[发明专利]一种提高电光调制器带宽的电极结构

说明书

本发明涉及一种提高电光调制器带宽的电极结构，属于铌酸锂电光调制技术领域。为了解决电光调制器的相速失配问题，本发明在调制器芯片行波电极底部设计了一个镂空结构，可以不填充材料，也可以填充二氧化硅等低介电常数材料，经过计算能够有效降低微波等效折射率，大幅增大电光调制器的器件带宽，为提高铌酸锂电光调制器带宽提供了新的方法。

技术领域

本发明涉及一种提高电光调制器带宽的电极结构，属于铌酸锂电光调制技术领域。

背景技术

高带宽铌酸锂强度调制器采用的是共面波导行波电极结构。行波电极等效于传输线结构，以电极作为共面传输线，让光波与微波沿电极的同一方向传播，电场分量对光产生调制作用。当光波和微波信号的相速相同时，可以得到极大的调制带宽；但是由于铌酸锂材料自身的高介电常数，导致微波在其中的折射率要比光波大得多。例如，1550nm波长下，微波在铌酸锂中的折射率为4.225，光波折射率为2.138，微波折射率约为光波的两倍，这造成了两者速度不匹配。达到速度匹配的一个可行办法是在电极周围放置低介电常数材料，让微波泄漏到这些区域来减小微波的有效折射率。为了实现微波速度匹配已经提出了很多方法，采用在共面波导上加厚电极、厚缓冲层的方法切实有效，很早就得到了广泛应用，然而在对带宽等综合性能提出了更高要求的今天，显现出了一定的局限性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种将行波电极镂空的结构，来降低微波有效折射率，缓解速度不匹配

本发明所采用的技术方案是：一种提高电光调制器带宽的电极结构，在铌酸锂衬底上制作光波导及调制光波导中光相位的共面波导结构的行波电极，行波电极包括信号电极和地电极，信号电极和地电极为平行的条状，所述的光波导位于铌酸锂衬底上表面内部；在铌酸锂衬底上表面设置缓冲层，所述的行波电极位于缓冲层上表面，并且将所述信号电极底部沿中心线走向做贯通的条状镂空。

所述的铌酸锂衬底为x切铌酸锂。

所述缓冲层为二氧化硅材料。

所述条状镂空的截面形状为矩形。

所述条状镂空填充低介电常数材料或不填充。

所述的光波导为马赫曾德尔干涉光路，所述的行波电极的信号电极位于中间，其地电极位于信号电极的两侧，所述马赫曾德尔光路的两臂位于行波电极的信号电极和地电极之间。

所述的行波电极的信号电极和地电极采用金属条。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在调制器芯片行波电极底部设计了一个贯通的条状镂空，能够有效降低微波等效折射率，缓解速度失配，大幅增大调制器件带宽。

附图说明

图1为本发明一种提高电光调制器带宽的电极结构的一个实施例的示意图；

图2是图1所示实施例的截面及尺寸示意图；

图3是本发明的调制器电极镂空结构与传统电极结构的频率响应曲线对比图。

图中，1、铌酸锂衬底，2、行波电极，3、缓冲层，4、条状镂空，5、光波导。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例做作详细说明。

如图1和图2所示，该方案结构包括铌酸锂衬底1、行波电极2、缓冲层3、条状镂空4和光波导5；

所述的光波导5为马赫增德尔干涉光路，位于铌酸锂衬底1上表面的内部；

所述的缓冲层3为二氧化硅材料，位于铌酸锂衬底1上表面；

所述的条状镂空4位于行波电极2信号电极的底部正中心，贯通信号电极，为矩形柱，并填充材料为二氧化硅和不填充；