CN115407533A - 一种光电器件和发射机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种光电器件和发射机。该光电器件具体可应用于光器件与电器件组合使用的场景中，例如，光电器件可以是电光调制器、电场传感器、滤波器和光开关等。光电器件包括第一电极、第二电极、第三电极、第一谐振腔和第二谐振腔。第一谐振腔包括第一波导，第二谐振腔包括第二波导。第二电极位于第一电极和第三电极之间，第一波导位于第一电极与第二电极之间，第二波导位于第二电极与第三电极之间，第一谐振腔与第二谐振腔耦合，使得输出光经过第一谐振腔和第二谐振腔。其中，所述第一波导内的电场方向与所述第二波导内的电场方向相反。使得两个波导内电光材料的折射率变化方向相反，并使得两个谐振腔的谐振波长变化方向相反。

Description

一种光电器件和发射机

技术领域

本申请涉及光调制领域，尤其涉及一种光电器件和发射机。

背景技术

随着5G、物联网、大数据、云计算等新兴业务的不断普及，急速增长的数据传输量对光通信系统提出了越来越高的要求。一个典型的光通信系统由发射机、传输介质和接收机三大部分组成。其中，发射机将电信号转换成光信号输出，光信号在传输介质中传播，再由接收机接收并转化成电信号。发射机中的调制器负责将电信号转换为光信号，是光通信系统中最核心的部件之一，也是影响光通信系统性能的主要因素。

目前一种常用的调制器采用法布里－珀罗(Fabry-Perot,FP)谐振腔，该调制器通过改变谐振波长实现对光信号的调制。其中，FP谐振腔由两个光栅反射器与两者之间的一段波导组成，两个光栅反射器之间的波导有一段位于移相区，移相区两侧的电极输入电信号对该处的波导施加电压，以产生电场来改变此处波导的折射率，进而改变FP谐振腔的谐振波长，并改变输出光信号的特性。但是，采用上述调制器会使得待调制光信号的波长位于谐振峰的边沿，光谱响应较为陡峭，导致明显的啁啾效应。

发明内容

本申请实施例提供了一种光电器件和发射机，可显著减少啁啾效应。

第一方面，本申请实施例提供了一种光电器件。该光电器件包括：第一电极、第二电极、第三电极、第一谐振腔和第二谐振腔。第一谐振腔包括第一波导，第二谐振腔包括第二波导。第二电极位于第一电极和第三电极之间，第一波导位于第一电极与第二电极之间，第二波导位于第二电极与第三电极之间。第一电极和第二电极之间形成的电场方向与第二电极和第三电极之间形成的电场方向相反。第一谐振腔与第二谐振腔耦合，使得输出光经过第一谐振腔和第二谐振腔。

在该实施方式中，光电器件包括两个耦合的谐振腔和三个电极，其中，两个谐振腔之间放置其中一个电极，两个谐振腔的外侧分别放置另外两个电极。具体地，两个谐振腔内各自有一段波导用于传输光，并且两个波导内的电场方向相反。由于电光效应的作用，两个波导内电光材料的折射率变化方向相反，即其中一个波导的折射率变高，另一个波导的折射率变低。进而，使得其中一个谐振腔的谐振波长变长，另一个谐振腔的谐振波长变短。通过这种方式，可以使得光电器件工作时，光的波长始终位于光谱响应相对平坦的两个谐振波长中间的位置，由此可显著减少啁啾效应。

在一些可能的实施方式中，光电器件还包括第四电极和第三谐振腔，第三谐振腔包括第三波导。第三电极位于第二电极和第四电极之间，第三波导位于第三电极和第四电极之间。第二谐振腔与第三谐振腔耦合，使得输出光经过第三谐振腔。在该实施例中，光电器件还可以进一步扩展更多个谐振腔和电极，具体地，每增加一个谐振腔同时也需要相应再增加一个电极，增强了本方案的扩展性。

