光学调制器转让专利

申请号 : CN201711364264.5

文献号 : CN108205209B

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相似专利:

发明人 : K.基萨张少钧D.M.谢莫D.格拉斯纳E.L.伍滕

申请人 : 朗美通经营有限责任公司

摘要 :

一种光学调制器可以包括至少一个接地电极。所述光学调制器可以包括平行于所述至少一个接地电极的至少一个信号电极。所述光学调制器可以包括平行于所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极的至少一个波导。所述光学调制器可以包括相对于所述光学调制器的表面设置在所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极的下方的第一基底。所述光学调制器可以包括相对于所述光学调制器的表面设置在所述第一基底的至少一部分的下方的第二基底。所述光学调制器可以包括设置在所述第一基底和所述第二基底之间的浮置导体。

权利要求 :

1.一种光学调制器,包括:

至少一个接地电极;

至少一个信号电极,其平行于所述至少一个接地电极;

至少一个波导,其平行于所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极;

第一基底,其相对于所述光学调制器的表面设置在所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极的下方;

第二基底,其相对于所述光学调制器的表面设置在所述第一基底的至少一部分的下方;以及浮置导体栅格,包括设置在所述第一基底和所述第二基底之间的多个浮置导体部段,其中,所述多个浮置导体部段包括在第一方向上延伸的一个或多个第一浮置导体部段,以及在与第一方向不同的第二方向上延伸的一个或多个第二浮置导体部段。

2.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述一个或多个第一浮置导体部段与所述一个或多个第二浮置导体部段以锐角或钝角交错,并且其中,所述浮置导体部段是非正交的栅格。

3.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述一个或多个第一浮置导体部段与所述一个或多个第二浮置导体部段以直角交错,并且其中,所述浮置导体部段是正交的栅格。

4.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述浮置导体栅格纵向地垂直于且横向地平行于所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极延伸。

5.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述浮置导体栅格相对于所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极偏移设置,使得所述浮置导体栅格排列为不垂直且不平行于所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极。

6.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述第一基底、所述第二基底和所述浮置导体栅格形成叠层基底。

7.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述至少一个接地电极包括对应于所述至少一个波导的第一组波导的第一组接地电极、以及对应于所述至少一个波导的第二组波导的第二组接地电极;以及其中,所述浮置导体栅格包括相对于所述光学调制器的表面设置在所述第一组接地电极的下方的第一部分、以及相对于所述光学调制器的表面设置在所述第二组接地电极的下方的第二部分,其中,所述第一部分和所述第二部分是分离的。

8.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述多个浮置导体部段中的至少一个浮置导体部段垂直于所述至少一个波导的基本模式传播方向而延伸。

9.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述多个浮置导体部段中的至少一个浮置导体部段平行于所述至少一个波导的基本模式传播方向而延伸。

10.如权利要求1所述的光学调制器,其中,所述多个浮置导体部段中的至少一个浮置导体部段不垂直且不平行于所述至少一个波导的基本模式传播方向而延伸。

11.一种光学调制器,包括:

叠层基底,其包括与所述叠层基底的表面相距一阈值距离设置的多个波导,所述叠层基底包括导体层,以抑制所述叠层基底内的射频(RF)介电模式和平行板模式,其中,所述导体层是具有浮置导体部段的浮置导体栅格,并且,所述浮置导体部段由导体连接;

多个接地电极,其设置在所述叠层基底的表面上;以及

多个信号电极,其设置在所述叠层基底的表面上。

12.如权利要求11所述的光学调制器,其中,所述叠层基底是部分叠层的基底,以及其中,所述叠层基底的一部分是非叠层的。

13.如权利要求11所述的光学调制器,其中,所述叠层基底是完全叠层的基底。

14.如权利要求11所述的光学调制器,其中,所述浮置导体栅格防止介电射频模式或平行板基板射频模式的传播。

15.如权利要求11所述的光学调制器,其中,所述浮置导体部段包括在第一方向上取向的第一导体部段以及在不同于第一方向的第二方向上取向的第二导体部段。

16.如权利要求11所述的光学调制器,其中,所述叠层基底包括基底层和载体层;并且其中,所述导体层设置在所述载体层上,并且其中,所述导体层和所述载体层粘附到所述基底层,使得粘合剂在所述导体层和所述基底层之间。

17.如权利要求11所述的光学调制器,其中,所述叠层基底包括基底层和载体层;并且其中,所述导体层设置在所述基底层上,并且其中,所述导体层和所述基底层粘附到所述载体层,使得粘合剂在所述导体层和所述载体层之间。

18.一种光学调制器,包括:

一组接地电极;

信号电极,其对应于且平行于所述一组接地电极;

一组波导,其对应于且平行于所述一组接地电极,

其中,所述一组波导中的第一波导相对于所述光学调制器的表面设置在所述一组接地电极中的接地电极的下方,并且其中,所述一组波导中的第二波导相对于所述光学调制器的表面设置在所述信号电极的下方;

第一基底,其相对于所述光学调制器的表面设置在所述一组接地电极和所述信号电极的下方;

第二基底,其相对于所述光学调制器的表面设置在所述第一基底的至少一部分的下方;以及浮置栅格导体层,包括设置在所述第一基底和所述第二基底之间的多个交错的浮置导体部段。

