與光線在兩 個分支光波導114中的傳播速度相同。
[0025] 本發明的超寬帶寬低壓驅動調制器100可形成于基板中，所述基板中去除了復合 半導體層。在本發明中，"去除了半導體層的基板"中的半導體層是通過粘合劑連接到支撐 基板上的，而不是在基板上生成的或者直接在基板上沉積而成的。其中，粘合劑例如可以是 苯并環丁烯（BCB)或者其他的高分子材料。所述復合半導體層最初可能配置為在基板上充 當外延層，隨后從基板上去除，并通過膠粘劑（例如通過苯并環丁烯BCB)粘合到轉印基板 上。半導體層的轉移和基板的去除過程的細節將在下文中描述。
[0026] 圖2示出了馬赫曾德爾干涉儀110上的一個分支光波導114的橫截面圖。圖中的 分支光波導114包括由中部固有層210 (i層），中部固有層210由砷化銦鋁/銦鋁砷化鎵 多量子阱（MQWs)制成。中部固有層210可以是具有電光效應的其他任何材料，例如砷化鎵 (GaAs)，磷化銦（InP)，硅或者其他復合半導體MQWs。中部固有層210可夾在ρ型摻雜層 220和η型摻雜層225之間。p型摻雜層220和η型摻雜層225可以是磷化銦或其他合適 的ρ-η型摻雜復合半導體層或硅層。ρ型摻雜層220,中部固有層210以及η型摻雜層225 形成PIN型二極管。ρ型摻雜層220與η型摻雜層225的設置位置可以互換，換句話說，ρ 型摻雜層220的位置可以是η型摻雜層，η型摻雜層225的位置可以是ρ型摻雜層。
[0027] ρ型摻雜層220,中部固有層210以及η型摻雜層225也可形成"階梯波導"200 (由 圖中虛線橢圓指代），所述階梯波導200設置在ρ型摻雜層220和η型摻雜層225重疊的區 域。類似的階梯波導可由其他的電光材料制成，例如砷化鎵，磷化銦或者硅。階梯波導類似 于脊型波導，但是脊的每側被蝕刻在去除了半導體層的基板的相對側上。在超寬帶寬低壓 驅動調制器100的一個波長的操作過程中，階梯波導支持單一模式波導。單一光學模式具 有類高斯電場分布，使得電場不會準確限定在階梯波導200的內部。
[0028] 通過施加穿過PIN型二極管的電場，可改變中部固有層210的折射率（由此，使得 沿階梯波導200傳播的光線的相位移動發生改變），PIN型二極管由ρ型摻雜層220,中部 固有層210以及η型摻雜層225形成。ρ型摻雜層220與η型摻雜層225之間可通過第一 歐姆接頭240和第二歐姆接頭245電性連接，第一歐姆接頭240和第二歐姆接頭245設置 在波導上遠離光膜的側部。然而，當在第一歐姆接頭240和第二歐姆接頭245之間施加微 波調制信號時，交流電流仍然橫向流過P型摻雜層220和η型摻雜層225。ρ型摻雜層220 和η型摻雜層225的電阻，以及中部固有層210的電容將形成（在非常簡化的條件下）低 通濾波器，由于P型摻雜層220和η型摻雜層225的電阻損耗作用，使得微波信號衰減，從 而可能會限制超寬帶寬低壓驅動調制器100的帶寬。
[0029] 為了增加超寬帶寬低壓驅動調制器100的帶寬，第一金屬導體250和第二金屬導 體255分別從第一歐姆接頭240和第二歐姆接頭245延伸形成。第一金屬導體250和第二 金屬導體255分別重疊在p型摻雜層220和η型摻雜層225上。然而，為了避免在階梯波 導200中傳播的光模發生衰減，光模不能覆蓋或重疊在第一、第二歐姆接頭240和245上， 或者覆蓋在第一、第二金屬導體250和255上。由此，通過第一介電層230和第二介電層 235,將第一金屬導體250和第二金屬導體255分別與ρ型摻雜層220和η型摻雜層225分 隔開。第一介電層230和第二介電層235的厚度足以確保第一金屬導體250和第二金屬導 體255不與光模重疊。通過第一介電層230和第二介電層235,第一金屬導體250和第二金 屬導體255分別與ρ型摻雜層220和η型摻雜層225電容耦合。
