退火质子交换平面波导型电光调制器的研究-先进光子学材料和物理.PDFVIP

第 23 卷 　第 7 期 光 　学 　学 　报 Vol. 23 , No. 7 2003 年 7 月 　 　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 J uly , 2003 ACTA OPTICA SIN ICA 文章编号 : (2003) 0708655 退火质子交换平面波导型电光调制器的研究 廖尉钧 　陈险峰 　曾祥龙 　李 　劬 　陈英礼 (上海交通大学物理系光学与光子学研究所 , 上海 200240) 摘要 : 　基于双棱镜耦合 m 线技术提出了一种新型的平面波导强度调制器。由于质子交换平面波导的导波层在加 上电场后折射率发生变化 ,从而引起棱镜耦合输出的 m 线强度的变化 ,实现电光调制。讨论了电极间隙宽度和导 波层吸收对器件性能的影响。与其他类型强度调制器相比 ,这种调制器具有简单的电极结构 ,而且调制带宽可达 40 GHz 以上。 关键词 : 　应用光学 ; 双棱镜耦合 ; m 线 ; 质子交换波导 ; 电光调制 中图分类号: TN252 　　　文献标识码 : A 1 　引　　言 已经规模化生产,其应用也非常活跃 ,最近铌酸锂晶 体在周期性反转极化后已经被用到了倍频上[12 ,13 ] 。 光通信在近十年来得到了飞速的发展 ,各种无 常用的铌酸锂电光调制器[8 ,14 ,15 ] 利用马赫 曾德尔 源和有源光器件得到了广泛的研究和应用 ,其中 ,把 干涉仪调制光信号 ,采用钛扩散制作出条波导 ,并在 外界电信号调制到激光上的光调制器起着非常关键 条波导上镀上复杂的电极结构 ,这种调制器制作工 的作用。利用法拉第效应可以制成磁光调制 艺复杂 ,成本也非常高。 器[1 ,2 ] , 由于磁光效应的响应速度慢, 同时材料价格 本文通过对简单工艺制作出的退火质子交换铌 也较高 ,实用调制器产品较少。在声光介质上可以 酸锂平面波导的导波特性以及其电光效应的研究 , 制作声光调制器[3～5 ] ,而目前声光调制器调制带宽 提出了在这种波导上镀上行波电极制作电光调制器 最高的仅为 200 MHz ,又由于其大都采用结晶工艺 的可行性 , 同时分析了影响器件性能的参量。 制造 ,制造加工非常复杂 ,成本较高 ,声光调制器的 应用也受到限制。电光调制器是人们研究得最多也 2 　器件模型 运用得最多的光调制器 ,它利用晶体的电光效应实 现对光信号的调制 ,可分为反射型电光调制器和传 在制作好的平面波导上通过半导体工艺镀上两 输型电光调制器。反射型光波导调制器[6 ,7 ] 中 ,被 片电极 ,棱镜压紧在波导上并紧靠电极边缘。激光 调制光通过激发表面等离子波利用衰减全反射实现 二极管发出的光经过准直器 1 射入棱镜 1 ,调整入 对激光的调制。这种调制器虽然避免了传输损耗 , 射光的入射角和位置 ,使激光耦合进铌酸锂波导并 但是却受到调制带宽的限制。传输型电光调制器多 让光线沿两片电极中央空出的路径通过 ,激光在波 在波导上制成 ,采用行波型电极设计 , 调制带宽很 导中传输后又通过棱镜