19.如权利要求18所述的光学调制器,其中,所述浮置栅格导体层不连接到射频(RF)地。

20.如权利要求18所述的光学调制器,其中,所述浮置栅格导体层与接地路径相关联,所述接地路径用于直流电或者与小于阈值频率相关联的交流电。

说明书 :

光学调制器

技术领域

[0001] 本公开涉及光学调制器。更具体地,本公开的一些方面涉及包括导体的光学调制器,以通过减少到基底模式的耦合来减少射频(RF)损耗,并改善共面波导的隔离。

背景技术

[0002] 光学调制器,例如电-光调制器,可以调制波束。光学调制器可以包括z-切铌酸锂(LN)基底、射频(RF)信号电极的组、接地电极的组、以及共面波导的组,从而调制波束。所述一组共面波导可以是Mach-Zehnder(MZ)干涉仪的部件。例如,光学调制器可以配置为使用嵌套四并行MZ干涉仪调制器(QPMZM)的波导拓扑。具有共面波导的光学调制器可能导致在基底内激发RF介电模式(dielectric mode)和平行板(parallel-plate mode)模式。所述一组共面波导的基本电磁模式(fundamental electromagnetic mode)中的RF功率可以耦合到基底模式(substrate mode),这可能导致光学调制器频率响应中的RF损耗和/或谐振下降(resonant dip)。基底模式的谐振频率基于基底的尺寸。例如,随着基底的尺寸朝向更小尺寸减小,谐振频率向更高频率移动。
[0003] 因此,在一些情况下,减少基底厚度会导致RF损耗以及谐振移动至更高频率,这可能在光学调制器的工作频率范围之外,从而避免了对光学调制器的性能的负面影响。然而,减少基底厚度可能会降低光学调制器的机械耐久性,并且可能会由于降低光学调制器的机械刚性而增加制造难度。相应地,有利的是,光学调制器可以配置为在大于阈值厚度的基底的情况下抑制寄生RF模式(例如,其引起RF损耗),从而确保机械刚性和机械耐久性。

发明内容

[0004] 根据一些可能的实施方式,一种光学调制器可以包括至少一个接地电极。所述光学调制器可以包括平行于所述至少一个接地电极的至少一个信号电极。所述光学调制器可以包括平行于所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极的至少一个波导。所述光学调制器可以包括相对于所述光学调制器的表面设置在所述至少一个接地电极和所述至少一个信号电极的下方的第一基底。所述光学调制器可以包括相对于所述光学调制器的表面设置在所述第一基底的至少一部分的下方的第二基底。所述光学调制器可以包括设置在所述第一基底和所述第二基底之间的浮置导体。
[0005] 根据一些可能的实施方式,一种光学调制器可以包括叠层基底,所述叠层基底包括与所述叠层基底的表面相距一阈值距离设置的多个波导。所述叠层基底可以包括导体层,以抑制所述叠层基底内的射频(RF)介电模式和平行板模式。所述光学调制器可以包括设置在所述叠层基底的表面上的多个接地电极。所述光学调制器可以包括设置在所述叠层基底的表面上的多个信号电极。
[0006] 根据一些可能的实施方式,一种光学调制器可以包括一组接地电极。所述光学调制器可以包括对应于且平行于所述一组接地电极的信号电极。所述光学调制器可以包括对应于且平行于所述一组接地电极的一组波导。所述一组波导中的第一波导可以相对于所述光学调制器的表面设置在所述一组接地电极中的接地电极的下方。所述一组波导中的第二波导可以相对于所述光学调制器的表面设置在所述信号电极的下方。所述光学调制器可以包括第一基底,其相对于所述光学调制器的表面设置在所述一组接地电极和所述信号电极的下方。所述光学调制器可以包括第二基底,其相对于所述光学调制器的表面设置在所述第一基底的至少一部分的下方。所述光学调制器可以包括设置在所述第一基底和所述第二基底之间的导体。

附图说明

[0007] 图1A和图1B是本文所述的示例实施方式的概览的图示;
[0008] 图2是与本文所述的光学调制器相关的示例实施方式的图示;
[0009] 图3是与本文所述的光学调制器相关的示例实施方式的图示;
[0010] 图4-12是与本文所述的光学调制器的浮置导体配置相关的示例实施方式的图示;
[0011] 图13-16是与本文所述的光学调制器的部分叠层基底配置相关的示例实施方式的图示;
[0012] 图17-19是与本文所述的光学调制器的接地电极配置相关的示例实施方式的图示;以及
[0013] 图20-22是与本文所述的光学调制器的分段的浮置导体配置相关的示例实施方式的图示。

