[发明专利]高边带抑制比的双驱M-Z光学单边带调制器

说明书

本发明公开了一种高边带抑制比的双驱M‑Z光学单边带调制器，包括基底、光波导、射频电极和偏置电极,所述基底采用光电材料制成，所述光波导包括输入直波导、可调Y分支波导、上臂波导、下臂波导、合束区波导和输出直波导，所述基底对应可调Y分支波导的位置处设有调节电极。本发明中，将Y分支波导替换为可调Y分支波导，并对应设置调节电极，在可调Y分支波导中对分光比进行调节，从而弥补Y分支波导器件制备工艺不理想对边带抑制比的影响，同时通过调配分光比还可以补偿由于器件两臂波导的半波电压不均等及微波混合耦合器功率分配不理想对边带抑制比的影响，从而提高光学单边带调制器的边带抑制比。

技术领域

本发明涉及光学单边带调制器领域，特别涉及一种高边带抑制比的双驱M-Z光学单边带调制器。

背景技术

光纤无线通信技术是超宽带无线接入的有效解决方案，也是微波光子学的重要应用领域。在光纤无线通信系统中，传统的双边带调制技术由于光纤色散效应，上下光学边带与载波拍频所产生的毫米波分量会随传输距离产生不同的相差，导致信号周期性的衰减，极大的限制了光纤通信系统的传输距离，为解决这一问题，单边带调制技术应运而生。光学单边带调制信号可由双边带调制信号通过光学滤波器产生，也可由光学单边带调制器直接调制产生，在单边带调制器中，器件结构以双平行M-Z调制器(Mach Zehnder调制器)和双驱M-Z调制器为主。

如图1所示，传统的双驱M-Z调制器包括基底1、光波导、射频电极3和偏置电极4,所述光波导包括输入直波导20、Y分支波导21、上臂波导23、下臂波导24、合束区波导25和输出直波导26，其输出光学单边带调制信号的边带抑制比与调制器上、下两臂波导的光功率以及两臂信号的调制深度相关，理想状态下上、下两臂波导内的光功率相等且两臂信号的调制深度相等，此时调制器可以完全抑制输出信号中的+1阶或-1阶边带。但实际上，上、下两臂波导的光功率和上、下两臂波导信号的调制深度受波导及电极的加工工艺以及微波混合耦合器功率分配比影响，输出信号的边带抑制比一般都比较低，从而影响信号的传输质量。

发明内容

本发明提出了一种高边带抑制比的双驱M-Z光学单边带调制器的设计方案。

本发明的技术方案如下：

一种高边带抑制比的双驱M-Z光学单边带调制器，包括基底、光波导、射频电极和偏置电极,所述基底采用光电材料制成，所述光波导包括输入直波导、可调Y分支波导、上臂波导、下臂波导、合束区波导和输出直波导，所述基底对应可调Y分支波导的位置处设有调节电极；所述可调Y分支波导包括过渡段波导、上交叉耦合波导和下交叉耦合波导，所述过渡段波导的第一端与输入直波导连接，第二端分别与上交叉耦合波导和下交叉耦合波导的第一端连接，所述上交叉耦合波导的第二端与上臂波导的第一端连接，所述下交叉耦合波导的第二端与下臂波导的第一端连接，所述上臂波导的第二端和下臂波导的第二端分别与合束区波导的两个输入端连接，所述合束区波导的输出端与输出直波导连接；所述上交叉耦合波导与下交叉耦合波导之间形成交叉耦合效应，所述调节电极用于施加电压改变上交叉耦合波导和下交叉耦合波导输出光功率的比值，提高输出信号的边带抑制比。

进一步的，所述基底为Z切的铌酸锂基底，所述射频电极包括第一射频电极、第二射频电极、第一地电极、第二地电极和第三地电极；所述第一地电极设置在上臂波导远离下臂波导的一侧，所述第二地电极设置在上臂波导和下臂波导之间，所述第三地电极设置在下臂波导远离上臂波导的一侧，所述第一射频电极覆盖在上臂波导上，所述第二射频电极覆盖在下臂波导上；

所述偏置电极包括三个第一偏置电极和三个第二偏置电极，一个所述第一偏置电极覆盖在上臂波导上，另两个所述第一偏置电极分别设置在下臂波导的两侧，三个所述第一偏置电极之间相互电连接；一个所述第二偏置电极覆盖在下臂波导上，另两个所述第二偏置电极分别设置在上臂波导的两侧，三个所述第二偏置电极之间相互电连接。