MZI光波導(dǎo)通常是采用Ti內(nèi)擴(kuò)散或質(zhì)子交換工藝制作的。行波電極通常采用不對稱條狀線(ASL)和共平面波導(dǎo)(CPW)電極。
b) 硅基光波導(dǎo)調(diào)制器
硅基光波導(dǎo)調(diào)制器是借助硅晶體的電光效應(yīng)對光信號進(jìn)行調(diào)制的半導(dǎo)體電光調(diào)制器。然而,硅的電光效應(yīng)十分微弱。增大電光效應(yīng)的最佳辦法是借助于載流子注入來實(shí)現(xiàn)折射率和/或光吸收率變化(⊿n和/或⊿α)。圖3是一種硅絕緣體(SOI)電光調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖,這是一種基于大截面單模凸條光波導(dǎo)的光強(qiáng)調(diào)制器,其工作原理建立在自由載流子等離子彌散和波導(dǎo)消失效應(yīng)的基礎(chǔ)上。凸條光波導(dǎo)由SOI上的硅光波導(dǎo)層構(gòu)成。

SOI光強(qiáng)調(diào)制器
c) 聚合物光波導(dǎo)調(diào)制器
聚合物光波導(dǎo)調(diào)制器通常是制作在玻璃或硅材料上,其光波導(dǎo)為MZI型。聚合物光波導(dǎo)是通過旋轉(zhuǎn)涂復(fù)聚合物溶物、熱固化、光刻和反應(yīng)離子刻蝕等工藝制作的,底部和頂部電極是通過蒸發(fā)Cr/Au制作的。
光開關(guān)
光開關(guān)是光交換的核心器件,主要用來實(shí)現(xiàn)光層面上的路由選擇、波長選擇、光分插復(fù)用、光交叉連接和自愈保護(hù)等功能。高速光纖通信系統(tǒng)中,需要大量的1×N、N×N光開關(guān)。光開關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法有:微機(jī)電光開關(guān)(MEMS)、熱光開關(guān)、電光開關(guān)、液晶光開關(guān)等。下面介紹電光開關(guān)和熱光開關(guān)。
a) 電光開關(guān)
電光開關(guān)利用波導(dǎo)材料的電光效應(yīng)對波導(dǎo)折射率進(jìn)行調(diào)制,通過改變光程達(dá)到開關(guān)的目的。適合制作光纖通信系統(tǒng)的光開關(guān)的典型材料有Si、GaAs、InP。
電光開關(guān)可以分為三類:定向耦合器型、干涉型、Y分支型。
定向耦合器型電光開關(guān)由一對靠得很近的條形光波導(dǎo)以及分布在條形光波導(dǎo)上的表面電極構(gòu)成。通過注入電流改變波導(dǎo)臂的折射率,從而導(dǎo)致兩個相鄰波導(dǎo)之間的能量耦合來實(shí)現(xiàn)傳輸通道的切換。耦合器的耦合長度與相鄰波導(dǎo)間的間距決定著波導(dǎo)間的能量耦合比。圖4為定向耦合器型光開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。

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