本發(fā)明屬于寬帶電光調(diào)制器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，鈮酸鋰寬帶電光調(diào)制器已在光纖通信、光載微波或毫米波通信等工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，目前常采用共面行波電極結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)高工作帶寬。然而鈮酸鋰體材料較高的介電常數(shù)，使得微波信號(hào)的折射率遠(yuǎn)大于光波的折射率(即折射率失配)以及行波電極的特征阻抗遠(yuǎn)小于終端負(fù)載的特征阻抗(即阻抗失配)，導(dǎo)致了鈮酸鋰電光調(diào)制器工作帶寬的下降。

因此，為實(shí)現(xiàn)寬帶調(diào)制，當(dāng)前較為常見的技術(shù)方案多采用增加緩沖增厚度、增加金屬電極厚度、制作鈮酸鋰脊波導(dǎo)等，以提高微波與光波的折射率匹配以及行波電極與終端負(fù)載的阻抗匹配。然而，增加緩沖增厚度雖然可以降低微波折射率、提高行波電極阻抗，但也增加了電光調(diào)制器的半波電壓；增加金屬電極厚度，雖然可以降低微波折射率和導(dǎo)體損耗，但降低了行波電極的特征阻抗；采用脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)雖然具有可同時(shí)提高折射率匹配以及阻抗匹配的優(yōu)點(diǎn)，但采用濕法腐蝕或干法刻蝕的方法制作的鈮酸鋰脊波導(dǎo)損耗較高。

綜上所述，當(dāng)前制備鈮酸鋰寬帶電光調(diào)制器的主要技術(shù)方案存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝難度較大、制作成本高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何提出了一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，所述基于鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4以及金屬電極5；

所述基底1采用石英晶片；

所述鈮酸鋰薄膜2具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)或退火質(zhì)子交換波導(dǎo)；

所述緩沖層4采用二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)。

其中，采用具有低介電常數(shù)的石英材料作為所述基底1晶片。

其中，采用鍵合工藝將基底1與鈮酸鋰單晶體材料晶片鍵合，并采用研磨、拋光的工藝制備得到具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米的鈮酸鋰薄膜2。

其中，所述鈮酸鋰薄膜的厚度在4至10微米，可以有效地提高鈮酸鋰電光調(diào)制器的折射率匹配與特征阻抗匹配，從而提高鈮酸鋰電光調(diào)制器的工作帶寬。

其中，所述光學(xué)波導(dǎo)3為鈦擴(kuò)散波導(dǎo)或退火質(zhì)子交換波導(dǎo)。

其中，所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，對(duì)于x切y傳的鈮酸鋰薄膜，金屬電極5的正負(fù)電極對(duì)稱地位于光學(xué)波導(dǎo)3兩側(cè)；對(duì)于z切y傳的鈮酸鋰薄膜，金屬電極5的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)4上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)3一側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于z切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片；

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米；其中，

所述鈮酸鋰薄膜2的制備工藝包括：

第一步，選取z切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，并將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用退火質(zhì)子交換波導(dǎo)，其制備工藝包括：

第一步，在鈮酸鋰薄膜晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合二氧化硅鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的二氧化硅薄膜；

第二步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入質(zhì)子源藥液中，進(jìn)行質(zhì)子交換；

第三步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入高溫爐中進(jìn)行退火處理；

第四步，采用濕法腐蝕工藝，洗去鈮酸鋰薄膜晶片表面的二氧化硅薄膜；

所述緩沖層4通過離子濺射、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等常見的鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面制備一層二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于x切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片；

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝包括：

第一步，選取x切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，并將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用退火質(zhì)子交換波導(dǎo)，其制備工藝包括：

第一步，在鈮酸鋰薄膜晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合二氧化硅鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的二氧化硅薄膜；

第二步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入質(zhì)子源藥液中，進(jìn)行質(zhì)子交換；

第三步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入高溫爐中進(jìn)行退火處理；

第四步，采用濕法腐蝕工藝，洗去鈮酸鋰薄膜晶片表面的二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正負(fù)電極對(duì)稱地位于光學(xué)波導(dǎo)兩側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于z切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片；

