電光調制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信領域，尤其涉及一種電光調制器。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，常用的電光調制器主要包括馬克-曾德爾電光調制器和法布里-珀羅電光調制器。下面分別對該兩種電光調制器進行簡單地說明。
[0003]馬克-曾德爾電光調制器形成在半導體基底上，其工作原理是將入射光(波長為λ )分為兩路，該兩路光分別沿著兩個波導臂進行傳輸，通過施加調制電壓產生電場改變波導臂的折射率從而使兩束光在兩個波導臂內傳輸時產生半個波長(即λ/2)的光程差，然后使兩路光匯合進行干涉，以實現信號的調制。馬克-曾德爾電光調制器的不足之處在于:在進行信號調制的過程中，為了實現半個波長的光程差，需要在波導臂上施加較高的調制電壓(下文中將該調制電壓稱為馬克-曾德爾電光調制器的半波電壓)或者采用性能過高的材料形成波導臂，從而導致馬克-曾德爾電光調制器的成本較高。
[0004]法布里-珀羅電光調制器利用整塊鈮酸鋰(LiNbO3)晶體形成波導，并通過在位于鈮酸鋰晶體兩側的電極之間施加調制電壓產生電場改變鈮酸鋰晶體的折射率進而實現信號的調制。法布里-珀羅電光調制器的不足之處在于:一方面，由于波導是采用整塊鈮酸鋰晶體形成的，而整塊鈮酸鋰晶體的通光面的尺寸通常較大(至少為I毫米)，因此導致法布里-珀羅電光調制器的器件尺寸較大；另一方面，信號調制過程中，在位于鈮酸鋰晶體兩側的電極之間所施加的調制電壓的大小和該電極之間的距離成立方關系，因此器件尺寸較大導致需要在電極之間施加較高的調制電壓，即使通光面尺寸為I毫米的鈮酸鋰晶體所需要的調制電壓也往往高達幾千伏甚至幾十萬伏。
[0005]因此，希望提出一種可以克服上述不足之處的電光調制器。

【發明內容】

[0006]為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明提供了一種電光調制器，包括半導體基底、電極結構和法布里-珀羅諧振器，其中:
[0007]所述電極結構和所述法布里-珀羅諧振器位于所述半導體基底上；
[0008]所述電極結構用于形成作用于所述法布里-珀羅諧振器的調制電場；
[0009]所述法布里-珀羅諧振器包括波導和反射膜，所述波導的折射率隨所述調制電場的變化而改變，所述反射膜位于所述波導的通光面上。
[0010]根據本發明的一個方面，所述電光調制器中，所述電極結構包括第一電極對；所述第一電極對中的兩個電極分布在所述法布里-珀羅諧振器的兩側。
[0011]根據本發明的另一個方面，所述電光調制器中，在對數字信號I進行調制時，在所述第一電極對上施加第一調制電壓，所述第一調制電壓所形成的調制電場調制所述波導的折射率使其干涉透過波長等于入射光的波長；在對數字信號O進行調制時，在所述第一電極對上同時施加所述第一調制電壓和第二調制電壓，所述第一調制電壓所形成的調制電場和所述第二調制電壓所形成的調制電場調制所述波導的折射率使其干涉透過波長不等于入射光的波長。
[0012]根據本發明的又一個方面，所述電光調制器中，所述電極結構包括第二電極對和第三電極對；所述第二電極對中的兩個電極分布在所述法布里-珀羅諧振器的兩側；所述第三電極對中的兩個電極分布在所述法布里-珀羅諧振器的兩側。
[0013]根據本發明的又一個方面，所述電光調制器中，在對數字信號I進行調制時，僅在所述第二電極對上施加第一調制電壓，所述第一調制電壓所形成的調制電場調制所述波導的折射率使其干涉透過波長等于入射光的波長；在對數字信號O進行調制時，在所述第二電極對上施加所述第一調制電壓以及在所述第三電極對上施加第二調制電壓，所述第一調制電壓所形成的調制電場和所述第二調制電壓所形成的調制電場調制所述波導的折射率使其干涉透過波長不等于入射光的波長。
[0014]根據本發明的又一個方面，所述電光調制器中，所述半導體基底的材料包括硅、二氧化硅、藍寶石、II1-V族材料或其組合。
[0015]根據本發明的又一個方面，所述電光調制器中，所述波導的芯層材料是電光高分子聚合物。
[0016]根據本發明的又一個方面，所述電光調制器中，根據權利要求1至5中任一項所述的電光調制器，其中，所述反射膜的材料包括氟化物、硫化物、氧化物或其組合。