具体实施方式

[0014] 对示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同的附图中的相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。
[0015] 光学调制器可以在特定的频率范围下工作。例如,光学调制器可以在大于约30千兆赫(GHz)且小于约50GHz的频率范围内工作。光学调制器可以包括Mach-Zehnder干涉仪的共面波导的组。然而,所述一组共面波导可能在光学调制器内激发射频(RF)介电模式和平行板模式。RF介电模式和平行板模式的激发可能导致寄生损耗,例如来自光学调制器的频率响应中的RF损耗和谐振下降。减少光学调制器的基底的厚度可以增加RF损耗和谐振的频率,使得该频率不在光学调制器的工作波部段内,从而减少对光学调制器的性能的负面影响。然而,减少基底的厚度可能会减少基底的机械刚性(从而增加制造难度)、光学调制器的持久性、等等。本文所述的一些实施方式可以提供具有抑制的寄生损耗和阈值水平的机械刚性的光学调制器。
[0016] 图1A和1B是本文所述的示例实施方式100的概览的图示。如图1A所示,光学调制器可以包括基底105、浮置导体110、接地电极115的组、接地电极槽120的组、信号电极125、载体基底130、基底槽135的组、波导140的组、缓冲层145、以及渗出层(bleed layer)150。
[0017] 基底105可以是光学调制器的第一基底层,且可以由铌酸锂(LN)材料制造。例如,基底105可以包括z-切的铌酸锂基底。附加地或替代地,基底105可以是其它材料,例如磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、硅(Si)、聚合物等。浮置导体110可以是导体层,以减少到基底模式的耦合,并改善波导140的隔离。例如,浮置导体110可以形成在基底105上,基底105和浮置导体110可以安装在载体基底130上(例如,使用本文所述的粘合剂),其可以是光学调制器的作为基底105的载体层的第二基底层。浮置导体110导致光学调制器的有效厚度近似为基底105的厚度,而不是基底105和载体基底130的厚度。有效厚度可以指光学调制器关于介电模式和平行板模式的激发的厚度。与之相比,机械厚度可以指光学调制器关于机械特性(例如,刚度)的厚度。在这种情况下,机械厚度可以近似为基底105和载体基底130的厚度。以此方式,光学调制器可以配置为具有小于阈值的有效厚度以抑制寄生损耗,且具有大于阈值的机械厚度以确保阈值水平的机械刚性。在一些实施方式中,多个基底105可以设置在光学调制器的表面与浮置导体110之间。在一些实施方式中,多个基底105可以与不同的介电材料、相同的材料等相关联。在一些实施方式中,多个基底105可以与不同的厚度、相同的厚度等相关联。
[0018] 在一些实施方式中,浮置导体110可以是光学调制器的电极。在一些实施方式中,浮置导体110可以接地或部分接地。例如,浮置导体110可以与RF接地部分离,而是可以连接到接地路径,所述接地路径用于直流(DC)电或者小于例如1兆赫兹(MHz)的阈值频率的交流(AC)电。在一些实施方式中,浮置导体110可以与接地电极115隔离。例如,基底105可以缺少通孔、边缘包裹、或者RF互连,其用以在接地电极115和浮置导体110之间提供路径。
[0019] 在一些实施方式中,可以在基底105的表面上制造电极(例如,接地电极115和信号电极125)之间,进行光学调制器的基底的叠层(例如,基底105、浮置导体110、载体基底130等的组装)。例如,可以将晶片减薄到大约300微米的厚度,例如使用背部研磨过程,可以将大约 的籽层(seedlayer)沉积在基底105或载体基底130上,可以将浮置导体110镀覆在籽层上。在一些实施方式中,籽层可以是金籽层。在一些实施方式中,籽层可以改善热电电荷的传导。在一些实施方式中,可以使用电镀过程、光刻过程等来制造电极(例如,接地电极115和信号电极125)。在一些实施方式中,光学调制器可以包括切割到光学调制器中(进入,到基底105、载体基底130等中)的凹槽的组。
[0020] 接地电极115、信号电极125和波导140形成Mach-Zehnder(MZ)干涉仪以调制光信号。接地电极115和信号电极125沉积在基底105、缓冲层145、渗出层150等的表面上。波导140可以设置在基底105、缓冲层145、渗出层150等的表面的下面(例如,距离基底105、缓冲层145、渗出层150等的表面阈值距离。在一些实施方式中,接地电极槽120包含在接地电极
115中,以相对于使用无槽接地电极减少波导140的差动机械应力。在一些实施方式中,基底槽135包含在基底105中,以相对于使用无槽基底改善光学调制器的调制效率。在一些实施方式中,波导140是共面光波导的组。
[0021] 缓冲层145包含在基底105上,以改善波导140对光学调制器的驱动电路的阻抗匹配,并改善RF信号与光学模块的光信号之间的速度匹配。
[0022] 渗出层150包括沉积在缓冲层145和/或基底105上的层,从而为积聚在光学调制器的表面上的热电电荷提供放电路径。例如,渗出层150可以为积聚在缓冲层145、基底105等的表面上的热电电荷提供放电路径。在这种情况下,热电电荷可以基于热电效应积聚在表面上,例如基底105上。在一些实施方式中,渗出层150可以是钽硅氮化物(TaSiN)层。在一些实施方式中,渗出层150可以是金属层,例如铬(Cr)层、钛钨(TiW)层、金(Au)层等。在一些实施方式中,光学调制器可以包括多个渗出层150。例如,光学调制器可以包括设置在光学调制器的顶部(即,接地电极115、信号电极125等所设置的光学调制器的表面)上的钽硅氮化物的第一渗出层150、以及设置在光学调制器的底面(即,光学调制器的与顶部相反的表面,例如载体基底130的顶表面或底表面)上的铬的第二渗出层。
