[发明专利]一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器，主要由铌酸锂光波导芯片和耦合在所述芯片上的保偏尾纤(6)组成，其特征在于：所述的铌酸锂光波导芯片由铌酸锂衬底(1)、表面的条形钛扩散波导区(2)、表面的质子交换区(3)、二氧化硅隔离层(4)及表面的金属电极(5)所组成；铌酸锂衬底(1)采用x切y传或z切y传晶片，条形钛扩散区域(2)和质子交换区(3)位于铌酸锂衬底(1)的表层，二氧化硅隔离层(4)覆盖在铌酸锂衬底(1)的上面，在二氧化硅隔离层(4)上面形成金属电极(5)，金属电极(5)与条形钛扩散波导区(2)严格套准，即当铌酸锂衬底(1)采用x切y传晶片时，器件金属电极(5)的正负极位于条形钛扩散波导区(2)的两侧，当铌酸锂衬底(1)采用z切y传晶片时，器件金属电极(5)的正极或负极需覆盖条形钛扩散区(2)；保偏尾纤(6)与上述芯片耦合连接，用胶固定在一起。

2.根据权利要求1所述的一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器，其特征在于：所述的保偏光纤(6)被粘接在一个光纤固定块(7)表面的V型槽(8)内，并且光纤(6)的慢轴与V型槽(8)截面的对称轴重合，所述的光纤固定块(7)的为一个长方形块体，材质为硅晶体，其表面的V型槽(8)通过湿法腐蚀形成。

3.根据权利要求1所述的一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器，其特征在于：所述的保偏尾纤(6)在与芯片耦合后，保偏光纤(6)的慢轴与铌酸锂晶体的z轴相互垂直。

4.根据权利要求1所述的一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器，其特征在于：所述的铌酸锂光波导芯片的端面均按10°角方向进行抛光。

5.根据权利要求1所述的一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器，其特征在于：当所述芯片采用x切y传切向的铌酸锂时，尾纤端面的抛光平面为与光纤横截面成15°角且通过光纤慢轴的平面。

6.根据权利要求1所述的一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器，其特征在于：当所述芯片采用z切y传切向的铌酸锂时，尾纤端面的抛光平面为与光纤横截面成15°角且通过光纤快轴的平面。

7.一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器制备方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步，选取x切y传或z切y传铌酸锂晶片，通过光刻剥离工艺或湿法腐蚀光刻工艺，结合钛膜的生长，在晶片表面形成钛膜的直波导图形；

第二步，将第一步处理后的晶片放入扩散炉中进行钛扩散，形成铌酸锂上的钛扩散波导区(2)；

第三步，对第二步处理后的晶片在非钛扩散波导区域进行退火质子交换处理，形成质子交换区(3)；

第四步，在晶片表面制备与第一步中的直波导图形套准的金属电极；

第五步，对晶片进行切割，并对其端面进行抛光，完成芯片制备；

第六步，将芯片与保偏尾纤(6)进行耦合连接，完成双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器的制备。

8.根据权利要求7所述的一种双偏振模铌酸锂直条波导相位调制器制备方法，其特征在于：所述第三步中在非钛扩散波导区域进行退火质子交换处理具体步骤如下：

(3.1)将第二步处理后的晶片进行清洗，在晶片表面形成与第一步中形成的直波导图形完全重合的二氧化硅图形，即二氧化硅完全覆盖钛扩散波导区域(2)；

(3.2)将晶片放入苯甲酸中进行质子交换；

(3.3)取出晶片后进行清洗并腐蚀掉步骤(3.1)中生成的二氧化硅；

(3.4)在晶片表面上重新生长一层二氧化硅隔离层(4)；

(3.5)将晶片放入退火炉中，在通氧的条件下进行退火，形成质子交换区(3)。