一种推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片的制作方法

本发明涉及光通信，尤其涉及一种推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片。

背景技术：

1、目前，电光调制器是一种关键的光电器件，主要用于将电信号转换为光信号，在光通信和光学应用中发挥着至关重要的作用。其基本原理是通过外加电场来调控材料的光学性质，从而实现对光信号的调制。在光通信系统中，铌酸锂电光调制器占有重要地位，利用铌酸锂晶体的电光效应，即在电场作用下改变晶体的折射率，从而实现对光信号的高效控制。

2、近年来，薄膜铌酸锂(thin-film lithium niobate，tfln)技术的发展为电光调制器的性能提升提供了新的途径，通过在衬底表面制备薄膜，充分发挥其结构和材料的优势，进一步提高了调制器的性能和适用性。马赫增德干涉型(mach-zehnder interferometer，mzi)电光调制器(electro-optical modulator，eom)是当前高速电光调制器研究的热点之一，基于薄膜铌酸锂技术，这种调制器相比传统体铌酸锂调制器在调制带宽、结构尺寸和调制效率等方面都取得了显著的优势。当前，tfln-mzi-eom通常采用gsg型电极结构，实现了单端推挽的工作方式，即在上下两处分别设置一个g电极，在两个g电极中间设置一个s电极，并在s电极与两个g电极之间分别放置一个直光波导，将信号发生器产生的微波信号传输至s电极，使得上下两个光波导所处的电场方向相反。

3、而上述方式所需的微波信号对应的驱动电压较高，为了降低驱动电压，实现互补金属-氧化物-半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，coms)直接驱动，现有的方式一般为延长电光调制器芯片的长度，但长度过长可能会不利于集成且宽带会降低，因此，如何在不改变芯片长度的情况下降低电压，是一个亟待解决的技术问题。

4、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，旨在解决现有技术中通过延长芯片长度以降低电压会导致集成较为困难的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片包括：上臂波导、设置于所述上臂波导两侧的上臂行波电极对、下臂波导以及设置于所述下臂波导两侧的下臂行波电极对；

3、其中，所述上臂行波电极对根据接收到的差分信号产生第一电场，所述下臂行波电极对根据接收到的所述差分信号产生第二电场，所述第一电场的方向与所述第二电场的方向相反。

4、可选地，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一pad电极对；

5、其中，所述第一pad电极对分别与所述上臂行波电极对的第一端和所述下臂行波电极对的第一端连接；

6、所述第一pad电极对将接收到的差分信号分别传输至所述上臂行波电极对以及所述下臂行波电极对，以使所述上臂行波电极对产生所述第一电场，并使所述下臂行波电极对产生所述第二电场。

7、可选地，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一中间电极对和第二中间电极对；

8、其中，所述第一中间电极对分别与所述第一pad电极对和所述上臂行波电极对连接，所述第二中间电极对分别与所述第一pad电极对和所述下臂行波电极对连接。

9、可选地，所述第一中间电极对中的各第一中间电极的长度一致，所述第二中间电极对中的各第二中间电极的长度一致，各所述第一中间电极的长度和各所述第二中间电极的长度一致。

10、可选地，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一差模电阻以及第二差模电阻；

11、其中，所述第一差模电阻与所述上臂行波电极对的第二端连接，所述第二差模电阻与所述下臂行波电极对的第二端连接。

12、可选地，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一地电极对以及第二地电极对；

13、其中，所述上臂行波导电极对设置于所述第一地电极对之间，所述下臂行波导电极对设置于所述第二地电极对之间。

14、可选地，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一至第四共模电阻；

15、其中，第一共模电阻的第一端与所述第一地电极对连接，所述第一共模电阻的第二端与所述上臂行波电极对的第二端连接，第二共模电阻的第一端与所述上臂行波电极对的第二端连接，所述第二共模电阻的第二端与所述第一地电极对连接；

16、第三共模电阻的第一端与所述第二地电极对连接，所述第三共模电阻的第二端与所述下臂行波电极对的第二端连接，所述第四共模电阻的第一端与所述下臂行波电极对的第二端连接，所述第四共模电阻的第二端与所述第二地电极对连接。

17、可选地，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第二pad电极对；

18、其中，所述第二pad电极对分别与所述上臂行波电极对的第二端和所述下臂行波电极对的第二端连接；

19、所述第二pad电极对将接收到的所述差分信号分别传输至所述上臂行波电极对以及所述下臂行波电极对，以使所述上臂行波电极对产生所述第一电场，并使所述下臂行波电极对产生所述第二电场。

20、可选地，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：若干第一微电极对以及若干第二微电极对；

21、其中，各所述第一微电极对均设置于所述上臂行波电极对之间，且各所述第一微电极对分别设置于所述上臂波导两侧；

22、各所述第二微电极对均设置于所述下臂行波电极对之间，且各所述第二微电极对分别设置于所述下臂波导两侧。

23、此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种光通信系统，所述光通信系统包括如上文所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片。

24、本发明提供了一种推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，该推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片包括：上臂波导、设置于所述上臂波导两侧的上臂行波电极对、下臂波导以及设置于所述下臂波导两侧的下臂行波电极对；其中，所述上臂行波电极对根据接收到的差分信号产生第一电场，所述下臂行波电极对根据接收到的所述差分信号产生第二电场，所述第一电场的方向与所述第二电场的方向相反。由于本发明分别在上臂波导两侧设置有上臂行波电极对，在下臂波导两侧设置有下臂行波电极对，且将差分信号传输至上臂行波电极对以产生第一电场，将差分信号传输至下臂行波电极对以产生第二电场，通过第一电场以及第二电场进行调制。相比于现有的需增加长度以降低驱动电压，本发明可通过差分信号实现调制，进而使所需的驱动电压降低，无需改变长度。

技术特征：

1.一种推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片包括：上臂波导、设置于所述上臂波导两侧的上臂行波电极对、下臂波导以及设置于所述下臂波导两侧的下臂行波电极对；

2.如权利要求1所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一pad电极对；

3.如权利要求2所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一中间电极对和第二中间电极对；

4.如权利要求3所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述第一中间电极对中的各第一中间电极的长度一致，所述第二中间电极对中的各第二中间电极的长度一致，各所述第一中间电极的长度和各所述第二中间电极的长度一致。

5.如权利要求2所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一差模电阻以及第二差模电阻；

6.如权利要求2所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一地电极对以及第二地电极对；

7.如权利要求6所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第一至第四共模电阻；

8.如权利要求6所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：第二pad电极对；

9.如权利要求1至8中任一项所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，其特征在于，所述推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片还包括：若干第一微电极对以及若干第二微电极对；

10.一种光通信系统，其特征在于，所述光通信系统包括如权利要求1至9中任一项所述的推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片。

技术总结本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片，该推挽差分驱动薄膜铌酸锂电光调制器芯片包括：上臂波导、设置于上臂波导两侧的上臂行波电极对、下臂波导以及设置于下臂波导两侧的下臂行波电极对；其中，上臂行波电极对根据接收到的差分信号产生第一电场，下臂行波电极对根据接收到的差分信号产生第二电场，第一电场的方向与第二电场的方向相反。相比于现有的需增加长度以降低驱动电压，本发明可通过差分信号实现调制，进而使所需的驱动电压降低，无需改变长度。技术研发人员：李甲,岳夫永,王磊,李志远受保护的技术使用者：鹏城实验室技术研发日：技术公布日：2024/6/5