TWI564614B - 電光調變器 - Google Patents

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TWI564614B
TWI564614B TW102115122A TW102115122A TWI564614B TW I564614 B TWI564614 B TW I564614B TW 102115122 A TW102115122 A TW 102115122A TW 102115122 A TW102115122 A TW 102115122A TW I564614 B TWI564614 B TW I564614B
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黃新舜
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鴻海精密工業股份有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Description

電光調變器
本發明涉及電光調變器，尤其涉及一種馬赫任德(Mach Zehnder)電光調變器。
馬赫任德(Mach Zehnder)電光調變器是一種常見的電光調變器。馬赫任德電光調變器主要是由兩個平行波導及對稱的y分岔型波導所構成。在設計對稱電極結構的馬赫任德電光調變器，為利用在分支波導中所受到的異向(相反180度)電場，對分支中的光波作對稱式調變，以達到提高調變效率的方式，但因為需製作的電極數目較多，故會提高製作難度及不良率。
有鑒於此，有必要提供一種馬赫任德電光調變器，其能夠解決上述問題。
一種電光調變器，包括基底和形成在基底上的光波導，該光波導包括第一分支和第二分支，該第一分支位於基底的第一部份，該第一部份中的一部份極化反轉，極化反轉時，施加在需要極化反轉的區域的電場大於或等於21kV/mm。
與先前技術相比，利用極化反轉，在提供相同方向的電場下，仍可對光波相位作對稱式調變。
10‧‧‧電光調變器
20‧‧‧基底
21‧‧‧頂面
22‧‧‧第一部份
30‧‧‧光波導
31‧‧‧入射段
32‧‧‧出射段
33‧‧‧第一分支
331‧‧‧傾斜部
332‧‧‧平行部
34‧‧‧第二分支
41‧‧‧第一電極
42‧‧‧第二電極
43‧‧‧第三電極
圖1係本發明的電光調變器的俯視圖。
圖2係本發明的電光調變器的剖視圖。
下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發明提供一種馬赫任德(Mach Zehnder)電光調變器10，其包括一基底20、一光波導30、一第一電極41、一第二電極42、第三電極43。
該基底20包括一個頂面21。該光波導30自該頂面21向該基底20的內部擴散而成，其包括入射段31、出射段32、第一分支33和第二分支34。
在本實施方式中，由於鈮酸鋰(LiNbO3)晶體(LN)具有較高的反應速度，因此，該基底20的材料採用鈮酸鋰晶體。
在本實施方式中，入射段31、出射段32、第一分支33和第二分支34通過在該基底上擴散金屬鈦(單質)形成，且入射段31、出射段32、第二分支34具有相同的寬度。
在本實施方式中，該入射段31、出射段32、第二分支34沿著同一直線延伸。該第一分支33包括兩個與第二分支34相連接的傾斜部331以及一與第二分支34相平行的平行部332，該平行部332的兩端與兩個傾斜部331的末端相連，使得第一分支33和第二分支34相連接而構成一梯形。
在本實施方式中，第一分支33位於基底20的第一部份22，該第一部份22的一部份極化反轉。為了形成均勻的極化反轉，需要使用 至少21kV/mm的高壓均勻電場施加在所述需要極化反轉的區域。在本實施方式中，所述極化反轉區域為平行部332所對應的位置，即所述極化反轉區域的極性與其他區域的極性相反。
在本實施方式中，該第一電極41、第二電極42和第三電極43設置於基底20的頂面21上。該第一電極41比第二電極42和第三電極43寬，第一電極41覆蓋第一分支33的平行部332以及第二分支34的一部份。第二電極42位於第一分支33的外側，第三電極43位於第二分支34的外側。
製作時，先利用高壓的矯頑電場來作製極化反轉區域，再將約700nm的鈦金屬薄膜鍍於鈮酸鋰表面上，再利用約攝氏1020度的高溫將鈦擴散入鈮酸鋰中，以形成馬赫任德電光調變器中的光波導，之後，在表面鍍上一層薄的SiO2來避免金屬直接與波導接觸產生過大的損耗，之後鍍上金屬電極，最後接上調變訊號源，形成電光調變器。
利用鈮酸鋰基材的極化反轉現象，將經第一分支33的作平行部332極性的反轉，而在極性反轉區域中，光波在相位上的傳播特性，會與非極性反轉區域有著180度的相位差，因此在相同方向的調變電場下，在第一分支33和第二分支34中的光波，亦可作對稱式的調變(即在第一分支33和第二分支34中的光波存在180度的相位差)。
10‧‧‧電光調變器
21‧‧‧頂面
22‧‧‧第一部份
332‧‧‧平行部
34‧‧‧第二分支
41‧‧‧第一電極
42‧‧‧第二電極
43‧‧‧第三電極

Claims (6)

  1. 一種電光調變器，包括基底和形成在基底上的光波導，該光波導包括第一分支和第二分支，該第一分支位於基底的第一部份，其改良在於，該第一部份中的一部份極化反轉，極化反轉時，施加在需要極化反轉的區域的電場大於或等於21kV/mm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電光調變器，其中，該基底的材料採用鈮酸鋰晶體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電光調變器，其中，第一分支和第二分支通過在該基底上擴散金屬鈦形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電光調變器，其中，該第一分支包括兩個與第二分支相連接的傾斜部以及一與第二分支相平行的平行部，該平行部的兩端與兩個傾斜部的末端相連。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電光調變器，其中，該第一部份中與該平行部對應的部份極化反轉。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電光調變器，其中，還包括第一電極、第二電極和第三電極，第一電極覆蓋所述平行部以及部份第二分支，第二電極和第三電極位於第一分支和第二分支的外側。
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