[0023] 图1A可以仅示出光学调制器的一部分。例如,光学调制器可以包括比图1A所述数量更多的附加的接地电极115、信号电极125、波导140等。
[0024] 如图1B所示,可以提供包括浮置导体110的光学调制器的一组尺寸。尽管本文所述的一些实施方式是在特定的一组尺寸下描述的,但这些尺寸是示例,且对于本文所述的一些实施方式,其他尺寸是可能的。
[0025] 尺寸152是9.8微米,且表示信号电极125的宽度。尺寸154是6.0微米,且表示信号电极的底部的宽度,有时称为“茎(stem)”。尺寸156是7.0微米至12.0微米,且表示信号电极125的宽部分的基部与渗出层150的表面之间的距离,也是茎的高度。尺寸158是50微米,且表示渗出层150的表面与信号电极125的顶部之间的距离。
[0026] 尺寸160为20微米,且表示接地电极槽120的宽度。在一些实施方式中,接地电极槽120与20微米和30微米之间的宽度相关联。在一些实施方式中,接地电极槽120一组短路棒桥接,所述短路棒沿电极的长度以200微米至500微米的间距间隔开。在一些实施方式中,所述一组短路棒的间距大约为300微米。在一些实施方式中,接地电极115与50微米和90微米之间的总长度相关联。在一些实施方式中,接地电极115与约60微米的总宽度相关联。尺寸
162为1.0微米,且表示由基底槽135形成的沟槽的边缘与接地电极115的边缘之间的距离。
尺寸164为9.5微米,且表示一组基底槽135之间的脊表面的宽度。
[0027] 尺寸166为9.5微米,且表示一组基底槽135之间的脊表面的宽度。尺寸168在约10微米和60微米之间,且表示由基底槽135形成的沟槽的宽度。信号电极的任一侧上的基底槽可以远小于尺寸180,在接地电极附近留下较大的平面(无槽)区域。尺寸170在1.0微米和40微米之间,且表示由基底槽135形成的沟槽的边缘与接地电极115的边缘之间的距离。尺寸172在3.0微米和5.0微米之间,且表示基底槽135的深度。尺寸174在约10.0微米和尺寸158之间,且表示接地电极115的高度。在一些实施方式中,接地电极115与大于或等于信号电极
125的高度的高度相关联。
[0028] 尺寸176为300微米且表示基底105,且表示基底105的厚度、以及浮置导体110与例如接地电极115之间的距离。在一些实施方式中,基底105的厚度在100微米和500微米之间、在200微米和300微米之间、等等。以此方式,基底模式可以移动到大于50GHz的频率(例如,对于200微米的厚度),从而减少寄生RF损耗。在一些实施方式中,浮置导体110的厚度在2微米和10微米之间、为大约6微米、等等。以此方式,对于频率大于30GHz的RF电流,浮置导体110与小于阈值薄片电导率相关联。
[0029] 尺寸178为60.0微米,且表示接地电极115的宽度。在一些实施方式中,接地电极115与40微米和90微米与40微米和90微米之间、50微米和90微米之间等的宽度相关联。尺寸
178可以沿着电极长度变化,以防止与其他RF信号通道的相邻的RF接地电极连接。尺寸180为55.0微米,且表示接地电极115和信号电极125之间的间隙。在一些实施方式中,尺寸180在20微米和60微米之间。尺寸182为0.26微米,且表示渗出层150的厚度。在一些实施方式中,载体基底130可以与大约700微米的厚度相关联。在一些实施方式中,载体基底130可以与100微米和700微米之间的厚度相关联。在一些实施方式中,粘合剂(例如,图2中的粘合剂
205)的厚度可以在50微米和150微米之间。在一些实施方式中,粘合剂的厚度可以为大约
100微米。
[0030] 如上所述,图1A和图1B仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图1A和图1B所述的示例。
[0031] 图2是示例实施方式200的图示。图2示出了使用粘合剂附接至光学调制器的载体基底的示例。
[0032] 关于图2,载体基底130可以是z切铌酸锂载体基底,其使用粘合剂205附接至基底105。在一些实施方式中,粘合剂205和/或浮置导体110可以减少在基底105的表面(例如,粘合剂205和/或浮置导体110所设置的基底105的底表面)处的热电电荷。在一些实施方式中,粘合剂205在DC频率下是导电的,以允许释放热电产生的电荷,例如是其中具有碳或石墨的粘合剂。在其他实施方式中,粘合剂205在DC频率和RF频率下是导电的,例如,例如对于银环氧树脂的情况。基于电极制造(例如,制造接地电极115和/或信号电极125)之前的对基底
105的叠层,相对于使用减薄的晶片来进行电极制造或减薄其上已经制造有电极的晶片,可以降低制造难度。在一些实施方式中,在载体基底130的底表面包含渗出层150可以减少与载体基底130相关联的热电电荷。在一些实施方式中,例如当载体基底130是铝基基底或另一非热电材料时,可以在载体基底130的底表面包含渗出层150,以减少由来自基底105的热电偶极场产生的热电电荷。
[0033] 如上所述,图2仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图2所述的示例。
