新型高速马赫-曾德尔波导型光调制器的制作方法

本发明涉及光调制器，尤其涉及一种新型高速马赫-曾德尔波导型光调制器。

背景技术：

1、马赫-曾德尔干涉仪(mach-zehnderinterferometer)是一种干涉仪，可以用来观测从单独光源发射的光束分裂成两道准直光束之后，经过不同路径与介质所产生的相对相移变化。

2、马赫-曾德尔调制器(mach-zehndermodulator)是将输入光分成两路相等的信号分别进入调制器的两个光支路。这两个光支路采用的材料是电光性材料，其折射率随外部施加的电信号大小而变化。由于光支路的折射率变化会导致信号相位的变化，当两个支路信号调制器输出端再次结合在一起时，合成的光信号将是一个强度大小变化的干涉信号，相当于把电信号的变化转换成了光信号的变化，实现了光强度的调制。简而言之，该调制器通过控制其偏置电压，可以实现不同边带的调制。

3、中国专利公开号cn101981492a公开了一种马赫-曾德尔波导型光调制器，包括：薄板，由具有电光效应的材料形成且厚度在20μm以下的光波导，形成于该薄板的表面或背面；以及调制电极，用于调制在该光波导内通过的光，上述马赫-曾德尔波导型光调制器的特征在于，该光波导由输入光波导、分支光波导、输出光波导构成，该分支光波导具有：输入侧分支部(区域b)，从该输入光波导分支为多个光波导；输出侧合波部(区域d)，对连接于输出光波导的多个光波导进行合波；以及平行部(区域c)，形成于输入侧分支部与输出侧合波部之间，输入侧分支部或输出侧合波部中至少一个的沿分支光波导的对称轴的长度l与该平行部中的光波导间隔d的比率l/d为33～100。该马赫-曾德尔调制器的调试速率较低，损耗较大。

技术实现思路

1、本发明是为了解决现有马赫-曾德尔调制器的调试速率较低，损耗较大的不足，提供一种调试速率高，损耗小，扩展性好，使用简单灵活，可靠性好的一种新型高速马赫-曾德尔波导型光调制器。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、新型高速马赫一曾德尔波导型光调制器，包括相位调节单元和基板，在基板的上表面上设有下包层，在下包层的上表面上设有芯层；在位于芯层左端的芯层上设有能将一路光分成两路光的分光波导；在位于芯层右端的芯层上设有能将两路光合成一路光的合光波导；在位于芯层中部后端的芯层上设有一条一号波导，并且一号波导的两端分别与分光波导的分光后支路波导的右端和合光波导的合光后支路波导的左端波导连接；在位于芯层前端的芯层上设有缺口槽；相位调节单元设置在缺口槽内；相位调节单元的两端分别与分光波导的分光前支路波导的右端和合光波导的合光前支路波导的左端光导连接；在分光波导上、合光波导上和一号波导上都一体覆盖设有上包层；下包层的折射率和上包层的折射率相等；芯层的折射率大于下包层的折射率。

4、作为优选，所述的相位调节单元为折射率调节模块，所述的折射率调节模块包括折射调节波导、两根电极条和两根引线；所述的折射调节波导设置在所述的缺口槽内，并且折射调节波导的左右两端分别与分光前支路波导的右端和合光前支路波导的左端光导连接；在折射调节波导上覆盖设有上包层；第一根电极条设置在位于折射调节波导前侧方的上包层内；第二根电极条设置在位于折射调节波导和一号波导之间的上包层内；两根引线的下端分别一对一导电连接在两根电极条上。

5、作为优选，下包层为石英基片；芯层为掺锗的二氧化硅薄膜；上包层为二氧化硅薄膜；折射调节波导为铌酸锂波导；电极条为钛电极条。

6、作为优选，两根电极条的长度相等，折射调节波导的长度等于任意一根电极条的长度，电极条的左端面与折射调节波导的左端面落在同一个竖直面内。

7、作为优选，电极条的上表面没被上包层覆盖。

8、作为优选，在电极条的上表面导电连接有铝合金小球，两根引线的上端分别一对一导电连接在两个铝合金小球上。

9、作为优选，在上包层的左端设有输入v型槽，输入v型槽的左端面落在上包层的左端面上，输入v型槽的右端面落在分光波导的输入端端面上；输入v型槽的槽底面落在下包层的上表面上；在上包层的右端设有输出v型槽，输出v型槽的右端面落在上包层的右端面上，输出v型槽的左端面落在合光波导的输出端端面上；输出v型槽的槽底面落在下包层的上表面上。

10、作为优选，光调制器还包括上引出波导、侧引出波导和两个光电传感器；上引出波导设置在位于折射调节波导上方的上包层内，并且折射调节波导与上引出波导平行布置，上引出波导的右端位于折射调节波导的右方，一个光电传感器的检测端设置在上引出波导右端处的上包层内；该光电传感器能检测到上引出波导内的光；侧引出波导设置在位于折射调节波导与一根电极条之间的上包层内，并且折射调节波导与侧引出波导平行布置，侧引出波导的右端位于折射调节波导的右方，另一个光电传感器的检测端设置在侧引出波导右端处的上包层内；该光电传感器能检测到侧引出波导内的光。