[0030] 第一、第二介電層230, 235位于第一、第二金屬導體250, 255與ρ型摻雜層220，η 型摻雜層225之間，第一、第二介電層230, 235可由介電材料制成，該介電材料在微波和毫 米波頻率下具有高介電常數并且在光學頻率下具有較低的折射率。在微波和毫米波頻率下 具有高介電常數可確保從第一、第二金屬導體250, 255到ρ型摻雜層220, η型摻雜層225 之間的較強交流耦合。使用在光學頻率下具有低介電常數和低折射率的介電材料有助于限 制光模，從而使得光模不會覆蓋或重疊第一、第二金屬導體250, 255或第一、第二歐姆接頭 240和245。為限制光膜，第一、第二介電層230, 235的折射率小于中部固有層210的折射 率，并且小于P型摻雜層220和η型摻雜層225的折射率（相對于1. 55微米波長約為3. 1 的折射率）。
[0031] 例如，由砷化銦鋁/銦鋁砷化鎵多量子阱制成的中部固有層210的折射率相對于 1. 55微米波長為3. 5。磷化銦P型摻雜層220和η型摻雜層225的折射率相對于1. 55微 米波長的為3. 1。
[0032] 材料的折射率η由下式計算：
[0034] 其中：ε 1^為材料的相對介電常數或介電常數，μ 1^為材料的相對磁導率；對于非磁 性材料^非常接近1.0。由此，第一、第二介電層230,235的介電常數與折射率之間的關 系由下式計算：
[0036] 第一、第二介電層230,235是具有很強介電常數色散的介電材料，即該材料在微 波和毫米波頻率下的介電常數顯著大于該材料在光學頻率下的折射率的平方。當滿足下式 規定的條件時，介電材料具有很強的介電常數色散。
[0037] erll>5n。
[0038] 其中，ε "為超寬帶寬低壓驅動調制器100運行時材料在微波頻率下的介電常 數，Iici為超寬帶寬低壓驅動調制器100運行時光波長對應的折射率。
[0039] 適于作為第一、第二介電層230, 235的材料可以是鈮酸鋰（LiNb03)，五氧化二鉭 (Ta205)，鈦酸鋇（BaTi03)。例如，鈦酸鋇塊體的微波介電常數為2200。對于薄膜狀的鈦酸 鋇，其微波介電常數減至約為200。鈦酸鋇的折射率約為2. 3,對應的工作波長為1. 55 μm。 2. 3的折射率足夠低以提供在介電層230, 235中的迅速衰減的光學模式。對于I. 55 μπι的 光波長，介電層230, 235的厚度可以是0. 6 μ m以限制光模，從而使得光模不會覆蓋第一、第 二金屬導體250, 255。鈮酸鋰在1. 55微米的光波長下的折射率約為2. 2,薄膜狀鈮酸鋰的 微波介電常數約為35。
[0040] 圖3A示出了超寬帶寬低壓驅動調制器100的局部俯視圖，圖3B示出了相同部分 的剖面圖。在圖3A和3B中，分支光波導并聯連接于接地跡線和信號跟蹤器之間。分支光 波導也可以串聯連接。這種結構設置需要一個共面帶，而不是共面傳輸線。
[0041] 如圖3A和3B所示，形成于移除了半導體層的基板上的兩個光波導114L，114R靠 近共面傳輸線的接地電極122,126和信號電極124之間的間隙設置。標識符"L"和"R"指 代左臂波導和右臂波導，沒有其他物理意義。從接地電極122,126和信號電極124延