在一些可能的实施方式中，第二电极和第三电极之间形成的电场方向与第三电极和第四电极之间形成的电场方向相反。通过上述方式，在光电器件扩展到更多谐振腔和电极的场景中，需要使得相邻两个谐振腔内的电场方向是相反的，这样可使得相邻谐振腔的谐振波长向相反的方向改变，增加了工作波长区域透射谱的平坦度。

在一些可能的实施方式中，第二电极的电位高于第一电极的电位和第三电极的电位。

在一些可能的实施方式中，第二电极的电位低于第一电极的电位和第三电极的电位。

在一些可能的实施方式中，光电器件还包括第一光栅、第二光栅和第三光栅。第一光栅、第一波导和第二光栅形成第一谐振腔。第二光栅、第二波导和第三光栅形成第二谐振腔。第一光栅与第一波导耦合，第二光栅用于耦合第一波导和第二波导，第三光栅与第二波导耦合。其中，光从第一光栅输入并从第三光栅输出。在该实施方式中，两个谐振腔均采用FP谐振腔结构，占用的空间较小，使得光电器件的整体结构更加紧凑。

在一些可能的实施方式中，第二光栅为弧形结构，使得第一谐振腔与第二谐振腔之间的耦合效果更好。

在一些可能的实施方式中，第一谐振腔为第一环形波导，第二谐振腔为第二环形波导。第一波导为第一环形波导上的一段，第二波导为第二环形波导上的一段。在该实施方式中，两个谐振腔均采用微环谐振腔结构，将光限制在腔内的能力更强，可以实现更灵敏的电光调制效果。并且，微环谐振腔不需要在波导附近形成精细的光栅结构，整体的生产工艺更为简单。

在一些可能的实施方式中，光电器件还包括第四波导，第四波导与第一环形波导耦合。其中，第四波导的一端用于光输入，第四波导的另一端用于光输出。通过上述方式，提供了一种光输入和光输出的具体实现方式，进一步提高了本方案的可实现性。

在一些可能的实施方式中，光电器件还包括第四波导和第五波导。第四波导与第一环形波导耦合，第五波导与第二环形波导耦合。其中，第四波导用于光输入，第五波导用于光输出。通过上述方式，提供了另一种光输入和光输出的具体实现方式，进一步提高了本方案的灵活性。

在一些可能的实施方式中，光电器件为光开关。第四波导的第一端口用于光输入。第四波导的第二端口、第五波导的第一端口和第五波导的第二端口中的至少两个端口用于光输出。通过上述方式，提供了一种光电器件的具体应用场景，提高了本方案的实用性。

在一些可能的实施方式中，第一电极、第二电极和第三电极中的至少一个电极包括多个子电极，至少一个电极中的多个子电极电隔离。在该实施方式中，采用同一个驱动电压对不同的子电极进行驱动可以实现长度不同的调制区域，从而适用于更高阶的调制格式。也就是说，采用同一个驱动电压，如果调制区域的长度不同，可以调制得到不同电平的信号。

在一些可能的实施方式中，在第一波导和第二波导的延伸方向上，至少一个电极中，多个子电极的长度不同。由于各子电极的长度不同，因此可以组合出更多长度不同的调制区域，采用同一个驱动电压，可以调制得到更多不同电平的信号。

在一些可能的实施方式中，第一波导与第二波导平行，使得电光效应更加明显。

在一些可能的实施方式中，第一波导内光的传输方向与第一电极和第二电极之间形成的电场方向垂直。第二波导内光的传输方向与第二电极和第三电极之间形成的电场方向垂直。使得第一波导和第二波导的折射率变化更为明显，调制效率更高。

在一些可能的实施方式中，第一电极和第三电极电连接，或者，第一电极和第三电极接地。在实际应用中，只在第二电极上加载电信号，即可实现第一波导内的电场方向与第二波导内的电场方向相反，降低了实现代价。

