[發明專利]光學器件和使用該光學器件的光學收發器

在審

• 申請號: 202210012498.8
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114924432A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 杉山昌樹
• 申請（專利權）人: 富士通光器件株式會社
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03;G02F1/035;G02B6/42
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王婉馨;孫東喜

光學器件和使用該光學器件的光學收發器。一種光學器件包括基板、設置在所述基板上并包括順序堆疊的中間層、由具有電光效應的薄晶體膜形成的光波導和緩沖層的分層結構以及設置在所述緩沖層上或所述緩沖層上方并向所述光波導施加直流電壓的電極。所述中間層的電阻率高于所述緩沖層的電阻率。

技術領域

本文獻涉及光學器件和使用該光學器件的光學收發器。

背景技術

在用于光數據發送的發送器前端電路中，也稱為光學調制器的電光調制器用于根據數據信號調制光的強度。在具有電光效應(electro-optic effect)的結晶鈮酸鋰(LN)等上制造利用電光效應調制光束的光學調制器。為了制造電光調制器，通過從基板的表面擴散諸如鈦(Ti)這樣的金屬而在基板中形成光波導，并且經由共平面電極與光波導之間的緩沖層在光波導的上方設置共面電極。參見例如以下提出的專利文獻1。

Ti擴散波導與LN基板的折射率的差異小，并且光約束效應弱。利用典型的LN調制器，電場應用效率不足，并且驅動電壓傾向于增大。通過形成具有LN晶體薄膜的波導來取代常規的Ti擴散波導，光約束得以改善。

上述的現有技術文獻是：

專利文獻1：日本專利申請公開No.2008-89936

發明內容

要解決的技術問題

在形成具有LN晶體薄膜的光波導時，于薄LN晶體膜的頂部和底部設置折射率低于LN晶體折射率的包覆層或緩沖層，以便將光束約束在LN波導內。當經由緩沖層施加DC偏壓時，由于緩沖層處的電壓降，施加到光波導的電場會變弱。在這種情況下，DC偏壓漂移(DCbias drift)將在正方向(即，需要增加偏壓的方向)上偏移(shift)。DC偏壓漂移是光學調制器的工作點或光輸出功率隨時間變化的現象，因為連續施加電壓導致干涉條件變化。如果朝向正方向的DC偏壓漂移的變化超過一定程度，則即使施加了DC偏壓，電光調制也不能再正確地執行。光學器件的工作壽命縮短，并且長期可靠性受損。

本發明的目的之一是提供在施加偏壓下具有長期工作可靠性的光學器件。

技術方案

在實施方式中，一種光學器件包括：基板；分層結構，該分層結構設置在所述基板上，所述分層結構包括順序堆疊的中間層、由具有電光效應的薄晶體膜形成的光波導和緩沖層；以及電極，該電極設置在所述緩沖層上或所述緩沖層上方并向所述光波導施加直流電壓。所述中間層的電阻率(resistivity)高于所述緩沖層的電阻率。

有益效果

即使在施加偏壓時，也實現了具有長期操作可靠性的光學器件。

附圖說明

圖1A是由薄膜LN波導形成的典型光學調制器的示意性截面圖；

圖1B是圖1A中例示的光學調制器的等效電路圖；

圖2是根據實施方式的光學調制器的示意性平面圖；

圖3是實施方式的光學調制器的示意性截面圖；

圖4是圖3中例示的光學調制器的等效電路圖；

圖5例示了與圖1A的光學調制器的漂移特性相比的實施方式的光學調制器的漂移特性；

圖6A例示了根據實施方式的光學調制器的制造處理；

圖6B例示了根據實施方式的光學調制器的制造處理；

圖6C例示了根據實施方式的光學調制器的制造處理；

圖6D例示了根據實施方式的光學調制器的制造處理；

圖6E例示了根據實施方式的光學調制器的制造處理；