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝包括：

第一步，將石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)，在鈮酸鋰體材料晶片與石英晶片鍵合前先進(jìn)行鈦擴(kuò)散波導(dǎo)的制備，其制備工藝包括：

第一步，選取z切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，將鈮酸鋰單晶體材料晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，在鈮酸鋰體材料晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合鈦膜鍍膜工藝，在鈮酸鋰體材料晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的鈦薄膜；

第三步，將鈮酸鋰體材料晶片放入高溫?cái)U(kuò)散路中，進(jìn)行鈦擴(kuò)散；

所述緩沖層4通過離子濺射、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等常見的鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面制備一層二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于x切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片。

鈮酸鋰薄膜2采用x切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝包括：

第一步，將石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)，在鈮酸鋰體材料晶片與石英晶片鍵合前先進(jìn)行鈦擴(kuò)散波導(dǎo)的制備，其制備工藝包括：

第一步，選取x切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，將鈮酸鋰單晶體材料晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，在鈮酸鋰體材料晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合鈦膜鍍膜工藝，在鈮酸鋰體材料晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的鈦薄膜；

第三步，將鈮酸鋰體材料晶片放入高溫?cái)U(kuò)散路中，進(jìn)行鈦擴(kuò)散；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所述電光調(diào)制器的鈮酸鋰體材料由鈮酸鋰薄膜代替，所述鈮酸鋰薄膜具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度在4至10微米，所述鈮酸鋰薄膜采用具有低介電常數(shù)的石英作為基底晶片。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：有效地提高電光調(diào)制器的折射率匹配與特征阻抗匹配，從而提高了調(diào)制器的工作帶寬。

附圖說明

圖1為基于z切y傳鈮酸鋰退火質(zhì)子交換薄膜波導(dǎo)的寬帶行波電光調(diào)制器橫截面示意圖。

圖2為基于x切y傳鈮酸鋰退火質(zhì)子交換薄膜波導(dǎo)的寬帶行波電光調(diào)制器橫截面示意圖。

圖3為基于z切y傳鈮酸鋰鈦擴(kuò)散薄膜波導(dǎo)的寬帶行波電光調(diào)制器橫截面示意圖。

圖4為基于x切y傳鈮酸鋰鈦擴(kuò)散薄膜波導(dǎo)的寬帶行波電光調(diào)制器橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

鈮酸鋰電光調(diào)制器常采用共面行波電極結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)高調(diào)制帶寬，而共面電極結(jié)構(gòu)需滿足微波與光波的折射率匹配以及行波電極與終端負(fù)載的阻抗匹配方可實(shí)現(xiàn)高調(diào)制帶寬。因此，本發(fā)明從鈮酸鋰材料及其結(jié)構(gòu)這一角度出發(fā)，提出一種提高折射率匹配以及阻抗匹配的方法。由于鈮酸鋰的介電常數(shù)較高，因此在鈮酸鋰體材料中傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘?hào)的折射率較高、特征阻抗較低。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，隨著鈮酸鋰材料厚度的較小，微波折射率逐漸減小，行波電極的特征阻抗逐漸增大。此外，發(fā)明人也發(fā)現(xiàn)，基底材料介電常數(shù)的降低也有利于實(shí)現(xiàn)微波折射率的減小以及行波電極特征阻抗的增大。

基于上述方案，本發(fā)明提出了一種可實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案的器件，即基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：石英基底、鈮酸鋰薄膜、光學(xué)波導(dǎo)、緩沖增以及金屬電極，其創(chuàng)新在于：采用了具有低介電常數(shù)的石英作為基底晶片，并在石英基底上制備具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米的鈮酸鋰薄膜。該電光調(diào)制器可有效地降低微波折射率及導(dǎo)體損耗，提高行波電極特征阻抗，提高調(diào)制器的工作帶寬。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，所述基于鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4以及金屬電極5；

所述基底1采用石英晶片；

所述鈮酸鋰薄膜2具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)或退火質(zhì)子交換波導(dǎo)；