在一些可能的实施方式中，第一波导和第二波导的材料为晶轴方向相同的线性电光材料，以达到更好的电光调制效果。

在一些可能的实施方式中，光电器件为电光调制器、滤波器或电场传感器，丰富了本方案的应用场景。

第二方面，本申请提供了一种光电器件。该光电器件包括：第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第一谐振腔和第二谐振腔。第一谐振腔包括第一波导，第二谐振腔包括第二波导。第一波导位于第一电极与第二电极之间，第二波导位于第三电极与第四电极之间。第一电极和第二电极之间形成的电场方向与第二电极和第三电极之间形成的电场方向相反。第一谐振腔与第二谐振腔耦合，使得输出光经过第一谐振腔和第二谐振腔。

第三方面，本申请提供了一种发射机。该发射机包括：至少一个激光器、驱动器和如上述第一方面介绍的光电器件，该光电器件具体为电光调制器。至少一个激光器用于发射连续光。驱动器用于驱动至少一个光电器件对连续光进行调制得到光信号。

在一些可能的实施方式中，发射机包括多个激光器和多个光电器件，发射机还包括波分复用器。波分复用器用于对多个光电器件输出的光信号进行合波，并输出合波后的光信号，以适用于多波长输出的场景中。

本申请实施例中，光电器件包括两个耦合的谐振腔和三个电极，其中，两个谐振腔之间放置其中一个电极，两个谐振腔的外侧分别放置另外两个电极。具体地，两个谐振腔内各自有一段波导用于传输光，并且两个波导内的电场方向相反。由于电光效应的作用，两个波导内电光材料的折射率变化方向相反，即其中一个波导的折射率变高，另一个波导的折射率变低。进而，使得其中一个谐振腔的谐振波长变长，另一个谐振腔的谐振波长变短。通过这种方式，可以使得光电器件工作时，光的波长始终位于光谱响应相对平坦的两个谐振波长中间的位置，由此可显著减少啁啾效应。

附图说明

图1(a)为基于FP谐振腔的电光调制器的结构示意图；

图1(b)为基于FP谐振腔的电光调制器的透射谱示意图；

图2(a)为本申请实施例中光电器件的第一种结构示意图；

图2(b)为基于本申请提供的光电器件的透射谱示意图；

图3为本申请实施例中光电器件的第二种结构示意图；

图4为本申请实施例中光电器件的第三种结构示意图；

图5(a)为本申请实施例中光栅的第一种结构示意图；

图5(b)为本申请实施例中光栅的第二种结构示意图；

图6(a)为本申请实施例中光电器件的第四种结构示意图；

图6(b)为本申请实施例中光电器件的第五种结构示意图；

图7为本申请实施例中光电器件的第六种结构示意图；

图8为本申请实施例中光电器件的第七种结构示意图；

图9为本申请实施例中发射机的一种结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种光电器件和发射机。例如，该光电器件可以是电光调制器、电场传感器、滤波器和光开关等。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1(a)为基于FP谐振腔的电光调制器的结构示意图。如图1(a)所示，FP谐振腔由两个布拉格光栅发射器和二者之间的一段波导组成。这一段波导两侧的电极用于加载电压以产生电场，从而改变这一段波导的折射率，进而改变FP谐振腔的谐振波长。即通过改变谐振波长对波导内传输的光进行调制。图1(b)为基于FP谐振腔的电光调制器的透射谱示意图。如图1(b)所示，横坐标表示波长(nm)，纵坐标表示FP谐振腔对光的透射率。其中，纵坐标已经过归一化，纵坐标“1”即表示透射率为100％。可以看出，在波导两侧的电极上加载电压后，谐振峰向右平移，而波导内传输光的波长始终位于谐振峰偏移之前的中心位置。即电极上加载电压前后，电光调制器的工作波长是固定的。由于谐振峰向右平移，该工作波长对应的透射率下降，实现了对光的调制。但是，电极上加载电压后，工作波长不再位于谐振峰的中心位置而是位于谐振峰的边沿，光谱响应较为陡峭，导致明显的啁啾效应。

