所示电光调制器的俯视示意图；图3(c)是图3(a)所示光电调制器沿剖线BB’的剖视示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式为了更好地理解和阐释本专利技术，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。在对本专利技术所提供的电光调制器进行说明之前，首先针对于波导对入射光的波长的选择性进行说明。请参考图1，图1是具有波长选择性的波导在电场作用前后对入射光的透射率与入射光频率之间的关系曲线图，其中，横坐标表示入射波的频率，纵坐标表示波导对入射光的透射率，实线表示波导在电场作用前对入射光的透射率与入射光频率之间的关系，虚线表示波导在电场的作用后对入射光的透射率与入射光频率之间的关系。需要说明的是，由于入射波的波长与入射波的频率之间存在一定的联系(即波长＝光速/频率)，因此，图1通过波导对入射光的透射率与入射波频率之间的关系来反映波导对入射光的透射率与入射波波长之间的关系进而说明波导对波长的选择性。在受到电场作用后波导对入射光的折射率发生变化，相应地，波导对入射光的透射率也随之发生变化，通过图1中的实线和虚线可以看出，在施加电场作用之前波导对某些频率的入射光透射率较低，入射光无法透过波导，通过施加电场改变波导对入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电光调制器，包括半导体基底、电极结构和法布里‑珀罗谐振器，其中：所述电极结构和所述法布里‑珀罗谐振器位于所述半导体基底上；所述电极结构用于形成作用于所述法布里‑珀罗谐振器的调制电场；所述法布里‑珀罗谐振器包括波导和反射膜，所述波导的折射率随所述调制电场的变化而改变，所述反射膜位于所述波导的通光面上。

【技术特征摘要】
1.一种电光调制器，包括半导体基底、电极结构和法布里-珀罗谐振器，
其中：
所述电极结构和所述法布里-珀罗谐振器位于所述半导体基底上；
所述电极结构用于形成作用于所述法布里-珀罗谐振器的调制电场；
所述法布里-珀罗谐振器包括波导和反射膜，所述波导的折射率随所述调
制电场的变化而改变，所述反射膜位于所述波导的通光面上。
2.根据权利要求1所述的电光调制器，其中：
所述电极结构包括第一电极对；
所述第一电极对中的两个电极分布在所述法布里-珀罗谐振器的两侧。
3.根据权利要求2所述的电光调制器，其中：
在对数字信号1进行调制时，在所述第一电极对上施加第一调制电压，所
述第一调制电压所形成的调制电场调制所述波导的折射率使其干涉透过波长
等于入射光的波长；
在对数字信号0进行调制时，在所述第一电极对上同时施加所述第一调制
电压和第二调制电压，所述第一调制电压所形成的调制电场和所述第二调制
电压所形成的调制电场调制所述波导的折射率使其干涉透过波长不等于入射
光的波长。
4.根据权利要求1所述的电光调制器，其中：
所述电极结构包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟龙，孙雨舟，于登群，张永干，常江，杜寅超，王祥忠，
申请(专利权)人：苏州旭创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32