[发明专利]一种消除铌酸锂热电效应的D型光纤M-Z电光调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种消除铌酸锂热电效应的D型光纤M-Z电光调制器，其特征在于，整个结构包括以下部分：光纤波导区、耦合区、调制区、消除热电效应区、平板波导区、D型光纤波导区，其中所述的耦合区有两个，分别位于调制区的左右两侧，并且两所述耦合区均与所述调制区相连接，左侧所述耦合区与所述光纤波导区相连接，所述右侧耦合区与所述光纤波导区相连接；所述两个耦合区和所述调制区均置于所述平板波导区上方，所述平板波导区置于所述D型光纤波导区平面上方，所述D型光纤波导区远离所述两个耦合区和所述调制区，所述消除热电效应区包裹于所述D型光纤波导区与所述平板波导区的Z面，形成回路，将M-Z电光调制器工作过程中产生的热电荷对外加电场的影响消除掉，帮助所述调制器散热，所述消除热电效应区还有利于实现阻抗匹配，提高所述调制器的调制速率，保障所述调制器的工作稳定，

光在所述光纤波导区的纤芯中传输，逐渐耦合进入所述耦合区波导，分成两路经所述调制区波导后产生相位差，经所述耦合区干涉实现强度调制，并通过所述耦合区逐渐耦合进入所述光纤波导区，实现电光调制。

2.根据权利要求1所述的一种消除铌酸锂热电效应的D型光纤M-Z电光调制器，其特征在于：两个所述耦合区结构对称，左侧所述耦合区包含渐逝耦合区和1×2MMI，右侧所述耦合区包含2×1MMI和渐逝耦合区。

3.根据权利要求1所述的一种消除铌酸锂热电效应的D型光纤M-Z电光调制器，其特征在于：所述调制区采用Mach-Zehnder结构，所述调制区两波导为铌酸锂波导，在纤芯轴线的正上方对称分布，两个接地金属电极位于两波导外侧并对称分布，信号金属电极位于两波导正中央。

4.根据权利要求1所述的一种消除铌酸锂热电效应的D型光纤M-Z电光调制器，其特征在于：所述D型光纤波导区是由光纤波导去除部分包层和纤芯得到，并在光纤波导上形成一个平面，平面上用于制作薄膜铌酸锂波导和金属电极。

5.根据权利要求1所述的一种消除铌酸锂热电效应的D型光纤M-Z电光调制器，其特征在于：所述消除热电效应区是在所述D型光纤波导区的包层和所述平板波导区Z面附上1～7层石墨烯薄膜，使石墨烯薄膜和所述平板波导区形成回路。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述一种消除铌酸锂热电效应的D型光纤M-Z电光调制器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)采用打磨抛光的方法去除包层和纤芯，得到抛光平面，光纤部分去除的最佳厚度为58.5～61.2微米；

2)在所述步骤1)得到的抛光面上键合X切铌酸锂薄膜；

3)在D型光纤包层和所述步骤2)得到的X切铌酸锂薄膜Z面上附上石墨烯薄膜；

4)采用光刻和刻蚀工艺在所述调制区、所述耦合区制作铌酸锂波导，左侧所述耦合区中的渐逝耦合区的薄膜铌酸锂波导由10微米变窄到0.9微米，右侧所述耦合区中的渐逝耦合区的薄膜铌酸锂波导由0.9微米变宽到10微米；

5)然后在所述步骤4)得到的所述调制区波导两臂内侧和各自外侧溅射金属电极，此时注意金属电极与石墨烯薄膜间隔25微米以上。