[发明专利]电光调制器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种电光调制器及其制作方法，该电光调制器包括在低介电常数衬底上至下而上依次排列的低介电常数键合层、铌酸锂波导结构、在微波共面波导传输线的基础上加载形成的周期性金属电极。采用本发明能够降低针对电极间距引起的微波损耗。

技术领域

本发明涉及光通信器件技术领域，特别涉及一种电光调制器及其制作方法。

背景技术

光纤通信是现代通信的主要支柱之一。随着数据通信业务的爆炸增长，人们对于通信的带宽提出了越来越高的要求，当前光纤通信系统单波长带宽正从2.5Gb/s、10Gb/s向更高带宽迈进。把信息加载到激光上分为内调制和外调制。内调制引起的啁啾较大，由于光纤的色散作用限制了它的传输距离，此外调制带宽也不高。外调制主要有电吸收型幅度调制器和电光型相位调制器，电吸收调制器固有损耗大，光生载流子引起调制电场的屏蔽效应容易造成调制器的饱和，而且只有幅度改变难以应用于高级调制格式；电光调制器所用材料主要有铌酸锂、有机聚合物和半导体等，他们都无法同时满足现代通信要求的大带宽、低半波电压、低插入损耗、小型化和集成化；而薄膜铌酸锂材料是通过离子切片和键合工艺制备而成，在电光调制器方面有巨大的潜力。

在现有报道的薄膜铌酸锂调制器中普遍采用带宽更大的行波电极结构，但是目前报道的调制器中存在两个矛盾关系：低半波电压和大调制带宽的矛盾、低半波电压和低光损耗的矛盾；首先对于第一点来说，要想降低半波电压必须减小电极间距，为了满足阻抗匹配的条件需要同时减小信号电极宽度，这大大增加了行波电极的微波损耗。在行波电极的设计中，速度匹配和阻抗匹配同时满足时限制调制器带宽的就是微波损耗；而对于第二点来说，电极间距的减小使得电极处的光场增大，由于金属带来的光损耗增大，也是矛盾的。

发明内容

有鉴于此，本发明的发明目的是：如何解决针对电极间距引起的微波损耗问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开了一种电光调制器，包括在低介电常数衬底上至下而上依次排列的低介电常数键合层、铌酸锂波导结构、在微波共面波导传输线的基础上加载形成的周期性金属电极。

本发明还公开了一种电光调制器的制作方法，该方法包括：形成低介电常数衬底；在所述低介电常数衬底表面沉积低介电常数键合层；将铌酸锂晶体层与键合层进行键合并剥离，形成铌酸锂薄膜层；并将所述铌酸锂薄膜层刻蚀形成铌酸锂波导结构；在微波共面波导传输线的基础上加载形成周期性金属电极。

由上述的技术方案可见，本发明电光调制器采用在微波共面波导传输线的基础上加载形成的周期性金属电极，由于周期性金属电极间距很小，可以实现高效率电场加载，同时达到低半波电压和大调制带宽的目的。在周期性金属电极的基础上，由于周期结构会带来微波的慢波效应，本发明采用低介电常数的衬底(如石英)和低介电常数的键合层(如二氧化硅或BCB)来实现微波波速增加以和光波波速匹配。因此，本发明能够改善电光调制器的调制特性，解决针对电极间距引起的微波损耗问题。

附图说明

图1为本发明实施例一电光调制器的制作方法流程示意图。

图2为根据图1方法形成的电光调制器剖面结构示意图。

图3为本发明电光调制器俯视结构示意图。

图4为本发明实施例二电光调制器的制作方法流程示意图。

图4a至图4e为本发明实施例二电光调制器制作工艺的具体结构示意图。

图5为本发明实施例三电光调制器的制作方法流程示意图。

图6为根据图5方法形成的电光调制器剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。