为此，本申请提供了一种光电器件，可显著减少啁啾效应，下面进行详细介绍。光电器件可以理解为由光器件和电器件组合形成的器件。光器件用于对光信号进行处理，例如本申请提供的光电器件中的谐振腔。电器件用于对电信号进行处理，例如本申请提供的光电器件中的电极。

图2(a)为本申请实施例中光电器件的第一种结构示意图。如图2(a)所示，该光电器件包括电极101、电极102、电极103、谐振腔1和谐振腔2。谐振腔1包括波导10，谐振腔2包括波导20。其中，电极102位于电极101和电极103之间，波导10位于电极101和电极102之间，波导20位于电极102和电极103之间。电极101、电极102和电极103上用于加载电压，波导10和波导20用于传输光。应理解，谐振腔1需要与谐振腔2耦合，使得谐振腔1与谐振腔2之间有光场能量的双向传递，其中一个谐振腔内光场状态会受到另一个谐振腔内光场状态的影响。具体地，可以通过波导10与波导20之间的耦合实现谐振腔1与谐振腔2的耦合。在一种可能的实施方式中，可以在波导10和波导20之间连接耦合器以实现耦合。在另一种可能的实施方式中，可以通过设计使得波导10和波导20在某一个位置上间距很近，从而通过倏逝波实现耦合，这样就不需要在波导10和波导20之间连接耦合器了，生产工艺更为简单。

本实施例中，光可以从谐振腔1输入并从谐振腔2输出，或者，光也可以从谐振腔2输入并从谐振腔1输出。需要说明的是，波导10作为谐振腔1的组成部分，特定波长的光会在波导10内传播，产生谐振现象。例如，若谐振腔1是FP谐振腔，特定波长的光会经过反射在波导10内来回传播，以产生谐振现象。又例如，若谐振腔1是微环谐振腔，特定波长的光在微环谐振腔内按同一方向多次绕圈，以产生谐振现象。同理，波导20作为谐振腔2的组成部分，特定波长的光会在波导20内传播，产生谐振现象。后面将结合谐振腔的具体设计方式进行进一步介绍。

需要说明的是，本申请并不一定要求电极102的整体都位于电极101和电极103之间，只要电极102与电极101之间能形成电场，且电极102与电极103之间能形成电场即可。并且，本申请也不一定要求波导10的整体都位于电极101和电极102之间，只要波导10能位于电极101和电极102之间形成的电场中即可。同理，本申请也不一定要求波导20的整体都位于电极102和电极103之间，只要波导20能位于电极102和电极103之间形成的电场中即可。

本实施例中，电极101、电极102和电极103构成了推挽式的电极，使得电极101和电极102之间的电场方向与电极102和电极103之间的电场方向相反，即波导10内的电场方向与波导20内的电场方向相反。具体地，电极102的电位可以高于电极101电位和电极103的电位，如图2(a)所示，波导10内的电场方向向左，波导20内的电场方向向右。或者，电极102的电位可以低于电极101电位和电极103的电位，波导10内的电场方向向右，波导20内的电场方向向左，具体此处不再单独提供附图展示。在一种可能的实施方式中，可以让电极101和电极103电连接，或者，让电极101和电极103都接地，从而使得电极101和电极103等电位。因此，只要电极102的电位与其他两个电极的电位不同，即可实现波导10内的电场方向与波导20内的电场方向相反。应理解，在实际应用中，可以只在电极102上加载电信号，降低了实现代价。

需要说明的是，在实际应用中，电极102的电位相对于两侧电极的电位高低并不是固定不变的，例如，有时电极102的电位高于其他两个电极的电位，有时电极102的电位低于其他两个电极的电位。在某些临界的时刻，也可能出现电极102的电位与其他两个电极的电位相同的情况，不过在光电器件稳定工作的状态下，可以实现波导10内的电场方向与波导20内的电场方向相反。