[0034] 图3是示例实施方式300的图示。图3示出了具有基底槽135的另一配置的光学调制器的示例。
[0035] 如图3,基底槽135可以配置为光学调制器的公共宽度,从而改善光学调制器的机械对称性。例如,特定的基底槽135可以在接地电极115下面延伸,从而相对于特定基底槽位于接地电极115之间的部分的其他配置,能够为特定的基底槽135增加宽度。以此方式,光学调制器可以与减少的差热诱发应力相关联,这可以减小施加到Mach-Zehnder干涉仪的偏压的变化,以将Mach-Zehnder干涉仪相对于图2的光学调制器调谐到选定的工作点(例如,最小传输点)。
[0036] 如上所述,图3仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图3所述的示例。
[0037] 图4是示例实施方式400的图示。图4示出了具有基底105的另一配置的光学调制器的示例。
[0038] 如图4所示,基底105是x切铌酸锂基底。在一些实施方式中,渗出层150可与设置在载体基底130的底表面和光学调制器的侧面(例如,z面)。在一些实施方式中,信号电极125设置在波导140之间。在这种情况下,波导140各自设置在信号电极125与一个接地电极115之间,而不是设置为使得第一波导140在信号电极125下方,且第二波导140在接地电极115的下方,如图2所示。
[0039] 如图所示,光学调制器可以缺少基底槽135或接地电极槽120。在一些实施方式中,载体基底130可以是x切铌酸锂。以此方式,波导140之间的调制强度平衡可以相对于另一光学调制器得到改善。在一些实施方式中,载体基底130可以包括铝基材料。在一些实施方式中,载体基底130可以包括金属基材料,例如钢等。在一些实施方式中,基底105的厚度可以在5微米和20微米之间,这可以相对于较厚的基底改善调制效率。
[0040] 如上所述,图4仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图4所述的示例。
[0041] 图5是示例实施方式500的图示。图5示出了浮置导体110的另一配置的示例。
[0042] 如图5所示,浮置导体110可以形成在基底105的底表面上,而不是载体基底130的顶表面上。在这种情况下,粘合剂205设置在浮置导体110上,以使得载体基底130能够结合到浮置导体110和基底105。以此方式,由于粘合剂205在浮置导体110和载体基底130之间,而不是在浮置导体110和基底105之间,粘合剂205不是基底105的电气部分。以此方式,相对于设置在浮置导体110和基底105之间的粘合剂205,光学调制器与减少的有效厚度相关联。减少的有效厚度导致RF基底模式移动到较高的频率,从而改善光学调制器性能。此外,基于粘合剂205不是基底105的电气部分,粘合剂205的厚度的变化不会导致RF基底模式中的变化,从而改善光学调制器性能。在一些实施方式中,粘合剂205可以是导电粘合剂层、非导电粘合剂层、等等。例如,当浮置导体110或渗出层150为阈值量的热电电荷提供放电路径时,非导电粘合剂可以用于粘合剂205。在一些实施方式中,粘合剂205可以包括导电粘合剂的第一部分和非导电粘合剂的第二部分,从而为阈值量的热电电荷提供放电路径。在一些实施方式中,使用分散在环氧树脂内的石墨颗粒或银颗粒的导电粘合剂可以用于粘合剂205。
在一些实施方式中,粘合剂205可以是环氧树脂层或另一类型的粘合剂。
[0043] 如上所述,图5仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图5所述的示例。
[0044] 图6是示例实施方式600的图示。图6示出了浮置导体110的另一配置的示例。
[0045] 如图6所示,浮置导体110可以图案化到载体基底130上,或者到图案化到载体基底130上的电极610之上。在这种情况下,浮置导体110与变窄的宽度相关联,使得浮置导体110设置在波导140的下方,且设置在接地电极115之间。以此方式,浮置导体110可以抑制基底模式,并改善由相邻的RF信号通道产生的调制之间的隔离(有时称为来自RF通道之间的直接RF耦合的电串扰)或者电光串扰(由于来自相邻的RF信号通道的波导140中的调制。在一些实施方式中,浮置导体110被对准,使得浮置导体110不延伸基底105的整个长度。例如,浮置导体110可以设置为使得浮置导体110大约在接地电极115之间。在一些实施方式中,浮置导体110和电极610被图案化在载体基底130上,且使用粘合剂205将基底105粘附到浮置导体110和/或电极610上。以此方式,相对于将浮置导体110和电极610直接图案化在基底105上,减少了一定量的光刻步骤。
[0046] 在一些实施方式中,电极610可以包含在光学调制器中,以改善从基底105的热电电荷的DC传导,例如当基底105是具有热电效应的材料时(例如,铌酸锂)。在这种情况下,电极610可以设置为覆盖基底105的整个底表面,例如基于使用粘合剂205粘附到基底105,且可以设置为覆盖载体基底130的整个顶表面。在一些实施方式中,电极610可以与500埃和 之间、 和 之间等的厚度相关联。在一些实施方式中,电极610与大约 的厚度相关联。以此方式,电极610对形成在电极610中的RF电流产生阈值水平的RF损耗,并保持阈值厚度以从基底105传导热电电荷。在一些实施方式中,电极610和粘合剂205可以共同提供传导以从基底105移除热电电荷,例如基于具有阈值导电性的粘合剂205。
