[发明专利]一种硅基铌酸锂高速光调制器及其制备方法在审
| 申请号： | 201710255559.2 | 申请日： | 2017-04-19 |
| 公开（公告）号： | CN108732795A | 公开（公告）日： | 2018-11-02 |
| 发明（设计）人： | 李萍;范宝泉;刘丹;姜绍志 | 申请（专利权）人： | 天津领芯科技发展有限公司 |
| 主分类号： | G02F1/03 | 分类号： | G02F1/03;G02F1/035 |
| 代理公司： | 天津市三利专利商标代理有限公司 12107 | 代理人： | 张义 |
| 地址： | 300000 天津市北辰区北辰经济*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种硅基铌酸锂高速光调制器及其制备方法，调制器包括：硅基底晶片、二氧化硅下包层、铌酸锂薄膜、光学波导、金属电极、硅V形槽、耦合光纤，二氧化硅下包层位于硅基底晶片的上表面；铌酸锂薄膜位于二氧化硅下包层之上。本发明的有益效果为：(1)实现了铌酸锂单晶晶体与硅单晶晶体的异质集成；(2)铌酸锂晶片的薄膜化，以及二氧化硅下包层的低介电常数、低介电损耗等特性，可实现铌酸锂光调制器的调制速率(或调制带宽)的提升；(3)铌酸锂晶片的薄膜化，以及二氧化硅下包层的高绝缘性，可实现分布于铌酸锂薄膜中的微波电磁场强度的增加，提高电场对光场的调制效率，降低器件的驱动电压。 | ||
| 搜索关键词： | 二氧化硅下包层 硅基 铌酸锂薄膜 调制器 铌酸锂晶片 薄膜化 高速光 铌酸锂 晶片 制备 铌酸锂光调制器 低介电常数 低介电损耗 微波电磁场 铌酸锂单晶 调制带宽 调制效率 高绝缘性 光学波导 降低器件 金属电极 驱动电压 耦合光纤 电场 硅V形槽 硅单晶 晶体的 上表面 异质 调制 | ||
【主权项】：
1.一种硅基铌酸锂高速光调制器，其特征在于，包括：硅基底晶片(1)、二氧化硅下包层(2)、铌酸锂薄膜(3)、光学波导(4)、金属电极、硅V形槽(6)、耦合光纤(7)，所述硅基底晶片(1)采用[100]晶向的单晶硅晶片，厚度在0.1mm至2mm；所述二氧化硅下包层(2)位于硅基底晶片的上表面，所述二氧化硅下包层(2)的厚度在1μm至30μm；所述铌酸锂薄膜(3)位于二氧化硅下包层(2)之上，铌酸锂薄膜的晶向为X切Y传或X切Z传，厚度在1μm至20μm；所述光学波导(4)为钛扩散波导或退火质子交换波导，为直条形波导结构或MZ波导结构，所述光学波导(4)制作于铌酸锂薄膜(3)中，波导宽度在1μm至10μm，波导深度在1μm至10μm；所述金属电极包括信号电极(5‑1)和地电极(5‑2)，采用行波式电极结构，制作于铌酸锂薄膜(3)上表面，厚度在1μm至30μm，所述金属电极采用金作为电极材料；所述硅V形槽(6)采用[100]晶向的单晶硅材料，用于放置耦合光纤(7)；所述耦合光纤(7)为单模光纤或单模保偏光纤，置于硅V形槽(6)中。
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- 本发明涉及一种波长扫描光源系统及其波长调谐方法，其技术特点在于：包括利特罗式反射光栅、变形棱镜组合、平凹柱面透镜、高速电光偏转器、偏振片、保偏单模光纤、助推光学放大器和光电探测器。本发明能够在1550nm波长附近，实现超过80nm的宽谱调谐范围，并能够极大减小光束输出功率和波长线宽的浮动，且能够实现稳定的高功率输出，输出功率高达100mW。
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- 华平壤;姜城 - 派尼尔科技（天津）有限公司
- 2018-10-30 - 2019-06-07 - G02F1/03
