專利名稱：電光調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電光調(diào)制器，更具體而言，涉及一種電極結(jié)構(gòu)高速鈮酸鋰電光調(diào)制器。它主要包括新型多層行波電極，光波導(dǎo)和鈮酸鋰電光襯底材料。新型多層電極由金屬和介質(zhì)材料組成。
背景技術(shù)：
電光調(diào)制器廣泛應(yīng)用于光通訊、光纖傳感和精密儀器等領(lǐng)域。高速行波型電光調(diào)制器的基本要求是1.行波電極的微波等效折射率要與光波折射率相等，以求達(dá)電波與光波的速度匹配；2.行波電極的微波損耗必須盡可能小，以求提高調(diào)制帶寬；3.調(diào)制器輸入阻抗盡可能接近50，以求與驅(qū)動(dòng)源阻抗匹配，從而降低驅(qū)動(dòng)功率；4.調(diào)制器的半波電壓要低，以提高調(diào)制帶寬并降低驅(qū)動(dòng)功率。
但這些要求常常是矛盾的，如降低半波電壓一般采用長(zhǎng)電極結(jié)構(gòu)，而長(zhǎng)電極結(jié)構(gòu)微波損耗大，從而限制了調(diào)制帶寬。
國(guó)際上高速調(diào)制器常采用的方法是厚電極結(jié)構(gòu)或脊形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。前者的電極厚度達(dá)到30um，而寬度不到10um，一般采用電鍍方法制作，工藝難度較高；后者需要特殊的刻蝕設(shè)備制作脊形波導(dǎo)，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所提出的電極結(jié)構(gòu)高速鈮酸鋰電光調(diào)制器能提供低損耗微波行波電極，能夠容易實(shí)現(xiàn)微波和光波速率匹配，并同時(shí)提供與驅(qū)動(dòng)源的阻抗匹配，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速的電光調(diào)制。
根據(jù)本實(shí)用新型，提供了一種電極結(jié)構(gòu)高速鈮酸鋰電光調(diào)制器，包括多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極，光波導(dǎo)，以及襯底，其特征在于，所述多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極由單個(gè)或多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極在水平和/或垂直方向組合而成，所述單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極由金屬邊框和介質(zhì)構(gòu)成。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電極由多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極組合而成，每個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極的金屬邊框可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料；介質(zhì)可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料。每個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極的金屬邊框的寬度和高度可以分別相同/不同，介質(zhì)的寬度和高度也可以分別相同/不同。
根據(jù)本實(shí)用新型，金屬邊框的寬度一般小于1μm；金屬邊框的厚度一般也小于1μm。
根據(jù)本實(shí)用新型，介質(zhì)的材料可以為真空或任意氣體及其組合。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型，其中


圖1是本實(shí)用新型的電板結(jié)構(gòu)高速鈮酸鋰電光調(diào)制器的示意圖；圖2是多層電極單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的基本思想是利用高頻下的趨附效應(yīng)。由于高頻下，電流只局限在金屬表面很薄的一層——趨膚層中，該層的厚度隨頻率的升高而減少，如表1所示，對(duì)金電極，在40GHz頻率時(shí)，趨膚層厚度小于0.4um。因此微波損耗大大增加。實(shí)際起作用的是電極的周長(zhǎng)而不是電極面積大小。
參見(jiàn)附圖，本實(shí)用新型的電極結(jié)構(gòu)高速鈮酸鋰電光調(diào)制器主要包括多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極1，光波導(dǎo)2，以及襯底3。多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極1由單個(gè)或多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極在水平或(和)垂直方向組合而成。單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極包金屬邊框4和介質(zhì)5構(gòu)成。
若電極1由多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極組合而成，則每個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極的金屬邊框4可以采用不同的材料，介質(zhì)5也可以采用不同的材料。若電極1由多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極組合而成，則每個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極的金屬邊框4寬度We-Wd和高度He-Hd都可以不同，介質(zhì)5的寬度Wd和高度Hd也可以不同。
采用本實(shí)用新型，金屬邊框的寬度We-Wd和厚度He-Hd都可以設(shè)計(jì)在趨膚厚度以下。若只采用一層電極，只要電極高度He達(dá)到普通厚電極的高度，其微波損耗不會(huì)有明顯變化；若采用多層結(jié)構(gòu)，而每層電極內(nèi)的介質(zhì)很薄(如小于1um)，則在與普通厚電極同樣高度下，由于包含多層很薄的電極，其電極總的周長(zhǎng)將是普通電極的幾倍，因此可以大大降低微波損耗。如圖2所示，金屬邊框4的寬度為We-Wd，它一般小于1μm；金屬邊框4的厚度為He-Hd，它一般也小于1μm。
表1不同頻率f下金電極的趨膚深度δ

對(duì)于多層電極結(jié)構(gòu)，每層中可以采用不同的介質(zhì)，甚至空氣，因此可以通過(guò)改變不同電極層中的介質(zhì)來(lái)改善整個(gè)電極的阻抗和等效微波折射率，以達(dá)到阻抗和速度匹配，提高器件帶寬。在本實(shí)用新型中，介質(zhì)5可以為真空或任意氣體及組合。由于電極的大部分被介質(zhì)替代，而電極制作材料一般采用貴金屬Au(金)，因此可以大大降低器件成本。
另外，由于不需要電鍍很厚的電極，因此降低了電鍍工藝的難度，甚至不需要電鍍。
本實(shí)用新型的這種結(jié)構(gòu)能提供損耗微波行波電極，能夠容易實(shí)現(xiàn)微波和光波速率匹配，并同時(shí)提供與驅(qū)動(dòng)源的阻抗匹配，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速的電光調(diào)制。該高速調(diào)制器可廣泛應(yīng)用于光通訊，光纖傳感和精密儀器等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種電極結(jié)構(gòu)高速鈮酸鋰電光調(diào)制器，包括多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極(1)，光波導(dǎo)(2)，以及襯底(3)，其特征在于，所述多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極(1)由單個(gè)或多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極在水平和/或垂直方向組合而成，所述單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極由金屬邊框(4)和介質(zhì)(5)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制器，其特征在于，電極(1)由多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極組合而成，每個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極的金屬邊框(4)可以采用相同/不同的材料，介質(zhì)(5)也可以采用相同/不同的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)制器，其特征在于，金屬邊框(4)的寬度一般小于1μm；金屬邊框4的厚度一般也小于1μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)制器，其特征在于，每個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極的金屬邊框(4)的寬度和高度可以分別相同/不同，介質(zhì)(5)的寬度和高度也可以分別相同/不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)制器，其特征在于，介質(zhì)(5)可以為真空或任意氣體及其組合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電極結(jié)構(gòu)高速鈮酸鋰電光調(diào)制器，包括多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極(1)，光波導(dǎo)(2)，以及襯底(3)。多層內(nèi)介質(zhì)替代式電極(1)由單個(gè)或多個(gè)單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極在水平和/或垂直方向組合而成，單元內(nèi)介質(zhì)替代式電極由金屬邊框(4)和介質(zhì)(5)構(gòu)成。該種結(jié)構(gòu)能提供損耗微波行波電極，能夠容易實(shí)現(xiàn)微波和光波速率匹配，并同時(shí)提供與驅(qū)動(dòng)源的阻抗匹配，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速的電光調(diào)制。該高速調(diào)制器可廣泛應(yīng)用于光通訊，光纖傳感和精密儀器等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02F1/01GK2566298SQ0223275
公開(kāi)日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
發(fā)明者楊德偉 申請(qǐng)人:北京世維通光通訊技術(shù)有限公司