專(zhuān)利名稱(chēng)：鈮酸鋰基1×2非對(duì)稱(chēng)電極y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字光開(kāi)關(guān)，尤其是涉及一種鈮酸鋰基1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
對(duì)于Y分叉對(duì)稱(chēng)電極數(shù)字光開(kāi)關(guān)，沒(méi)有外加電壓時(shí)，分支波導(dǎo)臂在結(jié)構(gòu)上是對(duì)稱(chēng)的，光均勻地從兩個(gè)完全相同的輸出波導(dǎo)中輸出；存在外加電壓時(shí)，分支波導(dǎo)臂的有效折射率Neff在電光作用下變得不對(duì)稱(chēng)，光波的基波能量耦合到Neff增加的波導(dǎo)臂中，一次模耦合到Neff減小的波導(dǎo)臂中。但實(shí)際的情況是，分叉處波導(dǎo)尺寸的變化和電極的引入對(duì)傳播的光場(chǎng)會(huì)造成干擾，基模的能量有可能在波導(dǎo)分叉處或者靠近分叉處的電極邊緣附近激勵(lì)出一次模，從而直接影響開(kāi)關(guān)的串?dāng)_。專(zhuān)利ZL03116219.3(如圖1所示)提供了降低Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電壓的方法，但沒(méi)有涉及到如何降低開(kāi)關(guān)的串?dāng)_。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)串?dāng)_大的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈮酸鋰基1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明解決其問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括制作在襯底內(nèi)的Y分叉波導(dǎo)，在波導(dǎo)上方覆蓋上SiO2緩沖層，在一Y分支波導(dǎo)段SiO2緩沖層上裝有第一和第二信號(hào)電極，分別延伸至Y分叉處的前端，第二信號(hào)電極的一邊和過(guò)渡區(qū)波導(dǎo)的中線(xiàn)對(duì)齊，在另一Y分支波導(dǎo)段SiO2緩沖層上裝有第三和第四信號(hào)電極。在一Y波導(dǎo)分支段的S彎曲區(qū)裝有第五和第六信號(hào)電極，在另一Y波導(dǎo)分支段的S彎曲區(qū)裝有第七和第八信號(hào)電極，第一、第五、第七和第三信號(hào)電極依次相連，第五信號(hào)電極上有輸入電壓信號(hào)的焊點(diǎn)；第六、第二、第四和第八信號(hào)電極依次相連，第四信號(hào)電極上有輸入電壓信號(hào)的焊點(diǎn)。
在1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)的輸出的兩端分別接入權(quán)利要求1所述的相同結(jié)構(gòu)的1×2光開(kāi)關(guān)，級(jí)聯(lián)成1×4光開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓為7V時(shí)，開(kāi)關(guān)的串?dāng)_優(yōu)于-25dB，比不加S彎曲的數(shù)字型Y分叉開(kāi)關(guān)串?dāng)_降低約5～6dB，達(dá)到了較好的開(kāi)關(guān)效果。對(duì)于Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)，根據(jù)模式分離原理，基模耦合到折射率增大的波導(dǎo)臂，一次模耦合到折射率減小的波導(dǎo)臂。由于電光效應(yīng)，隨著外加電壓的增大，光開(kāi)關(guān)的串?dāng)_應(yīng)當(dāng)同樣減小，但是，電極的突然引入對(duì)一次模具有激勵(lì)作用，串?dāng)_曲線(xiàn)會(huì)在一定范圍內(nèi)震蕩。本發(fā)明的帶有S彎曲的鈮酸鋰基1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)則在適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電壓下使這種震蕩程度得到了減輕，從而降低了開(kāi)關(guān)串?dāng)_。本發(fā)明由于其具有對(duì)電壓的階躍響應(yīng)和波長(zhǎng)不敏感等特性一直引起人們的關(guān)注，它可應(yīng)用于OXC、OADM開(kāi)關(guān)陣列和自愈保護(hù)電路中。


圖1是以往的非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)示意圖。
圖2是本發(fā)明的帶S彎曲波導(dǎo)的非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)示意圖。
圖中1、2、3、4、6、7、8、9、信號(hào)電極，5、10、焊點(diǎn)，a、直波導(dǎo)輸入?yún)^(qū)，b、Y分叉區(qū)，c、S型彎曲區(qū)。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，本發(fā)明包括制作在襯底內(nèi)的Y分叉波導(dǎo)，在波導(dǎo)上方覆蓋上SiO2緩沖層，在一Y分支波導(dǎo)段SiO2緩沖層上裝有第一和第二信號(hào)電極1、3，分別延伸至Y分叉處的前端，第二信號(hào)電極3的一邊和過(guò)渡區(qū)波導(dǎo)的中線(xiàn)對(duì)齊，在另一Y分支波導(dǎo)段SiO2緩沖層上裝有第三和第四信號(hào)電極6、8。在一Y波導(dǎo)A分支段的S彎曲區(qū)裝有第五和第六信號(hào)電極2，4，在另一Y波導(dǎo)B分支段的S彎曲區(qū)裝有第七和第八信號(hào)電極7，9，第一、第五、第七和第三信號(hào)電極1、2、7、6依次相連，第五信號(hào)電極2上有輸入電壓信號(hào)的焊點(diǎn)5；第六、第二、第四和第八信號(hào)電極4、3、8、9依次相連，第四信號(hào)電極8上有輸入電壓信號(hào)的焊點(diǎn)10。