11、作为优选，所述的相位调节单元包括支架、伸缩机构、一号凸透镜、一号光纤和一号准直器；所述的缺口槽的槽底面落在基板的上表面上；支架的下端固定设置在缺口槽的槽底面上，伸缩机构固定设置在支架上，一号凸透镜固定设置在位于伸缩机构右方的支架上，一号光纤的左端光导连接在分光前支路波导的右端，一号准直器固定连接在一号光纤的右端，一号准直器还固定设置在伸缩机构的伸缩端上；在合光前支路波导内的光能从左到右依次经过一号光纤、一号准直器和一号凸透镜后从合光前支路波导的左端面进入到合光前支路波导内继续向右传输；合光前支路波导呈直条型波导，并且合光前支路波导的中心线落在一条水平直线l上；一号凸透镜的左焦点和右焦点落在水平直线l上，并且一号凸透镜的右焦点还落在合光前支路波导内的中心线上；伸缩机构的伸缩杆的轴心线落在一条直线k上，所述的直线k与所述的水平直线l垂直相交；从准直器照射到一号凸透镜上的这段光线与水平直线l平行。

12、作为优选，合光前支路波导的左端面为竖直平面；所述的伸缩机构包括：在支架上设有竖直块，在竖直块上设有左右连通的竖直滑槽，在竖直滑槽内上下滑动设有竖直滑块，在竖直块的上表面上竖直设有与竖直滑槽相连通的螺纹孔，在螺纹孔内设有螺栓，螺栓的下端转动连接在竖直滑块上，螺栓能带动竖直滑块在竖直滑槽内上下移动；一号准直器固定在竖直滑块上。

13、作为优选，在竖直滑槽内设有一号挤压弹簧，一号挤压弹簧的下端固定连接在竖直滑槽的槽底面上，一号挤压弹簧的上端挤压连接在竖直滑块的下表面上。

14、作为优选，在竖直滑槽内设有二号挤压弹簧，二号挤压弹簧活动套在螺栓上，二号挤压弹簧的上端挤压连接在竖直滑槽内的上端，二号挤压弹簧的下端挤压连接在竖直滑块的上表面上。

15、作为优选，所述的伸缩机构还包括控制器和一号电机，一号电机固定在竖直块的上表面上，在一号电机的转轴上固定连接有一号驱动滚杆，在一号驱动滚杆的外表面上设有齿条，在螺栓的顶端固定连接有被动轮，在被动轮上设有与一号驱动滚杆上的齿条相配合的被动齿，并且一号驱动滚杆上的齿条与被动轮上的被动齿齿合连接，一号电机的转轴带动一号驱动滚杆转动后，一号驱动滚杆能带动螺栓在螺纹扎内转动，从而让螺栓能带动竖直滑块在竖直滑槽内纵向移动；一号电机的控制端与控制器相连接。

16、作为优选，所述的伸缩机构还包括伸缩调节管理平台和无线模块；无线模块与控制器相连接；伸缩调节管理平台通过无线模块与控制器无线连接。

17、让用户能对照射到合光前支路波导左端竖直平面上的光的入射角大小进行选择。入射角大小不同其光的入射点的位置也不同，确定了光的入射角就确定了光的入射点。

18、照射到合光前支路波导左端竖直平面上的光的入射角大小的范围在8度角内。使用方便简单，可靠性高。

19、光在合光前支路波导内的相位移动大小与该光照射到合光前支路波导左端竖直平面上的入射角大小有关；任意一个入射角进入到合光前支路波导内的光在合光前支路波导内的相位都会不同，因此通过控制入射到合光前支路波导左端竖直平面上的光的入射角大小来控制光在合光前支路波导内的光的相位大小；

20、照射到合光前支路波导左端竖直平面上的光的入射角大小可通过控制伸缩机构的伸缩杆长度带动一号准直器的上下移动来实现；让光在合光前支路波导中的每段全反射光路的长度大小可调节，从而实现相位大小也可调。

21、合光前支路波导的大小是均匀的，类似于光纤。光在合光前支路波导内会发生全反射向右传输。当合光前支路波导中的光和合光后支路波导中的光这两束光合在一起时就会产生一个强度大小变化的干涉光。从而实现光的马赫-曾德尔波导型光调制。

22、本方案中；光的入射角大则光在合光前支路波导内的相位移动就变短；光的入射角小则光在合光前支路波导内的相位移动就变长。

23、本方案中；可通过伸缩机构对光的入射角大小可进行调节，能够很好的控制光在合光前支路波导中的传输时间和相位变化，也间接的控制合光前支路波导输出端输出光的强弱。

24、本发明能够达到如下效果：

25、本发明的马赫-曾德尔波导型光调制器，调试速率高，损耗小，不用电也能对光的相位进行调节，还可通过远程方式对光的相位进行调扩展性好，使用简单灵活，可靠性好。