通过上述方式，由于电光效应的作用，波导10和波导20内的电光材料的折射率变化方向相反，即其中一个波导的折射率变高，另一个波导的折射率变低。进而，使得其中一个谐振腔的谐振波长变长，另一个谐振腔的谐振波长变短。这样一来，光电器件工作时，光的波长始终位于光谱响应相对平坦的两个谐振波长中间的位置，由此可显著减少啁啾效应。图2(b)为基于本申请提供的光电器件的透射谱示意图。如图2(b)所示，在电极加载电压之后，两个谐振峰分别往方向相反的方向平移，光电器件的工作波长始终位于两个谐振峰之间的位置，工作波长位置的光谱响应一直比较平坦，因此可以缓解啁啾效应。另外，如果该光电器件是作为电光调制器使用的话，通过对比图1(b)和图2(b)可以看出，由于两个谐振峰错开会使得两个谐振峰之间的位置产生相消干涉，该工作波长对应的透射率下降地更为明显，提供了更为高效的电光信号调制。

在一些可能的实施方式中，波导10和波导20的材料为晶轴方向相同的线性电光材料，以达到更好的电光调制效果。上述线性电光材料具体可以是铌酸锂、钛酸钡、锆钛酸铅或电光聚合物等，波导10和波导20可以使用相同的线性电光材料也可以使用不同的线性电光材料，具体此处不做限定。并且，波导10和波导20可以是平行放置的。波导10内光的传输方向与波导10内的电场方向垂直，波导20内光的传输方向与波导20内的电场方向垂直，使得波导10和波导20的折射率变化最为明显，调制效率更高。

需要说明的是，本申请提供的光电器件还可以在上述图2(a)所示结构的基础上进行进一步地扩展，每增加一个谐振腔同时也需要相应再增加一个电极，下面通过一个示例进行详细说明。图3为本申请实施例中光电器件的第二种结构示意图。如图3所示，光电器件还包括电极104和谐振腔3，谐振腔3包括波导30。电极103位于电极102和电极104之间，谐振腔3位于电极103和电极104之间，谐振腔2与谐振腔3耦合。应理解，由于本申请采用了推挽式电极的设计方式，那么，波导20内的电场方向应当与波导30内的电场方向相反。需要说明的是，上述图3所示的实施例只是光电器件的其中一种扩展结构，在实际应用中还可以扩展更多数量的谐振腔和电极，具体此处不做限定。

上述介绍的光电器件所采用的谐振腔具体可以有多种不同的实现方式，下面分别进行说明。

第一种实现方式：采用FP谐振腔结构。

图4为本申请实施例中光电器件的第三种结构示意图。如图4所示，光电器件还包括光栅40、光栅50和光栅60。其中，光栅40与波导10耦合，光栅60与波导20耦合，光栅50用于耦合波导10和波导20。光栅40、光栅50和光栅60具体可以是布拉格光栅，根据布拉格反射原理，该结构对在波导中传播的特定波长的光具有反射作用。因此，波导10、光栅40和光栅50构成谐振腔1，波导20、光栅50和光栅60构成谐振腔2，光栅50作为谐振腔1和谐振腔2之间的桥梁使得两个谐振腔耦合。光栅40和光栅50会使得波导10中特定波长的光来回反射，产生谐振现象。同理，光栅50和光栅60会使得波导20中特定波长的光来回反射，产生谐振现象。具体地，光可以是从光栅40输入并从光栅60输出，或者，光也可以从光栅60输入并从光栅40输出。应理解，采用FP谐振腔结构占用的空间较小，使得光电器件的整体结构更加紧凑。

需要说明的是，光栅40、光栅50和光栅60可以采用与波导10和波导20相同的线性电光材料。或者，光栅40、光栅50和光栅60也可以采用不同于波导10和波导20的材料，例如采用硅、氮化硅、氧化硅等没有电光效应的材料。并且，光栅40、光栅50和光栅60所采用的材料可以是相同的，也可以是不同的，具体此处不做限定。另外，上述介绍的波导与光栅之间的耦合可以通过多种方式实现。例如，可以将波导与光栅连接从而实现耦合。又例如，使得波导与光栅之间的距离很接近，从而通过倏逝波实现耦合。