[0047] 如上所述,图6仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图6所述的示例。
[0048] 图7是示例实施方式700的图示。图7示出了浮置导体110的另一配置。
[0049] 如图7所示,浮置导体110和电极610直接形成在基底105上而不是在载体基底130上。在这种情况下,粘合剂205设置在浮置导体110和电极610上,以将载体基底130附接到基底105。以此方式,通过为粘合剂205选择导电或非导电粘合剂,可以减少制造难度。此外,粘合剂205设置在浮置导体110和载体基底130之间,从而减少了基底105的有效厚度,这抑制了波导140的RF模式。
[0050] 如上所述,图7仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图7所述的示例。
[0051] 图8-10是示例方式800-1000的示例实施方式的图示。图8-10示出了浮置导体110的另外的配置的示例。
[0052] 如图8所示,浮置导体110的宽度相对于浮置导体110的其他配置减少,使得浮置导体110设置在基底槽135和信号电极125的下方。
[0053] 如图9所示,光学调制器可以具有多组浮置导体110、接地电极115、信号电极125、波导140、等等。如附图标记905所示,光学调制器的第一部分包括信号电极125,其设置在一组接地电极115之间,且设置在一组基底槽135之间。如附图标记910所示,光学调制器的第二部分包括另一信号电极125,其设置在另一组接地电极115之间,且设置在另一组基底槽135之间。在这种情况下,光学调制器的每个部分可以包括浮置导体110,其设置在基底槽
135的对应的组和对应的信号电极125的下方。在另一示例中,光学调制器可以包括4组波导
140、8组波导140、等等。浮置导体110之间的RF电隔离改善了在信号电极125中行进的RF信号之间的隔离。
[0054] 如图10所示,在光学调制器的第一部分和光学调制器的第二部分的俯视图中,浮置导体110设置在一组基底槽135和信号电极125的下面。
[0055] 如上所述,图8-10仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图8-10所述的示例。
[0056] 图11是示例实施方式1100的图示。图11示出了浮置导体110的另一配置。
[0057] 如图11所示,浮置导体110可以与相对于其他配置减少的宽度相关联,使得浮置导体110大约设置在信号电极125的下面而不是在信号电极125和基底槽135的下面。例如,在一些实施方式中,浮置导体110可以覆盖以下全部:基底105、载体基底130、光学调制器等的表面,(例如,完全叠层基底)。替代地,浮置导体110可以覆盖以下全部:基底105、载体基底130、光学调制器等的大部分(例如,部分叠层基底)。替代地,浮置导体110可以覆盖小于基底105、载体基底130、光学调制器等的表面的大部分(例如,部分叠层基底)。
[0058] 如上所述,图11仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图11所述的示例。
[0059] 图12是示例实施方式1200的图示。图12示出了浮置导体110的另一配置。
[0060] 如图12以俯视图所示,浮置导体110设置在信号电极125的下面,并延伸到光学调制器的一组接合垫1205的区域中。以此方式,浮置导体110减少了所述一组接合垫1205的区域中的RF基底模式,从而相对于其他配置改善了光学调制器的性能。
[0061] 如上所述,图12仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图12所述的示例。
[0062] 图13和图14是示例实施方式1300-1400的图示。图13和图14示出了具有部分叠层基底的光学调制器的示例。
[0063] 如图13所示,光学调制器包括设置在基底105上的电极组件1325。电极组件1325可以包括一个或多个接地电极115、一个或多个信号电极125、等等。在这种情况下,光学调制器被划分为三个区域。在由附图标记1305和1310界定的第一区域中,基底105是非叠层区域。例如,基底105与大于阈值厚度相关联(例如,与确保机械刚性和机械耐久性的阈值相关联)。在由附图标记1310和1315界定的第二区域中,基底105是叠层区域。例如,基底105与第二区域中的小于阈值厚度相关联,并且粘合剂205、浮置导体110、和插入的基底1330在第二区域中附接到基底105。在这种情况下,基底105的一部分可以被移除,以使得基底105小于阈值厚度以确保抑制寄生损耗,并且插入的基底1330可以在第二区域中作为基底105的载体基底被附接。基于在包括电极组件1325的第二区域中包含浮置导体110,光学调制器的用于抑制寄生损耗的有效厚度近似为第二区域中的基底105的厚度。在由附图标记1315和1320界定的第三区域中,基底105为非叠层的。例如,基底105与大于阈值厚度相关联。
[0064] 以此方式,光学调制器可以配置为具有小于与确保抑制寄生损耗相关联的阈值的有效厚度,且具有大于与确保机械刚性相关联的阈值的机械厚度。此外,基于通过将叠层区域限制在光学调制器的包括电极组件1325的第二区域中而部分地叠层光学调制器,相对于全部叠层的光学调制器,光学调制器可以与改善的可制造性和耐久性相关联。
