[发明专利]基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器

说明书

技术领域

本发明属于光电子器件领域，具体涉及基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器。

背景技术

电光调制器在信号处理和微波光子学中有着非常重要的应用，其通过施加电压改变材料的光学性质来改变入射光束的幅度或相位。在短脉冲的产生、信号的解复用、数据编码、光互联、波长交换、光分插复用等领域有着广泛的应用，是未来高速光通信系统的核心器件之一，有着极为广阔的应用空间。目前，高功率激光系统的前端预放系统中所用的偏振控制器是手动偏振控制器，不能实时调整偏振态的改变，而且一般的光调制器中包含有起偏元件，必然会导致输出脉冲幅度的变化，影响系统输出能量的稳定性。

虽然现在已经有实现偏振无关调制的调制器，但其器件尺寸较大，不容易集成，不利于集成光学的发展。此外，现有波导型调制器有着较大的插入损耗，而且接入光路时波导不匹配或者光耦合会导致向后散射可能会对入射光源造成严重损害。调制光的另一种方法依赖于光纤作为有源调制器的直接操纵，实现低的插入损耗。光纤调制器可以通过光路的物理修改来实现，例如加热光纤的芯。这里值得注意的是，先前报道的绝缘体上硅器件的总插入损耗约为25dB，而抛光光纤损耗小于1dB。传统的光纤调制器(基于光纤/硅波导)对于新兴的数据通信应用来说调制效率低下，因为在光纤核心区域周围存在大的包层面积以及相对较低的光相互作用，而且硅的有效模式折射率变化只有10^-4的数量级，这导致它需要更长的长度或更大的面积和更高的能量消耗来实现调制效应，难以实现集成光学所需的小型化。

近来，由于透明导电材料(特别是氧化铟锡)优异的光学特性，作为下一代光电子器件的新兴活性材料已经具有显着的前景。氧化铟锡具有强的光相互作用，可操作波长覆盖中红外到近红外的优良性质。此外，其具有的可调谐介电常数，使得基于氧化铟锡的光学调制器快速发展，许多文献已经证明氧化铟锡辅助硅调制器优于传统的调制器，具有优异的调制特性，如调制深度更高，插入损耗更小，体积小，开关速度快，功耗更低。

发明内容

针对现有的光调制器入射光波的偏振方向敏感，不能对对入射光波进行偏振无关的调制的问题，以及现有光调制器体积大、不便于集成的问题，波导型调制器损耗大的问题，本发明提供一种基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，该调制器体积小、便于集成，还能实现对入射光波的偏振无关调制，并同时解决传统波导型调制器损耗大的问题。本发明所采用的技术方案是：基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，包括基底层，基底层为凹槽型，光纤放置在基底层的凹槽中，光纤的一段侧面被抛光形成凹槽抛光面，光纤的凹槽抛光面包括光纤纤芯抛光面和光纤包层抛光面；在光纤的凹槽抛光面上依次设置有完全覆盖光纤纤芯抛光面的第一隔离介质层、氧化铟锡层、第二隔离介质层、金属铝层，凹槽抛光面一端的氧化锡铟层连接第一电极，凹槽抛光面另一端的金属铝层连接第二电极。

所述的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，凹槽抛光面的第一隔离介质层、氧化铟锡层均延伸至基底层，延伸至基底层上的氧化铟锡层上设置第一电极；凹槽抛光面另一端的第一隔离介质层、氧化铟锡层和金属铝层延伸至基底层，延伸至基底层上的金属铝层上设置第二电极。

所述的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，所述第一隔离介质层、第二隔离介质层均由绝缘材料制成。

所述的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，所述绝缘材料为氧化铪。

所述的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，所述第一隔离介质层、第二隔离介质层的厚度为5nm-100nm。

所述的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，所属光纤为普通光纤。

所述的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，所述的第一电极和第二电极的材料为导电材料金、银、铂或铜之一。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，利用氧化铟锡的电调谐性实现了同时对TE和TM模的吸收系数进行一致的动态调谐，从而实现对光波的偏振不敏感调制。

2、本发明提供的基于氧化铟锡光纤型偏振无关的吸收型电光调制器，利用光纤替代传统的波导型调制器，具有更低的损耗，也方便与光纤通信系统进行连接。

3.采用本技术方案的光调制器具有体积小，便于集成的优点。

附图说明

图1是本发明的光调制器整体结构图；