所述緩沖層4采用二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)。

其中，采用具有低介電常數(shù)的石英材料作為所述基底1晶片。

其中，采用鍵合工藝將基底1與鈮酸鋰單晶體材料晶片鍵合，并采用研磨、拋光的工藝制備得到具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米的鈮酸鋰薄膜2。

其中，所述鈮酸鋰薄膜的厚度在4至10微米，可以有效地提高鈮酸鋰電光調(diào)制器的折射率匹配與特征阻抗匹配，從而提高鈮酸鋰電光調(diào)制器的工作帶寬。

其中，所述光學(xué)波導(dǎo)3為鈦擴(kuò)散波導(dǎo)或退火質(zhì)子交換波導(dǎo)。

其中，所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，對(duì)于x切y傳的鈮酸鋰薄膜，金屬電極5的正負(fù)電極對(duì)稱地位于光學(xué)波導(dǎo)3兩側(cè)；對(duì)于z切y傳的鈮酸鋰薄膜，金屬電極5的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)4上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)3一側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于z切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片；

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米；其中，

所述鈮酸鋰薄膜2的制備工藝包括：

第一步，選取z切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，并將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用退火質(zhì)子交換波導(dǎo)，其制備工藝包括：

第一步，在鈮酸鋰薄膜晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合二氧化硅鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的二氧化硅薄膜；

第二步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入質(zhì)子源藥液中，進(jìn)行質(zhì)子交換；

第三步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入高溫爐中進(jìn)行退火處理；

第四步，采用濕法腐蝕工藝，洗去鈮酸鋰薄膜晶片表面的二氧化硅薄膜；

所述緩沖層4通過離子濺射、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等常見的鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面制備一層二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于x切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片；

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝包括：

第一步，選取x切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，并將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用退火質(zhì)子交換波導(dǎo)，其制備工藝包括：

第一步，在鈮酸鋰薄膜晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合二氧化硅鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的二氧化硅薄膜；

第二步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入質(zhì)子源藥液中，進(jìn)行質(zhì)子交換；

第三步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入高溫爐中進(jìn)行退火處理；

第四步，采用濕法腐蝕工藝，洗去鈮酸鋰薄膜晶片表面的二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正負(fù)電極對(duì)稱地位于光學(xué)波導(dǎo)兩側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于z切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片；

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝包括：

第一步，將石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)，在鈮酸鋰體材料晶片與石英晶片鍵合前先進(jìn)行鈦擴(kuò)散波導(dǎo)的制備，其制備工藝包括：

第一步，選取z切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，將鈮酸鋰單晶體材料晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，在鈮酸鋰體材料晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合鈦膜鍍膜工藝，在鈮酸鋰體材料晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的鈦薄膜；

第三步，將鈮酸鋰體材料晶片放入高溫?cái)U(kuò)散路中，進(jìn)行鈦擴(kuò)散；

所述緩沖層4通過離子濺射、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等常見的鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面制備一層二氧化硅薄膜；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于鈮酸鋰薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器的制備方法，所述寬帶行波電光調(diào)制器為基于x切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3和金屬電極5；

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片。

鈮酸鋰薄膜2采用x切y傳的晶體切向，具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝包括：

第一步，將石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

所述光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)，在鈮酸鋰體材料晶片與石英晶片鍵合前先進(jìn)行鈦擴(kuò)散波導(dǎo)的制備，其制備工藝包括：

第一步，選取x切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，將鈮酸鋰單晶體材料晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，在鈮酸鋰體材料晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合鈦膜鍍膜工藝，在鈮酸鋰體材料晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的鈦薄膜；

第三步，將鈮酸鋰體材料晶片放入高溫?cái)U(kuò)散路中，進(jìn)行鈦擴(kuò)散；

所述金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

實(shí)施例1

一種基于z切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4和金屬電極5。

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片。

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向。本發(fā)明涉及的鈮酸鋰薄膜2具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，選取z切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，并將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

光學(xué)波導(dǎo)3采用退火質(zhì)子交換波導(dǎo)，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，在鈮酸鋰薄膜晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合二氧化硅鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的二氧化硅薄膜；

