[发明专利]一种电光隔离器及其制作方法

权利要求书

1.一种电光隔离器，光路的方向为空间直角x-y-z坐标系中的x轴方向，其特征在于，包括起偏器、具有偶数个完整畴加一个不完整畴的z向切割的周期性极化铌酸锂晶体，所述晶体的a轴、b轴和c轴正方向分别对应所述x-y-z坐标系中的x轴、y轴和z轴正方向，所述晶体的b轴两侧镀有导电电极，所述导电电极外接电压，所述起偏器位于远所述晶体含有不完整畴端的一侧，所述起偏器的偏振方向沿z轴。

2.如权利要求1所述的一种电光隔离器，其特征在于，所述晶体的b轴两侧镀有的导电电极为镍电极。

3.一种电光隔离器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在室温下，计算铌酸锂晶体满足准位相匹配条件下所需要的极化周期Λ；

（2）通过室温极化技术，将所述铌酸锂晶体按照得到的所述极化周期实现周期性畴反转，得到含有个畴的周期性极化铌酸锂晶体，其中L+Λ为周期性极化铌酸锂晶体的长度；

（3）将得到的周期性极化铌酸锂晶体的一端切除1.5个畴，得到具有偶数个完整畴加一个不完整畴的周期性极化铌酸锂晶体；

（4）所述具有偶数个完整畴加一个不完整畴的周期性极化铌酸锂晶体的a轴、b轴和c轴正方向分别对应所述x-y-z坐标系中的x轴、y轴和z轴正方向，在所述晶体的b轴两侧镀上导电电极；

（5）将所述晶体放入光路中，所述晶体的a轴、b轴和c轴正方向分别对应所述x-y-z坐标系中的x轴、y轴和z轴正方向，通光方向沿x方向；

（6）将起偏器置于远离所述晶体切除1.5个畴的端的一侧，所述起偏器的偏振方向沿z方向；

（7）所述晶体b轴两侧外接电压，在所述晶体内部y方向提供稳恒电场，使线偏振光通过所述晶体时发生电光效应，来回通过晶体一次后偏振方向旋转90°，即偏振方向与起偏器垂直，从而达到光隔离的目的。

4.如权利要求3所述的一种电光隔离器的制作方法，其特征在于，步骤（2）中所述周期性极化铌酸锂晶体为长50mm、厚度1mm，包含2520个畴的Z切割铌酸锂晶体，所述铌酸锂晶体+Z和-Z面均抛光，其中+Z面与水平面垂直并面向Z轴正方向，-Z面与水平面垂直并面向Z轴负方向。

5.如权利要求3所述的一种电光隔离器的制作方法，其特征在于，所述极化周期是指：

Λ=2λno-ne]]>

式中，λ为入射光波波长，n_o为o光的折射率，n_e为e光的折射率。

6.如权利要求3所述的一种电光隔离器的制作方法，其特征在于，所述外接电压是指：

V=dπΛ(1/ne2-1/no2)4γ51(2L+Λ),]]>

式中，γ₅₁为电光系数，L+Λ为晶体长度，d为晶体宽度，n_o为o光的折射率，n_e为e光的折射率。

7.如权利要求3所述的一种电光隔离器的制作方法，其特征在于，所述实现周期性畴反转是指：根据计算得到的极化周期Λ，即得到正负电畴的排列顺序，用光刻方式在所述铌酸锂晶体的＋Z面制作金属格栅，所述金属格栅与高压电源的一极相连，其中所述金属格栅的每一个的宽度为电畴宽度；所述高压电源的另一极与一块接地的、表面抛光的金属板相连，所述金属板直接与所述晶片的-Z面接触；由所述高压电源产生高压脉冲施加于+Z面的所述金属格栅与-Z面的所述金属板之间，在有电极的畴区域，利用高压电场克服所述晶体内部的矫顽场使所述有电极的畴区域的电畴的自发极化方向反转；在无电极的畴区域，电畴的极化方向仍保持原来的方向，其中，+Z面与水平面垂直并面向z轴正方向。