- 本实用新型公开了铌酸锂高频微型电光调制器芯片结构，所述调制器芯片结构包括：共面行波电极、二氧化硅缓冲层、光波导层和铌酸锂晶体层；其中，所诉光波导层制备于所述铌酸锂晶体层上，所述共面行波电极位于所述铌酸锂晶体层的上表面，所述二氧化硅缓冲层位于所述铌酸锂晶体层的下表面；所述共面行波电极包括中心电极和两偏电极，所述中心电极位于所述两偏电极的中间位置。本实用新型的有益效果是，通过在波导底层加入二氧化硅绝缘层，可以减小微波损耗，提高电场作用效率，实现较低的半波电压，或减小器件的尺寸；利用薄膜化芯片，减小或去除行波电极与铌酸锂晶片之间二氧化硅缓冲层，可有效提高电光转换效率。
- 高效率铌酸锂电光调制器电极-201821835630.0
- 华平壤 - 派尼尔科技（天津）有限公司
- 2018-11-08 - 2019-06-07 - G02F1/03
- 本实用新型公开了高效率铌酸锂电光调制器电极，包括壳体、波导、铌酸锂基片和槽体，所述壳体的一侧固定有第一硅胶接头，且第一硅胶接头的内部固定有第一光纤，所述壳体的另一侧固定有第二硅胶接头，且第二硅胶接头的内部固定有第二光纤，所述壳体底端的一侧安装有输入电信号接头，且输入电信号接头的内部卡合有输入光信号接头，所述壳体底端的另一侧安装有输出电信号接头，且输出电信号接头的内部卡合有输出光信号接头，所述壳体的内部固定有铌酸锂基片。本实用新型通过在铌酸锂基片另一端的顶部和底端均设置有槽体，形成脊形结构，既可以保持良好的速度匹配和阻抗匹配，同时可以降低导体损耗，实现起来也比较容易。
- 高阻抗匹配电光调制器电极-201821836280.X
- 华平壤 - 派尼尔科技（天津）有限公司
- 2018-11-08 - 2019-06-07 - G02F1/03
- 本实用新型公开了高阻抗匹配电光调制器电极，包括地电极、热电极、衬底和电极主体，所述电极主体的底端设置有衬底，且衬底的顶端设置有二氧化硅缓冲层，所述电极主体的顶端均匀涂覆有抗反射膜，所述衬底顶部的两端设置有第一预留槽，且第一预留槽的内部均固定有地电极，所述衬底顶部的中央位置处设置有第二预留槽，且第二预留槽的内部固定有热电极，所述地电极与热电极上均设置有光掩模，所述电极主体的两端均固定有透镜。本实用新型通过安装有衬底，衬底的材料为铌酸锂晶体，铌酸锂晶体具有很强的电光效应，并且具有较小的波导损耗，较强的抗光折边能力以及较大的异常光折射率增量，生产成本较低。
- 基于石墨烯表面等离子体波的太赫兹调制器-201410765867.6
- 肖丙刚;孙润亮;谢治毅 - 中国计量学院
- 2014-11-28 - 2019-06-04 - G02F1/03
- 本发明属于太赫兹技术领域使用的调制器，涉及石墨烯材料和表面等离子体波技术。石墨烯上的等离子体波具有较小的衰减同时表面波被紧密的束缚在石墨烯片附近。由于石墨烯线性的能带结构可以通过调节对石墨烯的电压偏置来改变石墨烯的电导率，从而改变石墨烯上表面等离子体波的传输衰减。本专利采用3条石墨烯条带结构，利用调制信号的不同高低电压来实现调制功能，通过对RC时延参数的计算估算得到本调制器的调制带宽为45MHz。本调制器具有平面结构，体积较小，易于和电路集成的优点。
- 基于光学谐振腔的光强度调制器-201710619071.3
- 田赫;崔金刚;李景奎 - 东北林业大学
- 2017-07-26 - 2019-05-21 - G02F1/03
- 本发明公开了一种基于光学谐振腔的光强度调制器，包括隔离器、第一耦合器、第一光学波导、第二耦合器、第二光学波导、压电陶瓷管、电压源；所述的第一耦合器、第一光学波导、第二耦合器、第二光学波导构成光学谐振腔，且此光学谐振腔具有两个光输出端；所述的第一光学波导、第二光学波导各自缠绕并固定在压电陶瓷管的外表面，且第一光学波导与第二光学波导不接触。本发明的效果和益处为：引入光学谐振腔和压电陶瓷管，且光学谐振腔的光学波导缠绕并固定在压电陶瓷管外表面，通过改变压电陶瓷管内外表面间的电压大小，调制输出光的强度；本发明结构简单、成本低，且对输入光偏振态无要求。
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