杨登才，陈雨康，王云新，向美华，陈智宇，刘萍萍，兰 天

(1.北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院，北京 100124； 2.北京工业大学理学部物理与光电学院，北京 100124；3.中国电子科技集团第29研究所电子信息控制重点实验室，成都 610036)

铌酸锂(lithium niobate, LN)材料具有电光系数大、光谱响应范围宽和加工工艺技术成熟的优点[1-2]，在光纤通信、光纤陀螺等领域得到了广泛应用[2]. 传统的铌酸锂强度调制器采用质子交换或者钛扩散的方法制备光波导[1-5]，由于掺杂部分的铌酸锂与无掺杂的铌酸锂衬底折射率差很小，约为0.007，导致光模场直径为9 μm左右. 为了避免两波导发生模式耦合，通常要求调制电极之间具有较大的间距，这就间接降低了电光作用强度. 在1.55 μm的工作波长下，传统铌酸锂强度调制器的半波电压与电极长度乘积一般在10 V·cm以上[4-5].

近年来，由于铌酸锂薄膜工艺的突破，绝缘体上铌酸锂(lithium niobate on insulator，LNOI)结构调制器逐渐成为研究热点. LNOI基片的衬底材料为硅或者铌酸锂，衬底上生长了一定厚度的二氧化硅，二氧化硅层表面键合着一层薄薄的铌酸锂单晶薄膜[6]. LNOI结构波导主要是通过刻蚀或腐蚀工艺加工铌酸锂薄膜形成脊形波导. 脊型波导与二氧化硅包层的折射率差为0.7左右，更大的折射率差能获得尺寸更小的导模，光模场直径约为1 μm[7]，这样能极大地减小电极间距，增大电光作用效率. 目前，国内外报道的基于铌酸锂薄膜的电光调制器，半波电压长度乘积达到了2.2 V·cm[8-10]，1 cm电极长度下电光调制带……