[实用新型]超大带宽的铌酸锂电光开关

权利要求书

1.一种超大带宽的铌酸锂电光开关，其特征在于：所述光开关包括多个依次首尾相连形成级联的等臂马赫-曾德干涉仪，所述的等臂马赫-曾德干涉仪中的波导结构基于铌酸锂薄膜平台；所述的等臂马赫-曾德干涉仪从输入到输出依次包括渐变输入波导、3dB分束器、分开弯曲波导、移相器、靠近弯曲波导、3dB合束器、渐变输出波导；所述的3dB分束器包括分束中间波导、分束上波导、分束下波导；其中，渐变输入波导与分束中间波导相连；所述的分开弯曲波导包括上分开弯曲波导、下分开弯曲波导；其中，上分开弯曲波导的一端和分束上波导相连，下分开弯曲波导的一端和分束下波导相连；所述的移相器包括上移相器和下移相器，上移相器包括上直波导、信号电极、上接地电极，下移相器包括下直波导、信号电极、下接地电极；所述的靠近弯曲波导包括上靠近弯曲波导、下靠近弯曲波导；所述的3dB合束器包括合束中间波导、合束上波导、合束下波导；其中，上移相器的上直波导的一端和上靠近弯曲波导相连，下直波导的一端和下靠近弯曲波导相连；上靠近弯曲波导的一端和3dB合束器的合束上波导相连，下靠近弯曲波导的一端和3dB合束器的合束下波导相连；合束中间波导与渐变输出波导相连。

2.根据权利要求1所述的超大带宽的铌酸锂电光开关，其特征在于：所述光开关中形成级联的多个等臂马赫-曾德干涉仪，通过选择级联的马赫-曾德干涉仪的个数以及对应的移相器的长度，在所需的超大带宽范围内实现超高的消光比。

3.根据权利要求1所述的超大带宽的铌酸锂电光开关，其特征在于：所述的铌酸锂薄膜平台的基底为铌酸锂，掩埋氧化物层为二氧化硅，覆盖层为二氧化硅，波导结构层为x切的薄膜铌酸锂；波导侧壁存在一个倾斜角θ；波导中使用的工作模式为TE基模。

4.根据权利要求1所述的超大带宽的铌酸锂电光开关，其特征在于：所述的分束中间波导的宽度由宽渐变至窄，分束上波导、分束下波导的宽度由窄渐变至宽，且整个渐变过程中分束中间波导与分束上波导、分束下波导的间隙保持不变。

5.根据权利要求1所述的超大带宽的铌酸锂电光开关，其特征在于：所述的上直波导、下直波导用于连接光场的输入与输出；信号电极、上接地电极放置于上直波导的左右两侧，用于与信号源相连接；信号电极、下接地电极放置于下直波导的左右两侧，用于与信号源相连接；在推挽结构下，信号电极接入信号源的正端，上接地电极、下接地电极共同接入信号源的负端；当信号源电压为零时，在上移相器和下移相器中，上直波导、下直波导中的TE基模的有效折射率不发生变化，上直波导、下直波导最后输出的光场相位差为0；当信号源电压不为零时，上直波导、下直波导最后输出的光场存在一个相位差。

6.根据权利要求5所述的超大带宽的铌酸锂电光开关，其特征在于：当信号源电压为半波电压时，上直波导、下直波导最后输出的光场的相位差为π， TE基模的有效折射率变化量等大反号，半波电压降低一半。

7.根据权利要求1所述的超大带宽的铌酸锂电光开关，其特征在于：所述的合束中间波导的宽度由窄渐变至宽，合束上波导、合束下波导的宽度由宽渐变至窄，且整个渐变过程中合束中间波导与合束上波导、合束下波导的间隙保持不变；当输入合束上波导、合束下波导的光场的相位差为0时，经过渐变后光场合束进入合束中间波导的TE基模；当输入合束上波导、合束下波导的光场的相位差为π时，经过渐变后光场合束进入合束中间波导的TE高阶模，若控制输出波导的宽度渐变至单模宽度，TE高阶模将变成辐射模而损耗。