[發明專利]高帶寬和輸入阻抗的電光探針

在審

• 申請號: 201410786997.8
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104834112A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: M.J.門德;R.A.布曼
• 申請（專利權）人: 特克特朗尼克公司
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;陳嵐

技術領域

本公開涉及被設計用于最大帶寬和高輸入阻抗的電光配件。

背景技術

眾所周知電光調制器是使用電光材料的襯底通過在襯底中形成光學波導并在襯底的表面上沉積薄膜電極而制造的。當在電極之間建立電勢差時，電場創建在襯底內并且這影響電光材料的折射率。因此，當光通過光學波導傳播時，其相位取決于強加的電場幅度而變化。

電光調制器典型地設計用于光纖通信系統中的信號的非常高速調制。因此，它們被設計成用在50歐姆環境中并且具有50歐姆輸入阻抗。為了在50歐姆系統中使用，電極被設計為制造在包含光學波導的電光晶體的表面上的50歐姆傳輸線。該傳輸線典型地在其特性阻抗（50歐姆）中端接（terminate），使得電氣信號不從傳輸線的末端反射。

在電極之間生成的電場對光學波導中的晶體的折射率進行調制，這引起波導中的光的相位與所施加的電場成比例地改變。電氣傳輸線和光學波導在該類型的調制器中可以被設計成使得在電氣傳輸線中傳播的電波的速度與在光學波導中行進的光學波的傳播速度匹配。該速度匹配使得該類型的結構能夠具有非常高敏感性和非常高帶寬。

所需要的是具有高輸入阻抗和高共模抑制比（CMRR）的電光調制器。CMRR在常規的高速通信調制器中通常不予考慮。

發明內容

所公開的技術的某些實施例包括測試和測量系統的電光調制器。電光調制器包括第一電極、具有與第二電極同樣的電氣特性的第二電極、以及第一電極與第二電極之間的光學波導。第一電極和第二電極向處于測試當中的設備呈現平衡的負載。

附圖說明

圖1圖示用于現有技術電光調制器的電極配置。

圖2圖示用于所公開的技術的電光調制器的電極配置的實施例。

圖3圖示公開的技術的電光調制器或電極配置的實施例。

具體實施方式

在未必按照比例繪制的附圖中，所公開的系統和方法的相似或對應元素用相同的參考標號來標注。

圖1圖示常規的電光調制器100，諸如Mach-Zehnder調制器。該常規電光調制器包括兩個地電極102和104、以及信號電極106。電極直接放置在Mach-Zehnder調制器的晶體上。電極102、104和106跨隔具有兩個分支110和112的光學波導108的分支。使用電極102、104和106將電場施加到波導108，這引起波導108中的光的相位偏移。這允許確定處于測試當中的設備的電壓測量。

諸如Mach-Zehnder調制器的電光調制器中的光典型地分裂成兩個分支。兩個分支的光的相對相位通過所施加的電場來調制，并且來自兩個分支的光重新組合以形成相長或相消干涉，這取決于光學波導108的兩個分支110和112中的光的相對相位。場通過跨隔光學波導108的電極102、104和106來施加。

如圖1中所示，該類型的Mach-Zehnder電極固有地是非平衡的，這是因為外部電極意圖用作射頻接地。光學和電氣信號一起同相地移動通過該系統。這的效果在于電氣和光學信號隨時間一起累加，這是因為它們一起同相地行進。

所公開的技術的電極結構允許高輸入阻抗并且還允許高CMRR。也就是說，所公開的技術的電極結構具有高輸入阻抗，典型地高于1兆歐。此外，如下文更詳細地描述的，電極結構是平衡的，使得電極在電氣特性方面非常相似，主要是長度和電容方面。這引起高CMRR并且還引起呈現給處于測試當中的設備的平衡的阻抗負載。一個這樣的實施例在圖2中示出。

圖2圖示電光調制器200。在該電光調制器200中，Mach-Zehnder調制器中的兩個光分支在光學波導202內行進。光學波導202的兩個分支位于電極206和208之間。電極206位于電極208的兩側上。電極206和208位于晶體襯底212上。電極206具有與電極208相同的電氣特性，諸如長度和電容。然而，電極206包括兩個部段，其中電極206的一半位于接近電極208的一側并且電極206的另一半位于接近電極208的另一側。

圖2中所示出的該電極結構差分地驅動。輸入信號通過阻尼電阻器（未示出）從結構的兩側進入結構中以便平衡電極206和電極208到防護210的阻抗負載。電極206和208是長的并且電極206和208的末端無端接。在電極長度、傳感器的敏感性和頻率響應之間存在權衡。較長的電極將改進敏感性（降低pi電壓）但是會降低頻率響應。輸入信號施加在電極206和208之間。也就是說，來自處于測試當中的設備的正輸入連接到電極中的一個并且來自處于測試當中的設備的負輸入連接到電極中的另一個。