[0065] 在一些实施方式中,由附图标记1310和1315界定的第二区域可以使用窄刀片锯来制造。
[0066] 在一些实施方式中,基底105的底表面、以及插入的基底1330的顶表面的一些部分可以具有金金属化,且可以使用热压结合而不是粘合剂结合在一起。在一些实施方式中,可以使用其他金属(例如镍、铬、钛等)代替基底105或1330中的一个或两个上的金。
[0067] 在一些实施方式中,可以选择铝用于插入的基底1330。附加地或替代地,与选择用于基底105的铌酸锂材料的热匹配的另一材料可以用于插入的基底1330。在一些实施方式中,插入的基底1330可以由载体晶片的切片的部分制造。例如,载体晶片可以切片为选定的尺寸和形状,且浮置导体110可以制造到载体晶片的切片的部分上。在这种情况下,插入的基底1330可以被插入到基底105的开口中,所述开口的尺寸和形状设定为接收插入的基底1330。
[0068] 如图14所示,在光学模块的另一配置中,插入的基底1330附接到基底105,以增加第一区域、第二区域和第三区域中的每一个中的光学调制器的厚度。例如,粘合剂205可以设置在第一区域、第二区域和第三区域中的每一个中的基底105上,以将插入的基底1330附接到基底105。在这种情况下,浮置导体110的尺寸设定为被界定在插入的基底1330和基底105之间的第二区域中,使得光学模块的用于抑制电极组件1325的寄生损耗的有效厚度小于阈值厚度。以此方式,通过使插入的基底1330延伸到第一区域和第二区域中,光学调制器的机械刚性可以相对于插入的基底仅插入到第二区域中的基底105中而得到改善。
[0069] 如上所述,图13和图14仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图13和图14所述的示例。
[0070] 图15和图16是示例实施方式1500-1600的图示。图15和图16示出了部分叠层的光学调制器的其他配置的示例。
[0071] 如图15以俯视图所示,光学调制器的叠层的第二区域可以延伸光学调制器的整个长度(例如,从光学调制器的第一端处的1310/1315延伸到光学调制器的第二端处的1310’/1315’)。
[0072] 如图16以俯视图所示,光学调制器的叠层的第二区域可以延伸光学调制器的长度的一部分(例如,从1310/1315到1310’/1315’)。以此方式,相对于具有延伸光学调制器的整个长度的叠层区域的光学调制器,该光学调制器可以提供改善的机械刚性。
[0073] 如上所述,图15和图16仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图15和图16所述的示例。
[0074] 图17-19是示例实施方式1700-1900的图示。图17-19示出了光学调制器的接地电极配置的示例。
[0075] 如图17所示,光学调制器可以包括两组接地电极1702,其对应于接地电极115。该两组接地电极1702可以由电极间隙1705分离。第一组接地电极1702可以包括变窄的接地电极部分1710。例如,特定的接地电极115可以与第一部分的第一厚度和第二部分的第二减少的厚度相关联。在这种情况下,变窄的接地电极部分1710可以实现该两组接地电极1702的交错横向位置偏移。该两组接地电极1702的交错横向位置偏移可以使得该两组接地电极1702具有起点组和终点组的不同的纵向位置。以此方式,对于该两组140接地电极1702,可以减少RF插入损耗。
[0076] 如本文所使用的,且关于接地电极、信号电极、波导和/或诸如此类,术语“平行”可以至大致平行的取向,例如交错的横向位置偏移取向、一组部分大致平行(例如,对于第一接地电极1702和第二接地电极1702中的每一个的长度的一部分,第一接地电极1702的第一部分平行于第二接地电极1702的第二部分),和/或诸如此类。术语“平行”也可以至电极之间或电极与波导之间的相对取向。例如,接地电极在起点和终点之间的长度的相当一部分上平行于信号电极。作为另一示例,在图19中,除了屏蔽接地电极1905具有点动(即不同的横向位置之间的过渡)或交错的横向位置偏移的部分以外,接地电极1702平行于屏蔽接地电极1905。
[0077] 回到图17,当每个接地电极1702沿着每个接地电极1702的长度偏移横向取向时,电极间隙1705从各组接地电极1702的起点到终点保持不间断,从而相对于另一配置改善RF隔离,在所述配置中,对应于所述一组接地电极1702的相邻的接地电极1702的相邻的接地电极115合并为接地电极的长度的一部分,如本文所述。
[0078] 在另一示例中,信号电极的相对侧上的RF接地的接地宽度相对于图17所示的接地宽度减少,以匹配变窄的接地电极部分1710的宽度,从而保持关于RF信号电极的对称性。
[0079] 在另一示例中,电极间隙1705可以填充有比RF接地电极更薄的金属化。薄金属化改善了高达30千兆赫兹(GHz)的频率下的RF隔离,但是由于附加的平行板RF模式,可能会在30GHZ以上引入RF损耗。在一些实施方式中,金属化可以是金,或可以是向RF模式引入RF损耗的金属或替代材料。例如,金属化可以是镍、铬、TaN,或在RF频率下与低于阈值导电性相关联的其他材料。
[0080] 如图18所示,电极间隙1705在从所述一组接地电极1702的起点到终点的长度的一部分上中断,导致合并的接地电极部分1810。以此方式,相对于在接地电极1702的整个长度上保持电极间隙1705不间断,减少了RF损耗。