应理解，上述的光栅40、光栅50和光栅60具体的结构设计方式包括但不限于以下提供的几个示例。图5(a)为本申请实施例中光栅的第一种结构示意图。如图5(a)所示，光栅可以采用宽度呈周期性变化的设计，光在光栅中沿光栅的长度方向传播。5(b)为本申请实施例中光栅的第二种结构示意图。如图5(b)所示，在光栅的长度方向上进行周期性的开孔设计。另外，为了使波导10和波导20可以平行放置并实现较好的耦合效果，可以将光栅50设计成如图4所示的弧形结构。当然，在实际应用中，光栅50也可以采用除弧形之外的其他形状结构，具体此处不做限定。

第二种实现方式：采用微环谐振腔结构。

图6(a)为本申请实施例中光电器件的第四种结构示意图。如图6(a)所示，谐振腔1和谐振腔2都是由环形波导构成，即谐振腔1和谐振腔2均为微环谐振腔结构。波导10是谐振腔1上位于电极101和电极102之间的一段波导，波导20是谐振腔2上位于电极102和电极103之间的一段波导。谐振腔1和谐振腔2在某一个位置处间距很小，从而可以通过倏逝波实现耦合。由于谐振腔1和谐振腔2均为微环谐振腔结构，因此，同样可以使得光在波导10和波导20内传输，产生谐振现象。应理解，相较于上述的FP谐振腔结构，微环谐振腔结构将光限制在腔内的能力更强，可以实现更灵敏的电光调制效果。并且，微环谐振腔不需要在波导附近形成精细的光栅结构，整体的生产工艺更为简单。

在一种可能的实现方式中，如图6(a)所示，光电器件还包括波导70，波导70与谐振腔1耦合，波导70的一端用于光输入，波导70的另一端用于光输出。图6(b)为本申请实施例中光电器件的第五种结构示意图。如图6(b)所示，在另一种可能的实施方式中，光电器件还包括波导70和波导80，波导70与谐振腔1耦合，波导80与谐振腔2耦合。其中，波导70用于光输入，波导80用于光输出。或者，波导80用于光输入，波导70用于光输出。应理解，上述波导70和波导80除了可以设置在谐振腔1和谐振腔2的左右两侧外，还可以设置在谐振腔1和谐振腔2的上下两侧，具体此处不做限定。

基于上述任一实施例介绍的光电器件，还可以采用分段式的电极设计方式，下面进行详细介绍。

图7为本申请实施例中光电器件的第六种结构示意图。如图7所示，每个电极可以拆分成相互隔离的多段子电极。例如，电极101拆分为子电极101a和子电极101b，电极102拆分为子电极102a和子电极102b，电极103拆分为子电极103a和子电极103b。应理解，本申请不限定每个电极分段的具体数量，并且，本申请不一定要求每个电极都分段，可以只是部分电极分段。在一种优选的实施方式中，每个电极分段的数量需要保持一致，并且，两个不同电极上相对应的两个子电极要能覆盖波导的同一部分区域。例如，子电极101a与子电极102a相对应，二者覆盖波导10的上半部分区域。子电极101b与子电极102b相对应，二者覆盖波导10的下半部分区域。也就是说，通过分段电极的设计方式可以实现多组推挽电极。例如，子电极101a、子电极102a和子电极103a构成第一组推挽电极，子电极101b、子电极102b和子电极103b构成第二组推挽电极。通过不同推挽电极的组合，可以调节波导10和波导20上调制区域的长度，从而达到不同的调制效果。例如，可以只在第一组推挽电极上加载电压。又例如，可以只在第二组推挽电极上加载电压。再例如，还可以同时在第一组推挽电极和第二组推挽电极上加载电压。

在一些可能的实施方式中，在波导延伸的方向上，每个电极拆分成的多段子电极的长度不同，从而通过组合可以实现更多不同长度的调制区域，适用于更高阶的调制格式。也就是说，采用同一个驱动电压，如果调制区域的长度不同，可以调制得到不同电平的信号。例如，每个电极拆分成长度比为1:2的两段子电极，可以组合出三种不同长度的调制区域，采用不同的调制区域分别可以调制出四种不同电平的信号，从而实现了PAM4的信号调制。又例如，每个电极拆分成长度比为1:2:4的三段子电极，可以组合出七种不同长度的调制区域，采用不同的调制区域分别可以调制出八种不同电平的信号，从而实现了PAM8的信号调制。