在1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)的輸出的兩端分別接入權(quán)利要求1所述的相同結(jié)構(gòu)的1×2光開(kāi)關(guān)，級(jí)聯(lián)成1×4光開(kāi)關(guān)。
在Y分叉后端引入S彎曲波導(dǎo)，起到電控衰減作用。通過(guò)在Y分叉處的非對(duì)稱(chēng)電極和彎曲波導(dǎo)的彎曲電極處施加一定的同步電壓，可以控制光的傳播通道，并實(shí)現(xiàn)較低的串?dāng)_。S彎曲波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在其相應(yīng)彎曲部位配以共面電極，可以用來(lái)增大輻射損耗，充當(dāng)電控衰減器，進(jìn)而降低串?dāng)_。
S彎曲波導(dǎo)衰減器是通過(guò)改變波導(dǎo)的折射率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)鈮酸鋰晶體來(lái)講，外加電場(chǎng)對(duì)導(dǎo)模的衰減影響很大，電光效應(yīng)使分支波導(dǎo)的折射率有較大的改變。不加電壓時(shí)，彎曲波導(dǎo)處于臨界截止區(qū)附近。施加正壓時(shí)，波導(dǎo)折射率增加，高于截止折射率，波導(dǎo)處于傳輸狀態(tài)；施加負(fù)壓時(shí)，波導(dǎo)折射率降低，低于截止折射率，波導(dǎo)處于截止?fàn)顟B(tài)，這樣通過(guò)S彎曲波導(dǎo)的折射率改變可以把處于關(guān)狀態(tài)的分支臂的光能量泄漏掉。優(yōu)化不同的S彎曲形狀，可以顯著地降低開(kāi)關(guān)的串?dāng)_。
本發(fā)明共有三個(gè)部分，直波導(dǎo)輸入?yún)^(qū)a、Y分叉區(qū)b和S型彎曲區(qū)c。直波導(dǎo)寬度為6～8μm，Y分叉處采用圓角結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)有工藝，分叉后波導(dǎo)間距最小為1～2μm。相應(yīng)的電極放置在光波導(dǎo)上方。S彎曲橫向偏移量100～120μm，縱向偏移量2400～2600μm，緩沖層厚度為0.2μm。整個(gè)制作過(guò)程包括Ti擴(kuò)散波導(dǎo)的制作和電極的制作。首先是Ti擴(kuò)散波導(dǎo)的制作，主要包括光刻和采用lift-off工藝制作Ti膜圖形。其中Ti膜厚度約為600～800。Ti擴(kuò)散波導(dǎo)是在1000～1050℃的濕氧環(huán)境中擴(kuò)散8～12小時(shí)制得。然后進(jìn)行器件兩端面拋光，拋光后濺射二氧化硅層和鋁膜，再套刻制得電極。
上述具體實(shí)施方式
用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.鈮酸鋰基1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)，包括制作在襯底內(nèi)的Y分叉波導(dǎo)，在波導(dǎo)上方覆蓋上SiO2緩沖層，在一Y分支波導(dǎo)段SiO2緩沖層上裝有第一和第二信號(hào)電極(1、3)，分別延伸至Y分叉處的前端，第二信號(hào)電極(3)的一邊和過(guò)渡區(qū)波導(dǎo)的中線(xiàn)對(duì)齊，在另一Y分支波導(dǎo)段SiO2緩沖層上裝有第三和第四信號(hào)電極(6、8)。其特征在于在一Y波導(dǎo)分支段(A)的S彎曲區(qū)裝有第五和第六信號(hào)電極(2，4)，在另一Y波導(dǎo)分支段(B)的S彎曲區(qū)裝有第七和第八信號(hào)電極(7，9)，第一、第五、第七和第三信號(hào)電極(1、2、7、6)依次相連，第五信號(hào)電極(2)上有輸入電壓信號(hào)的焊點(diǎn)(5)；第六、第二、第四和第八信號(hào)電極(4、3、8、9)依次相連，第四信號(hào)電極(8)上有輸入電壓信號(hào)的焊點(diǎn)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈮酸鋰基1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)，其特征在于在1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)的輸出的兩端分別接入權(quán)利要求1所述的相同結(jié)構(gòu)的1×2光開(kāi)關(guān)，級(jí)聯(lián)成1×4光開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鈮酸鋰基1×2非對(duì)稱(chēng)電極Y分叉數(shù)字光開(kāi)關(guān)。包括制作在襯底內(nèi)的Y分叉波導(dǎo)，波導(dǎo)上方覆蓋上SiO
文檔編號(hào)G02F1/00GK101025538SQ20071006752
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者李錫華, 肖彩俠, 周強(qiáng), 楊建義, 江曉清, 王明華 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)