第二步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入質(zhì)子源藥液中，進(jìn)行質(zhì)子交換；

第三步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入高溫爐中進(jìn)行退火處理；

第四步，采用濕法腐蝕工藝，洗去鈮酸鋰薄膜晶片表面的二氧化硅薄膜。

緩沖層4通過離子濺射、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等常見的鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面制備一層二氧化硅薄膜。

金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

實(shí)施例2

一種基于x切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3、緩沖層4和金屬電極5。

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片。

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向。本發(fā)明涉及的鈮酸鋰薄膜2具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，選取x切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，并將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

光學(xué)波導(dǎo)3采用退火質(zhì)子交換波導(dǎo)，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，在鈮酸鋰薄膜晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合二氧化硅鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的二氧化硅薄膜；

第二步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入質(zhì)子源藥液中，進(jìn)行質(zhì)子交換；

第三步，將鈮酸鋰薄膜晶片放入高溫爐中進(jìn)行退火處理；

第四步，采用濕法腐蝕工藝，洗去鈮酸鋰薄膜晶片表面的二氧化硅薄膜。

金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正負(fù)電極對(duì)稱地位于光學(xué)波導(dǎo)兩側(cè)。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種基于z切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3和金屬電極5。

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片。

鈮酸鋰薄膜2采用z切y傳的晶體切向。本發(fā)明涉及的鈮酸鋰薄膜2具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，將石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)，與實(shí)施方法一或?qū)嵤┓椒ǘ煌阝壦徜圀w材料晶片與石英晶片鍵合前先進(jìn)行鈦擴(kuò)散波導(dǎo)的制備，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，選取z切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，將鈮酸鋰單晶體材料晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，在鈮酸鋰體材料晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合鈦膜鍍膜工藝，在鈮酸鋰體材料晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的鈦薄膜；

第三步，將鈮酸鋰體材料晶片放入高溫?cái)U(kuò)散路中，進(jìn)行鈦擴(kuò)散；

緩沖層4通過離子濺射、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等常見的鍍膜工藝，在鈮酸鋰薄膜晶片表面制備一層二氧化硅薄膜。

金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種基于x切y傳鈮酸鋰單晶薄膜的寬帶行波電光調(diào)制器，包括：基底1、鈮酸鋰薄膜2、光學(xué)波導(dǎo)3和金屬電極5。

基底1采用具有較小介電常數(shù)的石英晶片。

鈮酸鋰薄膜2采用x切y傳的晶體切向。本發(fā)明涉及的鈮酸鋰薄膜2具有單晶結(jié)構(gòu)且厚度為4至10微米，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，將石英基底晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，將鈮酸鋰體材料晶片與石英基底晶片進(jìn)行鍵合；

第三步，對(duì)鈮酸鋰體材料晶片進(jìn)行研磨、拋光，將鈮酸鋰晶體的厚度減薄至4至10微米；

光學(xué)波導(dǎo)3采用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)，與實(shí)施方法一或?qū)嵤┓椒ǘ煌阝壦徜圀w材料晶片與石英晶片鍵合前先進(jìn)行鈦擴(kuò)散波導(dǎo)的制備，其制備工藝的主要過程如下：

第一步，選取x切y傳的鈮酸鋰單晶體材料晶片，將鈮酸鋰單晶體材料晶片的表面進(jìn)行拋光；

第二步，在鈮酸鋰體材料晶片表面，通過光刻剝離工藝或濕法腐蝕工藝，結(jié)合鈦膜鍍膜工藝，在鈮酸鋰體材料晶片表面形成具有波導(dǎo)圖形的鈦薄膜；

第三步，將鈮酸鋰體材料晶片放入高溫?cái)U(kuò)散路中，進(jìn)行鈦擴(kuò)散；

金屬電極5采用行波電極結(jié)構(gòu)，金屬電極的正電極或負(fù)電極位于光學(xué)波導(dǎo)上方而另一極位于光學(xué)波導(dǎo)一側(cè)。

本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本專業(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。