[实用新型]高稳定集成光学器件电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成光学器件，属于光纤通信、光纤传感、光学测试等领域。

背景技术

铌酸锂是一种具有很大电光系数、声光系数、非线性系数、热释电效应的晶体，因此得到广泛的应用，特别是在声表面波滤波器、光学频率变换、声光调制、电光调制等领域。

铌酸锂电光调制器通常由光波导、缓冲层、电极组成；其中光波导的制备工艺一般有质子交换、钛扩散、锌扩散等多种技术。电极的材料通常是黄金等高稳定金属。

由于铌酸锂晶体是各向异性材料，其在各个方向的热膨胀系数、压电效应、电光系数均不同；另外黄金电极的热膨胀系数与铌酸锂晶体相差很远。铌酸锂晶体的热膨胀系数：15.4ppm/K(‖a)，5.3ppm/K(‖c)；黄金的热膨胀系数14.2ppm/K(参考Handbook of Optics，Third Edition，Volume IV，Optical Properties of Materials，Nonlinear Optics，Quantum Optics)。因此，在平行于铌酸锂晶体光轴方向，即Z轴方向的热膨胀系数相差很大，达到8.9ppm/K。

对于较宽温度范围内的工作情况，其温度范围可以达到-45～+75摄氏度范围，由于热膨胀系数的不同，特别是对于采用X-切Y传铌酸锂基片的电光调制器，黄金电极在铌酸锂晶体表面，沿Z轴方向，即垂直于波导传播Y轴方向会产生较大的应力。

铌酸锂晶体本身具有的电光、弹光、压电等效应，这种应力会由于压电效应产生寄生电场，而且由于弹光效应会导致铌酸锂晶体局部的折射率发生变化。光波导在铌酸锂晶体的表面，特别是黄金等金属电极，或者引脚电极跨越波导表面的情况下，铌酸锂光波导的折射率分布会由于应力而产生较大变化。另外这种应力能够产生应力致双折射，在钛扩散波导中，会引起2个偏振分量之间的相互耦合，导致器件的性能降低。

在温度变化情况下，或者在极端温度条件下，铌酸锂光波导的折射率分布会影响到波导束缚光波的能力，如，紧束缚情况下会产生高阶模；弱束缚情况下会产生泄漏模，这2种情况都会导致波导的传播损耗发生变化，从而影响调制器的性能。

另外，压电效应产生的电势，会影响施加到调制器电极上的电场分布，影响调制器的工作状态，特别针对于模拟系统，如光纤传感、光学测量等应用情况。

传统的电光调制器，设计时没有考虑到上述机理，由此导致产品性能不稳定、性能不能够满足模拟应用等缺点，或者不能满足高精度、宽工作环境等条件下的应用；参考传统方案的专利：

a.专利名称：一种铌酸锂调制器及其制造方法，申请号：01140589.9；公开号：CN1417620；

b.专利名称：铌酸锂多功能集成光学器件，申请号：03236082.7；公开号：CN2615694；

c.专利名称：用于有线电视系统的铌酸锂电光调制器，申请号：200620121000.8；公开号：CN201007762。

实用新型内容

实用新型的目的是提供一种光学器件。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种光学器件，包括光波导(11)、电极(12)和引脚电极(13)，电极(12)相对于所述光波导(11)中心对称设置，引脚电极(13)相对于光波导(11)的中心位置对称设置。

本实用新型的光学器件具有如下有益效果：

1.工作温度范围宽，机械振动稳定性好；

2.工艺容差大，工艺控制精度要求相对低很多；

3.利用这种电极设计技术，可以实现高稳定性相位调制器、强度调制器、高消光比光开关，高性能光衰减器，高性能电光偏振控制器等多种高端集成光学器件。

附图说明

本实用新型的其它特征、特点、优点和益处将通过以下结合附图的详细描述变得更加显而易见。其中：

图1是采用传统电极设计方案的I型相位调制器结构(X-切Y-传LiNbO₃)。

图2是采用传统电极设计方案的I型相位调制器结构(Z-切Y-传LiNbO₃)。

图3是采用传统电极设计方案的Y型相位调制器结构(X-切Y-传LiNbO₃)。

图4是采用传统电极设计方案的Y型相位调制器结构(Z-切Y-传LiNbO₃)。