LiNbO3 tabanlı şiddet kipleyicisi tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tezde, LiNbO3 (Lityum Niyobat) tabanlı şiddet kipleyicisi tasarımı üretimi ve karakterizasyonu yapılmıştır. Öncelikle, dalgakılavuzu ve elektrot maske tasarımı yapılmıştır. Ardından, şiddet kipleyicisi üretimi kapsamında LiNbO3 alttaş üzerine Ti (Titanyum) malzemesi kaplanmıştır. Sonrasında, LiNbO3 yonga fotorezist ile kaplanmıştır. Tasarlanan maske yapısı mor ötesi ışık ile yonga üzerine kopyalanmıştır. Belirli süre ve sıcaklıkta Ti difüzyonu gerçekleştirilmiştir. Bir sonraki aşamada elektrot litografisi yapılmıştır. Yonga üç parçaya kesilmiştir. Kesilen parçalar tıraşlanıp parlatılmıştır. Üç parça kesim cihazı ile yedi parçaya kesilmiştir. Ti derinliğine bağlı kırılma indisi değişim profili analiz edilmiştir. Kesim sonrası elde edilen optik aygıtların fiber kuyruğu ile optik karakterizasyonu yapılmıştır. Aygıtların Au (Altın) ile elektriksel bağlantısı yapılmıştır. Aygıtların birinci kolu ve ikinci kolu iki adet fiber kuyruğu ile bütünlenmiştir. DC (direct current) seviyede elektriksel karakterizasyon kapsamında, frekanstan bağımsız gerilim ölçümleri yapılmıştır ve Vπ, V2π gerilimleri saptanmıştır ve son olarak, AC (alternative current) seviyede 1 GHz (Giga Hertz)'e kadar frekansa bağlı ölçümler yapılmıştır. Ayrıca, frekansa bağlı gerilim grafiği çizdirilerek aygıtın 1 GHz'a kadar çalıştığı doğrulanmıştır.

In this thesis, design, fabrication and characterization of LiNbO3 based intensity modulator were made. Firstly, mask of waveguide and electrode was made. Secondly, within the context of fabrication of intensity modulator Ti material was plated onto LiNbO3 substrate. Then, the LiNbO3 wafer was coated with photoresist. The mask form which had been designed was copied onto the wafer by UV (ultraviolet) light exposing. Diffusion of Ti metal was made at a specific time and temperature. At a next step, electrode lithography was carried out. The wafer was diced into three parts. The parts which were diced were lapped and polished. Three parts were diced into seven parts by dicer. Refractive index variance profile that is dependent to Ti depth was analysed. Optical characterization of optical devices which had been obtained after the dicing process was made with a fiber pigtail. Electrical connections of devices were made with Au metal. First and second branch of devices were integrated with two fiber pigtails. Within the context of electrical characterization at DC level, frequency- independent voltage measurements were carried out and Vπ, V2π voltages were determined and finally, the measurements at AC level up to 1 GHz were carried out. Besides this, by plotting frequency vs. voltage curve it was confirmed that the intensity modulator is operated up to 1 GHz.