[0017]與現有技術相比，本發明提供的電光調制器具有以下優點:一方面，由于基于法布里-珀羅多光束干涉原理，因此在信號調制過程中對光程的調制將遠遠小于半個波長，如此一來，則無需在電極對之間施加較高的調制電壓；另一方面，由于將波導集成在半導體基底上，因此可以有效地將波導通光面的尺寸減小至幾個微米，從而減小器件尺寸，如此一來，可以有效地減小電極對之間的距離，進而只需要在電極對之間施加較低的調制電壓即可實現信號的調制。綜上所述，與現有的馬克-曾德爾電光調制器以及法布里-珀羅電光調制器相比，本發明所提供的電光調制器具有器件尺寸小、調制電壓低、對波導材料性能要求低以及成本低的優勢。
【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0019]圖1是具有波長選擇性的波導在電場作用前后對入射光的透射率與入射光頻率之間的關系曲線圖；
[0020]圖2(a)是根據本發明的一個實施例的電光調制器的立體示意圖；
[0021]圖2(b)是圖2(a)所不電光調制器的俯視不意圖；
[0022]圖2(c)是圖2(a)所示光電調制器沿剖線BB’的剖視示意圖；
[0023]圖3(a)是根據本發明的另一個實施例的電光調制器的立體示意圖；
[0024]圖3(b)是圖3(a)所不電光調制器的俯視不意圖；
[0025]圖3(c)是圖3(a)所示光電調制器沿剖線BB’的剖視示意圖。
[0026]附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0027]為了更好地理解和闡釋本發明，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0028]在對本發明所提供的電光調制器進行說明之前，首先針對于波導對入射光的波長的選擇性進行說明。請參考圖1，圖1是具有波長選擇性的波導在電場作用前后對入射光的透射率與入射光頻率之間的關系曲線圖，其中，橫坐標表示入射波的頻率，縱坐標表示波導對入射光的透射率，實線表不波導在電場作用前對入射光的透射率與入射光頻率之間的關系，虛線表示波導在電場的作用后對入射光的透射率與入射光頻率之間的關系。需要說明的是，由于入射波的波長與入射波的頻率之間存在一定的聯系(即波長=光速/頻率)，因此，圖1通過波導對入射光的透射率與入射波頻率之間的關系來反映波導對入射光的透射率與入射波波長之間的關系進而說明波導對波長的選擇性。在受到電場作用后波導對入射光的折射率發生變化，相應地，波導對入射光的透射率也隨之發生變化，通過圖1中的實線和虛線可以看出，在施加電場作用之前波導對某些頻率的入射光透射率較低，入射光無法透過波導，通過施加電場改變波導對入射光的折射率后使得波導對該頻率的入射光的透射率增高，入射光可以透射過波導。利用波導對波長的選擇性，可以達到通過控制入射光是否透過波導來實現信號調制的目的。
[0029]下面，對本發明所提供的電光調制器進行說明。
[0030]本發明提供了一種電光調制器，該電光調制器包括半導體基底、電極結構和法布里-珀羅諧振器，其中:所述電極結構和所述法布里-珀羅諧振器位于所述半導體基底上；所述電極結構用于形成作用于所述法布里-珀羅諧振器的調制電場；所述法布里-珀羅諧振器包括波導和反射膜，所述波導的折射率隨所述調制電場的變化而改變，所述反射膜位于所述波導的通光面上。
[0031 ] 具體地，所述電光調制器包括半導體基底。在一個實施例中，所述半導體基底為單層結構；在另一個實施例中，所述半導體基底為多層結構。所述半導體基底的材料優選采用硅，還可以采用二氧化硅、藍寶石等晶體或其組合。本領域技術人員可以理解的是，半導體基底的材料不僅僅限于上述舉例，凡是可以起到支撐作用的材料均包括在本發明所保護的范圍內。為了可以很好地實現支撐作用，所述半導體基底的厚度優選大于1_。
[0032]所述電光調制器還包括法布里-珀羅諧振器，該法布里-珀羅諧振器位于半導體基底上。其中，所述法布里-珀羅諧振器包括波導和反射膜。其中，所述波導的材料是電光材料，也就是說，波導的折射率隨著施加在其上的調制電場的變化而改變。在本實施例中，所述波導的芯層材料包括電光高分子聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(P