应理解，除了上述实施例介绍的通过一个中间电极和两侧的两个电极来构造两个电场方向相反的电场外，在一些可能的实施方式中，还可以通过两两电极组合的方式构造两个电场方向相反的电场，下面进行相关介绍。

图8为本申请实施例中光电器件的第七种结构示意图。如图8所示，区别于上述实施例的结构，光电器件还包括电极104。其中，波导10位于电极101和电极102之间，波导20位于电极103和电极104之间。谐振腔1与谐振腔2耦合，具体的耦合方式可以参考上述图2(a)所示实施例的相关介绍，此处不再赘述。本实施例中，电极101、电极102、电极103和电极104构成了推挽式的电极，使得电极101和电极102之间的电场方向与电极103和电极104之间的电场方向相反。需要说明的是，除了如图8所示两个谐振腔沿着波导延伸方向并排放置外，也可以沿着与波导延伸方向垂直的方向并排放置，具体此处不做限定。需要说明的是，除了上述结构上的区别之外，图8所示实施例与上述实施例在工作方式上类似，并且谐振腔和电极也可以采用类似上述各实施例的设计，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请提供的光电器件除了可以应用在电光调制器外，还可以应用在滤波器、电场传感器或光开关等其他需要实现电信号到光信号转换的场景中。例如，应用在滤波器场景中，可以通过控制两个谐振腔的谐振来改变透射的光谱，使得某些波段的光可以通过，其他波段的光被滤掉。又例如，应用在电场传感器中，环境中的电场变化会使得电极之间的电场发生变化，并影响波导中传输的光，从而使得输出的光信号为携带有环境电场变化的信号，实现电场传感。再例如，应用在光开关场景中，用于对输入的特定波长的光信号进行切换，可以将输入光信号切换到多个输出端口中的任意一个端口输出。应理解，在光开关场景中，光电器件包括至少一个输入端口和至少两个输出端口，以上述图6(b)为例，波导70和波导80各包括两个端口，其中一个端口为输入端口，其他三个端口中的至少两个端口为输出端口。

本申请实施例中，光电器件包括两个耦合的谐振腔和三个电极，其中，两个谐振腔之间放置其中一个电极，两个谐振腔的外侧分别放置另外两个电极。具体地，两个谐振腔内各自有一段波导用于传输光，并且两个波导内的电场方向相反。由于电光效应的作用，两个波导内电光材料的折射率变化方向相反，即其中一个波导的折射率变高，另一个波导的折射率变低。进而，使得其中一个谐振腔的谐振波长变长，另一个谐振腔的谐振波长变短。通过这种方式，可以使得光电器件工作时，光的波长始终位于光谱响应相对平坦的两个谐振波长中间的位置，由此可显著减少啁啾效应。另外，两个谐振峰错开会使得两个谐振峰之间的位置产生相消干涉，该工作波长对应的透射率下降地更为明显，提供了更为高效的电光信号调制。

本申请实施例还提供了一种包括上述光电器件的发射机。图9为本申请实施例中发射机的一种结构示意图。如图9所示，发射机包括驱动器901、至少一个激光器902和至少一个光电器件903。其中，光电器件903可以采用上述任一实施例所介绍的光电器件。具体地，至少一个激光器902用于发射连续光。驱动器901用于向至少一个光电器件903输出电信号，以驱动至少一个光电器件903对连续光进行调制得到光信号。可选地，如果发射机中包括多组激光器和光电器件，发射机还可以包括波分复用器904，波分复用器904用于对多个光电器件903输出的光信号进行合波，并输出合波后的光信号。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种光电器件，其特征在于，包括：第一电极、第二电极、第三电极、第一谐振腔和第二谐振腔，所述第一谐振腔包括第一波导，所述第二谐振腔包括第二波导，所述第二电极位于所述第一电极和所述第三电极之间，所述第一波导位于所述第一电极与所述第二电极之间，所述第二波导位于所述第二电极与所述第三电极之间，所述第一电极和所述第二电极之间形成的电场方向与所述第二电极和所述第三电极之间形成的电场方向相反，所述第一谐振腔与所述第二谐振腔耦合，使得输出光经过所述第一谐振腔和所述第二谐振腔。