[0081] 如图19所示,屏蔽接地电极1905可以设置的多组接地电极1702之间。以此方式,相对于在多组接地电极1702之间未设置屏蔽接地电极1905的另一配置,改善了光学调制器的RF隔离。在一些实施方式中,屏蔽接地可以由金或者向RF模式引入RF损耗的替代金属制造。
[0082] 如上所述,图17-19仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图17-19所述的示例。
[0083] 图20-22是示例实施方式2000-2200的图示。图20-22示出了具有分段的浮置导体110的光学调制器的示例。
[0084] 如图20所示,浮置导体110的部段可以纵向地且垂直于接地电极115和信号电极125(它们沿着光学调制器的基底105横向地延伸)延伸。例如,浮置导体110的部段可以垂直于波导140在基底105中激发的基本模式的基本模式传播方向。以此方式,浮置导体110相对于非分段浮置导体110减少了介电RF模式和平行板基底RF模式的传播,由此减少了寄生损耗。此外,将浮置导体110分段成多个部分防止了RF电流平行于光学调制器的波导延伸,从而改善了光学调制器的性能。此外,浮置导体110部分的垂直布置增加了浮置导体110与平面波导之间的对准公差,从而降低了制造难度。在一些实施方式中,接地电极或另一类型的导体可横向地延伸以连接浮置导体110的每个部段。
[0085] 如图21所示,浮置导体栅格2105纵向地垂直于且横向地平行于接地电极115和信号电极125延伸。浮置导体栅格2105可以是浮置导体部段(即,浮置导体110的部段)的栅格。以此方式,浮置导体栅格2105防止了介电RF模式和平行板基底RF模式的传播,从而相对于不分段浮置导体110减少了寄生损耗。在一些实施方式中,接地电极或另一类型的导体可以连接浮置导体栅格2105的多个部段。基于使用浮置导体栅格2105的栅格布置,光学调制器可以与浮置导体栅格2105和波导140之间的增加的对准公差相关联,从而减少制造难度。
[0086] 如图22所示,浮置导体栅格2105可以设置为对接地电极115和信号电极125偏移。例如,浮置导体栅格2105相对于接地电极115和信号电极125旋转,使得浮置导体栅格2105不垂直于且不平行于接地电极115和信号电极125对准。在这种情况下,使浮置导体栅格
2105相对于接地电极115和信号电极125旋转可以中断纵向的RF电流在浮置导体栅格2105中传播。在一些实施方式中,浮置导体栅格2105可以是非正交栅格。例如,浮置导体栅格
2105的第一栅格部分可以与浮置导体栅格2105的第二栅格部分以锐角或钝角相交。在一些实施方式中,接地电极或另一类型的导体可以连接浮置导体栅格2105的部分。在一些实施方式中,浮置导体栅格2105的部分可以设置在不规则的位置。例如,可以为浮置导体栅格
2105的每个部分选择一组随机或伪随机选择的位置和取向,以实现传播的基底模式的随机或伪随机散射。
[0087] 在一些实施方式中,图20-22中的浮置导体可以由金或向RF模式引入RF损耗的替代材料制造。
[0088] 如上所述,图20-22仅作为示例提供。其他示例是可能的,且可以不同于关于图20-22所述的示例。
[0089] 以此方式,光学调制器可以包括设置在光学调制器的基底与光学调制器的载体基底之间的浮置导体,以使得光学调制器能够具有小于阈值有效厚度和大于阈值机械厚度的厚度。基于将光学调制器配置有至少部分叠层的基底,光学调制器可以相对于没有叠层(例如,具有更大的有效厚度)的另一光学调制器表现出改善的对寄生损耗的抑制,且相对于具有减薄的基底(例如,具有较小的机械厚度)的另一光学调制器表现出改善的机械刚性。
[0090] 前述公开内容提供了说明和描述,但是并不意图是穷尽性的或者将实施方式限制为所公开的精确形式。鉴于以上公开,修改和变化是可能的,或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。
[0091] 如本文所使用的,术语“部件”旨在被广义地理解为硬件、固件、或硬件和软件的组合。
[0092] 本文结合阈值来描述一些实施方式。如本文所使用的,满足阈值可以指值大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值、等等。
[0093] 即使在权利要求书中记载和/或在说明书中公开了特征的特定组合,这些组合并不意图限制可能的实施方式的公开。实际上,这些特征中的许多特征可以以未在权利要求书中具体记载和/或在说明书中公开的方式来组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个权利要求,但可能的实施方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求组中的每个其他权利要求的组合。
[0094] 除非明确地描述,否则本文使用的任何元件、动作或指令都不应被解释为关键的或必要的。而且,如本文所使用的,冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目,并且可以与“一个或多个”互换使用。此外,如本文所使用的,术语“组”旨在包括一个或多个项目(例如,相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等),并且可以与“一个或多个”互换使用。旨在为仅一个项目的情况下,使用术语“一个”或类似的语言。另外,如本文所使用的,术语“具有”、“含有”、“带有”等旨在为开放式术语。此外,短语“基于”旨在表示“至少部分基于”,除非另有明确说明。