[发明专利]电光调制器

说明书

技术领域

本发明涉及集成光学，特别涉及一种电光调制器。

背景技术

在集成光学中，电光调制器(electro-optic modulator)是重要的元件。然而现有的电光调制器只能实现一阶调制，无法适用较复杂的两阶调制。另外，现有电光调制器的带宽也越来越难以适应实际需求。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可实现两阶调制的高带宽电光调制器。

一种电光调制器，其包括：

一基底；

一形成于该基底上的平板光波导，该平板光波导包括一侧面及一与该侧面相背且与该基底相接的界面，该侧面用于接收一沿一中心轴入射的光束；

一形成于该平板光波导上的介质光栅，该介质光栅关于该中心轴对称；

一对第一电极，该对第一电极设置于该平板光波导上且平行于该中心轴设置于该介质光栅两侧，该介质光栅与该平板光波导构成一衍射型光波导透镜，该对第一电极用于加载一第一调制电压以通过电光效应改变该平板光波导的折射率从而改变该衍射型光波导透镜的焦距，

一形成于该基底上的Y型光波导，该Y型光波导包括一该界面相接且沿该中心轴延伸的输入段及自该输入段分叉出的一仅用于传输横电波的第一分支及一仅用于传输横磁波的第二分支，该第一分支包括一第一子Y型光波导，该第一子Y型光波导包括一第一子分支及一第二子分支，该第二分支包括一第二子Y型光波导，该第二子Y型光波导包括一第三子分支及一第四子分支；

一对第二电极，该对第二电极设置于该基底上且平行于该中心轴设置于该输入段两侧，该对第二电极用于加载一电场以改变该输入段的折射率；

一组第三电极，该组第三电极设置于该基底上，且包括一设置于该第一子分支与该第二子分支之间的调制电极及两个分别位于该第一子分支及该第二子分支两侧的地电极，该组第三电极用于在该两个地电极与该调制电极之间加载一第二调制电压以通过电光效应改变该第一子分支及该第二子分支的折射率；及

一对第四电极，该对第四电极设置于该基底上，且分别覆盖该第三子分支及该第四子分支，该对第四电极用于加载一第三调制电压以通过电光效应改变该第三子分支及该第四子分支的折射率。

根据集成光学理论，该介质光栅与该平板光波导构成加载型光波导，该平板光波导加载该介质光栅的部分的等效折射率变大。如此，通过合理设置该介质光栅的结构，例如设置成啁啾光栅便可构成一啁啾光栅类型的衍射型光波导透镜。而该对第一电极可以加载该第一调制电压从而通过电光效应改变该平板光波导的折射率，从而改变该衍射型光波导透镜的焦距。因此该第一调制电压可以控制该光束会聚入该输入段的功率大小，例如，当该衍射型光波导透镜的焦距等于该衍射型光波导透镜到该输入段的距离时，该光束几乎全部会聚入该输入段，即该光束会聚入该输入段的功率最大。如此，该第一调制电压可以实现对该光束的第一阶(次)调制。

由于双折射现象，经该输入段传输的横电波及横磁波会分离而分别进入该第一分支及该第二分支。而在该对第二电极施加该电压产生的电场可使该输入段的折射率发生变化，使得横电波的相位变化较横磁波的相位变化大，从而横电波更容易与横磁波分离进入该第一分支，改善极化分离效果。

该第二调制电压改变该第一子分支及该第二子分支的折射率使得其中传输的光束的相位差发生改变，从而改变该第一子Y型光波导的输出，同理的，该第二调制电压改变该第三子分支及该第四子分支的折射率使得其中传输的光束的相位差发生改变，从而改变该第二子Y型光波导的输出。如此，该第二调制电压可以实现对该光束的第二阶(次)调制。也即是说，该电光调制器可以对该光束实现两阶调制。

另外，该第一调制电压及该第二调制电压可分别独立调制该第一分支传输的横电波及该第二分支传输的横磁波，也即是同样的时间内，加载、传输的信息量增加，从而提高信息传输速率。且该第一分支及该第二分支分别传输横电波及横磁波，因此相互间也不会发生串扰(cross talk)。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的电光调制器的立体示意图。

图2为图1的电光调制器沿直线II-II的剖面示意图。

图3为图1的电光调制器的介质光栅的结构示意图。

图4为图1的电光调制器沿直线IV-IV的剖面示意图。

图5为图1的电光调制器沿直线V-V的剖面示意图。

主要元件符号说明