2.根据权利要求1所述的光电器件，其特征在于，所述光电器件还包括第四电极和第三谐振腔，所述第三谐振腔包括第三波导，所述第三电极位于所述第二电极和所述第四电极之间，所述第三波导位于所述第三电极和所述第四电极之间，所述第二谐振腔与所述第三谐振腔耦合，使得所述输出光经过所述第三谐振腔。

3.根据权利要求2所述的光电器件，其特征在于，所述第二电极和所述第三电极之间形成的电场方向与所述第三电极和所述第四电极之间形成的电场方向相反。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位和所述第三电极的电位。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第二电极的电位低于所述第一电极的电位和所述第三电极的电位。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述光电器件还包括第一光栅、第二光栅和第三光栅，所述第一光栅、所述第一波导和所述第二光栅形成所述第一谐振腔，所述第二光栅、所述第二波导和所述第三光栅形成所述第二谐振腔，所述第一光栅与所述第一波导耦合，所述第二光栅用于耦合所述第一波导和所述第二波导，所述第三光栅与所述第二波导耦合，其中，光从所述第一光栅输入并从所述第三光栅输出。

7.根据权利要求6所述的光电器件，其特征在于，所述第二光栅为弧形结构。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第一谐振腔为第一环形波导，所述第二谐振腔为第二环形波导，所述第一波导为所述第一环形波导上的一段，所述第二波导为所述第二环形波导上的一段。

9.根据权利要求8所述的光电器件，其特征在于，所述光电器件还包括第四波导，所述第四波导与所述第一环形波导耦合，其中，所述第四波导的一端用于光输入，所述第四波导的另一端用于光输出。

10.根据权利要求8所述的光电器件，其特征在于，所述光电器件还包括第四波导和第五波导，所述第四波导与所述第一环形波导耦合，所述第五波导与所述第二环形波导耦合，其中，所述第四波导用于光输入，所述第五波导用于光输出。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的至少一个电极包括多个子电极，所述至少一个电极中的多个子电极电隔离。

12.根据权利要求11所述的光电器件，其特征在于，在所述第一波导和所述第二波导的延伸方向上，所述至少一个电极中，多个子电极的长度不同。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导平行。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第一波导内光的传输方向与所述第一电极和所述第二电极之间形成的电场方向垂直，所述第二波导内光的传输方向与所述第二电极和所述第三电极之间形成的电场方向垂直。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第一电极和所述第三电极电连接，或者，所述第一电极和所述第三电极接地。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述第一波导和所述第二波导的材料为晶轴方向相同的线性电光材料。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的光电器件，其特征在于，所述光电器件为电光调制器、滤波器或电场传感器。

18.根据权利要求10所述的光电器件，其特征在于，所述光电器件为光开关；

所述第四波导的第一端口用于光输入，所述第四波导的第二端口、所述第五波导的第一端口和所述第五波导的第二端口中的至少两个端口用于光输出。

19.一种发射机，其特征在于，包括：至少一个激光器、驱动器和至少一个如权利要求1至16中任一项所述的光电器件；

所述至少一个激光器用于发射连续光；

所述驱动器用于驱动所述至少一个光电器件对所述连续光进行调制得到光信号。

20.根据权利要求19所述的发射机，其特征在于，所述发射机包括多个所述激光器和多个所述光电器件，所述发射机还包括波分复用器；

所述波分复用器用于对多个光电器件输出的光信号进行合波，并输出合波后的光信号。

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