[实用新型]表面波光纤声电光调制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种表面波光纤声电光调制器，可用于光纤通信调制技术中，属于光纤通信和光纤传感领域。

技术背景

目前一类“表面波声电光相关器”在国外曾有过报道，如美国雷塞兰工业学院的P.Das等人最早提出了使用表面波声电光效应制作相关器的设想。(Appl.Phys.Lett.1986：49(16)1016-1018)该器件的结构如图1所示，长方形压电晶片铌酸锂作基底1，在晶片表面上扩散一层非常薄的金属钛，作光波导2，用于传播光。然后再在晶片表面上采用光刻工艺分别制作声叉指换能器3和电叉指换能器4，前者用于产生声表面波、后者用于产生直流电场。其工作原理如图2所示，将待输入的电信号A事先调制到射频信号上，射频信号的载频要与声叉指换能器3的中心频率一致。然后将此调制后的电信号加载到声叉指换能器上，产生出强度随输入信号变化的声表面波，沿基底晶体的表面传播。将入射激光束引入电叉指换能器4下方的光波导内，在声光效应的作用下产生出强度也随输入信号而变化的衍射光。将另外一个待输入的电信号B和直流电压合在一起，加到电叉指换能器4上，在它下方的晶体内产生大小随输入信号变化的直流电场。在电光效应的作用下，使得在电场内传输的光强也随输入信号而变化。当信号A和信号B同时加载，则衍射光强将同时携带两个输入信号的信息。将衍射光输出到光电转换器件如光电管上，就可以将两个输入信号的相关信号解调出来，不携带信息的零级光则被光栏挡掉。

实用新型内容

本实用新型中提供了一种表面波光纤声电光调制器，本器件的工作频率可以随需要而改变，并且由于增加了输入、输出光纤，使得此调制器可以用于光纤调制技术中。

本实用新型采用了如下技术方案。本实用新型主要包括有基底1、光波导2、声叉指换能器3、输入光纤5、输出光纤6、一对直流电极7。其中，在基底1上面用光刻工艺制作声叉指换能器3，用离子注入工艺制作与声叉指换能器3平行的掩埋型条形光波导2，在光波导2两端分别连接输入光纤5和输出光纤6，在基底1上、光波导2的两侧用光刻工艺制作一对直流电极7。

表面波光纤声电光调制器的工作原理如图7所示，将待传输的视频或音频信号事先调制到射频信号上，射频信号的载频与声叉指换能器3的本征中心频率一致。本征中心频率是由换能器的指长、指宽、占空比等几何尺寸决定，是无法改变的。然后将调制信号加载到声叉指换能器3上，产生出强度随传输信号变化的声表面波，沿基底晶体的表面传播。将入射导光波通过输入光纤引入光波导内，在声光效应的作用下，产生出强度随传输信号而变化的衍射导光波。将衍射导光波通过输出光纤输出到光电管上，将待传输信号解调出来。若将方向、大小合适的直流电压加在直流电极上，在晶体内产生直流电场，在电光效应的作用下，可以使调制器的工作频率随需要而改变。其原理是：当射频信号的载频与声叉指换能器本征中心频率不一样时，造成入射导光波、衍射导光波、声波3个波矢量间的动量失配，使衍射效率下降。这时若加上方向大小合适的直流电压，可减小失配，使衍射效率回升。相当于使调制器的中心频率转移到该射频信号的频率上。表面波光纤声电光调制器除了可改变工作频率，使用灵活以外，还有体积小、耗电少、工作稳定性强、易于集成等优点。

本实用新型具有以下两个特点：1)器件的工作频率可以随需要而改变；2)由于增加了输入、输出光纤，使得此调制器可以用于光纤调制技术中。

附图说明

图1表面波声电光相关器结构

图2表面波声电光相关器原理

图3本实用新型的结构示意图

图4本实用新型的正视平面图

图5本实用新型的俯视平面图

图6本实用新型的侧视平面图

图7本实用新型的工作原理图

图8本实用新型的工艺制作流程图

图中：1、基底，2、光波导，3、声叉指换能器，4、电叉指换能器，5、入射光纤，6、衍射光纤，7、一对直流电极。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式参见图3～6。本实施例主要包括有基底1、条形光波导2、声叉指换能器3、输入光纤5、输出光纤6、一对直流电极7。其中，在基底1上面用光刻工艺制作声叉指换能器3，用离子注入工艺制作与声叉指换能器3平行的掩埋型条形光波导2，在光波导2两端分别连接有输入光纤5和输出光纤6，在光波导2两侧用光刻工艺制作一对直流电极7。

各部分工艺条件及作用如下：