[发明专利]一种可用于超高速电光采样的电光波导

说明书

技术领域

本发明属于光学器件领域，尤其涉及一种可用于超高速电光采样的电光波导。

背景技术

电光采样技术在超快光电子学领域中具有十分重要的意义，该技术于由美国Rochester大学的Valdmanis等人于1982年提出。电光采样系统以超短光脉冲为“采样门”，通过测量待测电信号调制的光强变化，实现对超高速电子器件或电路的测试。该技术具有小于1ps级以下的时间分辨率和THz级的带宽，同时由于无需从被测器件或电路中抽取电荷，因此对被测系统几乎没有电磁干扰。这些优势使得其受到科研人员越来越多的重视。

在电光采样技术中，其关键器件之一是电光晶体。通常采用电光晶体的厚度为几百微米，由于目前电光晶体的电光系数比较小，因而就要有足够的电压才能使得输出面上不同方向偏振的光有足够的相位差。通常半波电压要几千伏，而我们需要探测的电信号往往只有几伏，甚至更小，这就大大限制了探测信号的灵敏度。大幅度减小电光晶体的厚度，可以降低半波电压，使得电信号的探测难度大大降低，提高探测的信噪比。但大幅度减小电光晶体的厚度，也会带来一定的问题。当电光晶体厚度很小，光在该晶体中传输时波导效应会非常明显，这时需要考虑波导效应对探测信号的影响，这样才能使探测更加精确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于超高速电光采样的电光波导，旨在提高探测的灵敏度。

本发明是这样实现的，一种用于超高速电光采样的电光波导，所述电光波导包括AlGaAs芯层和位于所述AlGaAs芯层两侧的AlGaAs包层，所述两侧的AlGaAs包层的外侧分别设有电极；所述两侧的AlGaAs包层对输入的飞秒激光的折射率相同，且低于所述AlGaAs芯层对输入的飞秒激光的折射率。

进一步地，所述两侧的AlGaAs包层对输入的飞秒激光的折射率与所述AlGaAs芯层对输入的飞秒激光的折射率满足下述关系:

其中，n₁、n₂分别为波导芯层和包层的折射率，a为波导芯层的厚度，λ为入射的飞秒激光的波长。

进一步地，所述入射光波长为1.064μm，所述两侧的AlGaAs包层的折射率为3.52，厚度为8μm；所述AlGaAs芯层的折射率为3.53，厚度为2μm。

进一步地，所述电光波导中所传导的光的场分布为两个正交模场的线性组合，且两个正交模在所述电光波导输出截面的相位差随外加电压呈线性变化。

本发明利用AlGaAs光波导作为电光晶体来传输飞秒激光，从而可以大大降低半波电压，提高探测的灵敏度。

附图说明

图1是本发明提供的AlGaAs晶体在外加电场时折射率椭球主轴的变化示意图；

图2是本发明提供的平板波导结构示意图；

图3是本发明提供的TE₀模和TM₀模在波导输出截面的相位差随加载电压变化的关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

光在晶体中的传播规律遵从光的电磁理论，利用折射率椭球的几何方法可以完整而方便地表示出表征晶体光学特性的折射率在空间各个方向的取值分布。外加电场对晶体光学特性的影响，可以通过折射率椭球的大小、形状和取向的变化来描述。

AlGaAs晶体属于晶类，它的三个四次对称轴是其晶轴方向，而且三个轴(x,y,z)可以互换。点群是各向同性的晶体，它的折射率n₀的椭球方程为：

x2+y2+z2=n02---(1)]]>