[发明专利]一种宽带低损耗型电光调制器

说明书

本发明公开了一种宽带低损耗型电光调制器，包括有顺次连接的输入光纤、输入模斑匹配、薄膜铌酸锂电光调制器芯片、输出模斑匹配和输出光纤，以及微波输入接口和阻抗匹配网络；微波输入接口通过阻抗匹配网络与薄膜铌酸锂电光调制器芯片连接。本发明在微波输入接口与薄膜铌酸锂电光调制器芯片之间设置有阻抗匹配网络，解决了输入微波信号与薄膜铌酸锂电光调制器芯片之间阻抗匹配的问题，减少了微波信号反射，实现宽频带；输入模斑匹配和输出模斑匹配用于解决薄膜铌酸锂电光调制器芯片小尺寸光斑与相对大尺寸光纤之间的光路匹配问题，减小光路耦合损耗，实现低损耗。

技术领域

本发明涉及电光调制器技术领域，具体是一种宽带低损耗型电光调制器。

背景技术

微波光传输链路与传统的电传输链路相比，具有高频、宽带、传输损耗小、重量轻、抗电磁干扰能力强等优点，在雷达、电子对抗、军事通信领域得到广泛应用。电光调制器是微波光子系统中的关键器件之一，其功能是在微波光子链路中将微波电信号转变为光信号。电光调制器的性能直接影响微波光传输链路的整体性能。基于铌酸锂材料制作的电光调制器相比其他材料制作的电光调制器，具有线性电光系数大、温度稳定性好等优点。目前，微波光子链路中使用的电光调制器大多均基于体材料铌酸锂制备，体材料铌酸锂电光调制器中的波导对光学模式的限制能力较弱，导致器件的电光调制效率偏低，存在器件半波电压高、带宽受限、尺寸大等不足，与传统的铌酸锂晶体相比，铌酸锂薄膜在继承其固有线性电光效应强和本征光损耗低等优点的同时，可以大幅度缩短调制电极与波导之间的间距，从而获得较大的电光调制效率。基于铌酸锂薄膜的电光调制器，与传统体材料铌酸锂制作的电光调制器相比，具有更宽的带宽、更低的半波电压和更小的产品尺寸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种宽带低损耗型电光调制器，解决现有电光调制器带宽不高、损耗大的问题。

本发明的技术方案为：

一种宽带低损耗型电光调制器，包括有顺次连接的输入光纤、输入模斑匹配、薄膜铌酸锂电光调制器芯片、输出模斑匹配和输出光纤，以及微波输入接口和阻抗匹配网络；所述的微波输入接口通过阻抗匹配网络与薄膜铌酸锂电光调制器芯片连接。

所述的输入模斑匹配和输出模斑匹配均包括有相互连接的模斑转换器和模场转换光纤，所述的输入模斑匹配的模场转换光纤输入端与输入光纤连接，输入模斑匹配模斑转换器的输出端与薄膜铌酸锂电光调制器芯片连接，所述的输出模斑匹配的模斑转换器输入端与薄膜铌酸锂电光调制器芯片连接，输出模斑匹配模场转换光纤的输出端与输出光纤连接。

所述的输入模斑匹配、薄膜铌酸锂电光调制器芯片、输出模斑匹配和阻抗匹配网络均设置于管壳内，所述的微波输入接口密封连接于管壳上，所述的管壳的两端连接有输入密封接头和输出密封接头，输入光纤穿过输入密封接头与管壳内的输入模斑匹配连接，输出光纤穿过输出密封接头与管壳内的输出模斑匹配连接。

所述的输入密封接头和输出密封接头均为光纤密封节，光纤密封节包括有密封套管，密封套管的内端与管壳的一端进行气密封连接，输入光纤或输出光纤尾纤处的金属化光纤段穿过密封套管，且金属化光纤段和密封套管之间通过焊料进行气密封连接，输入光纤或输出光纤穿出到密封套管外的部分均为非金属化光纤段，伸入到管壳内的非金属化光纤段与管壳内的输入模斑匹配或输出模斑匹配连接，密封套管的两端均通过密封胶水进行气密封且粘接于对应的非金属化光纤段上。

所述的输入光纤和输出光纤伸出到管壳外的一端上均连接有光纤连接头。

本发明的优点：

(1)、本发明在微波输入接口与薄膜铌酸锂电光调制器芯片之间设置有阻抗匹配网络，解决了输入微波信号与薄膜铌酸锂电光调制器芯片之间阻抗匹配的问题，减少了微波信号反射，实现宽频带；

(2)、本发明设置有输入模斑匹配和输出模斑匹配，用于解决薄膜铌酸锂电光调制器芯片小尺寸光斑与相对大尺寸光纤之间的光路匹配问题，减小光路耦合损耗，实现低损耗；