طراحي و ساخت مدولاتور الكترواپتيك مجتمع با روش تبادل پروتون در LiNbO3

Design and Fabrication of Integrated Electrooptical Modulator by Proton Exchange method in LiNbO3

در اين مقاله طراحي و ساخت يك مدولاتور الكترواپتيك مجتمع در ليتيوم نايوبايت با روش نفوذ پروتون ارائه شده است. براي كاهش ولتاژ مدولاسيون و همينطور دستيابي به فرايند ساخت ساده‌تر و رفع نياز به سيستم هاي هم خط ساز پيچيده، از يك ماسك مشترك از جنس آلومينيوم براي الكترودها و موجبرها استفاده شده است. به اين ترتيب فاصله صفر بين الكترود و موجبر تحقق مي‌يابد. همچنين براي دستيابي به تطبيق امپدانس بين قسمت الكترودها با منبع و بار خط انتقال باريك شونده طراحي و ساخته شده است. همينطور براي طراحي اجزاي مختلف مدولاتور، از روشهاي تحليلي و عددي براي محاسبه شرايط نفوذ پروتون، توزيع ضريب شكست موجبر، توزيع شدت مد نور در موجبر، توزيع ميدان الكتريكي ناشي از الكترودها و طول و مشخصات خط انتقال استفاده شده است.

In this paper design and fabrication of an integrated electrooptical modulator in lithium niobate by proton exchange process is presented. In order to decrease the drive voltage of the modulator, and to use a simpler manufacturing process without complicated alignment systems, a common aluminum mask was used for fabrication of waveguide and electrodes that leads to zero spacing between electrode and waveguides. Also to reach impedance matching between signal source and load a tapering section was designed and fabricated. In addition, for design of different parts of modulator, numerical and analytical methods was used to calculate proton diffusion, refractive index change of the waveguide, light mode profile in waveguide, electric field profile of the electrodes and length and characteristics of transmission line.