[實用新型]表面波光纖聲電光調制器

無效

• 申請號: 200720173413.5
• 申請日: 2007-09-28
• 公開（公告）號: CN201083902Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 俞寬新;劉韜;安偉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G02F1/125
• 分類號: G02F1/125;G02F1/11
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張慧

技術領域

本實用新型涉及一種表面波光纖聲電光調制器，可用于光纖通信調制技術中，屬于光纖通信和光纖傳感領域。

技術背景

目前一類“表面波聲電光相關器”在國外曾有過報道，如美國雷塞蘭工業學院的P.Das等人最早提出了使用表面波聲電光效應制作相關器的設想。(Appl.Phys.Lett.1986：49(16)1016-1018)該器件的結構如圖1所示，長方形壓電晶片鈮酸鋰作基底1，在晶片表面上擴散一層非常薄的金屬鈦，作光波導2，用于傳播光。然后再在晶片表面上采用光刻工藝分別制作聲叉指換能器3和電叉指換能器4，前者用于產生聲表面波、后者用于產生直流電場。其工作原理如圖2所示，將待輸入的電信號A事先調制到射頻信號上，射頻信號的載頻要與聲叉指換能器3的中心頻率一致。然后將此調制后的電信號加載到聲叉指換能器上，產生出強度隨輸入信號變化的聲表面波，沿基底晶體的表面傳播。將入射激光束引入電叉指換能器4下方的光波導內，在聲光效應的作用下產生出強度也隨輸入信號而變化的衍射光。將另外一個待輸入的電信號B和直流電壓合在一起，加到電叉指換能器4上，在它下方的晶體內產生大小隨輸入信號變化的直流電場。在電光效應的作用下，使得在電場內傳輸的光強也隨輸入信號而變化。當信號A和信號B同時加載，則衍射光強將同時攜帶兩個輸入信號的信息。將衍射光輸出到光電轉換器件如光電管上，就可以將兩個輸入信號的相關信號解調出來，不攜帶信息的零級光則被光欄擋掉。

實用新型內容

本實用新型中提供了一種表面波光纖聲電光調制器，本器件的工作頻率可以隨需要而改變，并且由于增加了輸入、輸出光纖，使得此調制器可以用于光纖調制技術中。

本實用新型采用了如下技術方案。本實用新型主要包括有基底1、光波導2、聲叉指換能器3、輸入光纖5、輸出光纖6、一對直流電極7。其中，在基底1上面用光刻工藝制作聲叉指換能器3，用離子注入工藝制作與聲叉指換能器3平行的掩埋型條形光波導2，在光波導2兩端分別連接輸入光纖5和輸出光纖6，在基底1上、光波導2的兩側用光刻工藝制作一對直流電極7。

表面波光纖聲電光調制器的工作原理如圖7所示，將待傳輸的視頻或音頻信號事先調制到射頻信號上，射頻信號的載頻與聲叉指換能器3的本征中心頻率一致。本征中心頻率是由換能器的指長、指寬、占空比等幾何尺寸決定，是無法改變的。然后將調制信號加載到聲叉指換能器3上，產生出強度隨傳輸信號變化的聲表面波，沿基底晶體的表面傳播。將入射導光波通過輸入光纖引入光波導內，在聲光效應的作用下，產生出強度隨傳輸信號而變化的衍射導光波。將衍射導光波通過輸出光纖輸出到光電管上，將待傳輸信號解調出來。若將方向、大小合適的直流電壓加在直流電極上，在晶體內產生直流電場，在電光效應的作用下，可以使調制器的工作頻率隨需要而改變。其原理是：當射頻信號的載頻與聲叉指換能器本征中心頻率不一樣時，造成入射導光波、衍射導光波、聲波3個波矢量間的動量失配，使衍射效率下降。這時若加上方向大小合適的直流電壓，可減小失配，使衍射效率回升。相當于使調制器的中心頻率轉移到該射頻信號的頻率上。表面波光纖聲電光調制器除了可改變工作頻率，使用靈活以外，還有體積小、耗電少、工作穩定性強、易于集成等優點。

本實用新型具有以下兩個特點：1)器件的工作頻率可以隨需要而改變；2)由于增加了輸入、輸出光纖，使得此調制器可以用于光纖調制技術中。

附圖說明

圖1表面波聲電光相關器結構

圖2表面波聲電光相關器原理

圖3本實用新型的結構示意圖

圖4本實用新型的正視平面圖

圖5本實用新型的俯視平面圖

圖6本實用新型的側視平面圖

圖7本實用新型的工作原理圖

圖8本實用新型的工藝制作流程圖

圖中：1、基底，2、光波導，3、聲叉指換能器，4、電叉指換能器，5、入射光纖，6、衍射光纖，7、一對直流電極。

具體實施方式

本實用新型的具體實施方式參見圖3～6。本實施例主要包括有基底1、條形光波導2、聲叉指換能器3、輸入光纖5、輸出光纖6、一對直流電極7。其中，在基底1上面用光刻工藝制作聲叉指換能器3，用離子注入工藝制作與聲叉指換能器3平行的掩埋型條形光波導2，在光波導2兩端分別連接有輸入光纖5和輸出光纖6，在光波導2兩側用光刻工藝制作一對直流電極7。

各部分工藝條件及作用如下：