[发明专利]提高铌酸锂高速光调制器工作频率及带宽的方法及装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种高速光调制器，尤其涉及一种提高铌酸锂高速光调制器工作频率及带宽的方法及装置。

背景技术

目前，铌酸锂高速光调制器（也叫铌酸锂电光调制器）是工程领域中一种较为常用的光调制器件，目前的主流技术一般采用共面波导结构（CPW，也叫共平面波导行波电极结构）来制作铌酸锂高速光调制器，其原理如图1所示；基于现有理论，当终端负载和行波电极的特征阻抗不同时（即阻抗失配），将会在行波电极末端（输出区）激发出电反射微波信号（噪声），而电反射微波信号会反向传输至输入区并与射频输入的信号形成谐振，这将导致铌酸锂高速光调制器的工作频率及带宽下降，因此，理论上，应使终端负载和行波电极的特征阻抗完全相同；但在实际工艺中，由于工艺容差等因素，终端负载和行波电极的特征阻抗不可能完全一致，从而导致电反射微波信号必然存在。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种提高铌酸锂高速光调制器工作频率及带宽的方法，包括铌酸锂高速光调制器和终端负载，所述铌酸锂高速光调制器内设置有顺次相连的输入区、互作用区和输出区，铌酸锂高速光调制器和终端负载之间通过输出区相连，其创新在于：在互作用区和输出区之间设置一电反射抑制区，电反射抑制区能对从终端负载处反射回的噪声电反射信号起到衰减抑制作用，从而提高铌酸锂高速光调制器工作频率及带宽。

本发明的原理是：由于工艺原因，终端负载和行波电极的阻抗失配几乎不可避免，因此，本发明从降低负面效果的思路出发，考虑如何来抑制电反射微波信号的负面作用；基于现有的电学理论，我们知道，当电信号在电介质中传输时，电介质损耗的大小与电介质的长度呈正相关性，即由电介质所形成的传输路径的长度越大，则电介质损耗也越大，因此，发明人在互作用区和输出区之间设置了一电反射抑制区，电反射抑制区的作用是延长互作用区和输出区之间的行波电极长度，也即延长了信号传输路径的长度，从而使互作用区和输出区之间的电介质损耗得到增加，当电反射微波信号在电反射抑制区内传输时就会被大幅衰减，从而抑制电反射微波噪声信号进入互作用区对器件带宽造成的负面影响。

基于前述方案，本发明还提出了一种可具体实现前述方案的器件，即一种铌酸锂高速光调制器，包括：光波导和行波电极，光波导中部和行波电极中部形成共面波导结构的互作用区；互作用区范围以外的行波电极两端分别形成输入区和输出区，其创新在于：延长互作用区和输出区之间的行波电极长度，从而在互作用区和输出区之间形成一电反射抑制区，电反射抑制区范围内的行波电极结构参数与互作用区范围内的行波电极相同。该铌酸锂高速光调制器可对电反射微波信号的负面效果进行有效抑制，提高器件的工作频率及带宽。

为了避免因设置电反射抑制区而导致器件尺寸增大，本发明还提出了如下的优选结构方式：电反射抑制区范围内的行波电极和互作用区范围内的行波电极成U形方式分布，从而最大限度地利用器件已有空间。

本发明的有益技术效果是：可对电反射微波信号的负面效果进行有效抑制，提高铌酸锂高速光调制器的工作频率及带宽，提高器件性能。

附图说明

图1、现有的铌酸锂高速光调制器原理示意图；

图2、本发明的铌酸锂高速光调制器原理示意图；

图中各个标记所对应的名称分别为：光波导1、行波电极2、输入光纤3、输出光纤4、铌酸锂衬底5、终端负载6、输入区A、互作用区B、输出区C。

具体实施方式

一种铌酸锂高速光调制器，包括：光波导1和行波电极2，光波导1中部和行波电极2中部形成共面波导结构的互作用区B；互作用区B范围以外的行波电极2两端分别形成输入区A和输出区C，其结构为：延长互作用区B和输出区C之间的行波电极2长度，从而在互作用区B和输出区C之间形成一电反射抑制区D，电反射抑制区D范围内的行波电极2结构参数与互作用区B范围内的行波电极2相同。

进一步地，电反射抑制区D范围内的行波电极2和互作用区B范围内的行波电极2成U形方式分布。

一种提高铌酸锂高速光调制器工作频率及带宽的方法，包括铌酸锂高速光调制器和终端负载，所述铌酸锂高速光调制器内设置有顺次相连的输入区A、互作用区B和输出区C，铌酸锂高速光调制器和终端负载之间通过输出区C相连，其创新在于：在互作用区B和输出区C之间设置一电反射抑制区D，电反射抑制区D能对从终端负载处反射回的噪声电反射信号起到衰减抑制作用，从而提高铌酸锂高速光调制器工作频率及带宽。