[實用新型]集成光學多功能調制器

無效

• 申請號: 200920216912.7
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN201508442U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 薛挺;向美華;耿凡
• 申請（專利權）人: 北京浦丹光電技術有限公司
• 主分類號: G02F1/035
• 分類號: G02F1/035;G02F1/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種光纖傳感領域或光纖通信領域用的元件，特別是一種采用在單Y型波導中集成一個斜通臂波導的耦合器的集成光學多功能調制器。

背景技術

在光纖傳感或光纖通信領域中經常會用到光學調制器，對于光纖陀螺傳感器應用，目前光學調制器的光路采用較多的是單Y型波導結構，對于雙輸入的情況，就需要在單Y型波導結構的輸入端設置一個2×2光纖耦合器用于實現分離輸入輸出功能，見圖1；光學調制器的光路也經常采用雙Y型波導結構，第二個Y型波導結構用于功率分束，第一個Y型波導結構與單Y型的結構中對應使用的2×2光纖耦合器功能相同，用于分離返回光進入另外一根光纖輸出，見圖2。

上述兩種技術方案都存在一定的不足：

1、單Y型波導結構的相位調制器需要外接2×2光纖耦合器，增加了額外的光學元件，不利于集成化；而且2×2光纖耦合器的波長相關性較大，其分束比與波長相關，50∶50分束情況，一般能夠達到±20nm范圍，不利于寬波長范圍，如光纖陀螺或波分復用光通信系統應用；另外溫度敏感性很大，可以工作的溫度范圍較窄，不適用大工作溫度范圍的應用情況。

2、雙Y型波導結構的相位調制器，由于雙Y結構中間共用波導長度限制，不能太長，因此輸出部分的光波中攜帶非有用信號成分較多，也不利于提高應用系統，如光纖陀螺或波分復用光通信的性能，另外器件整體長度較大，不利于應用系統的小型化設計。

3、單Y型與雙Y型波導結構的相位調制器應用于光纖傳感或光纖通信系統中，都會有3dB，即50％的光功率損耗，降低了系統的信噪比或者誤碼率。

4、如果在單Y型波導結構的相位調制器前面集成2×2指向型波導耦合器，同樣具有波長相關性較大，影響系統整體性能。

現有光學調制器的技術方案可參考以下專利文獻：

1、一種鈮酸鋰調制器及其制造方法，申請號：01140589.9。

2、鈮酸鋰多功能集成光學器件，申請號：03236082.7。

3、用于有線電視系統的鈮酸鋰電光調制器，申請號：200620121000.8。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種克服現有技術方案中存在的信噪比不高、額外50％光波損耗及波長帶寬等缺陷的集成光學多功能調制器。

為解決上述技術問題，本實用新型是按如下的方式來實現的：

本實用新型所述的集成光學多功能調制器由晶體基底、Y型波導、斜通臂波導和波導電極構成；在晶體基底上制有Y型波導和斜通臂波導，Y型波導的三個分支分別是直通臂波導、分支A和分支B，斜通臂波導與直通臂波導處于同一側，斜通臂波導末端以彎曲的形狀貼近Y型波導交叉點，Y型波導與斜通臂波導共同構成一個集成耦合器；在晶體基底之上制有波導電極，波導電極通過電光效應或熱光效應使傳輸的光波產生相位差，從而形成Mach-Zehnder干涉儀結構，并通過電光效應或熱光效應改變所產生的相位差，實現光波的回路與所進入的波導不同。

所述晶體基底的輸入端設有一個集成耦合器，波導電極設于分支A和分支B兩側及中央，光波從直通臂波導和斜通臂波導輸入，從分支A和分支B輸出，形成光學相位調制器。

所述晶體基底的輸入端和輸出端各設有一個集成耦合器，兩個集成耦合器的分支A和分支B分別連為一體，波導電極設于分支A和分支B兩側及中央，光波從輸入端的直通臂波導和斜通臂波導輸入，從輸出端的直通臂波導和斜通臂波導輸出，形成光學強度調制器。

所述晶體基底輸入端設有一個Y型波導，晶體基底輸出端設有一個集成耦合器，Y型波導的分支A和分支B與集成耦合器的分支A和分支B分別連為一體，波導電極設于Y型波導的直通臂波導兩側以及分支A和分支B兩側及中央，光波從輸入端的直通臂波導輸入，從輸出端的直通臂波導和斜通臂波導輸出，形成CATV用調制器。

所述晶體基底為電光晶體基底或熱光晶體基底；電光晶體基底為鈮酸鋰或鉭酸鋰基底；熱光晶體基底為硅或玻璃基底。

所述電光晶體基底，對于Z切Y傳鈮酸鋰、鉭酸鋰晶體則波導電極設計在波導分支結構的正上方，以利用最大的電光系數。

本實用新型所述的集成光學多功能調制器，在單Y波導結構中集成了一個獨特結構的耦合器，能夠解決現有技術中存在的信噪比不高，額外的3dB，即50％的光波損耗，波長帶寬等問題，另外具有溫度不敏感，波長相關帶寬寬，制作工藝容差大等優點，具體積極效果如下：

1、結構簡單，與單Y型波導結構的相位調制器相比，總體插入損耗增加非常有限；