[发明专利]单移相器控制的集成光波导波束形成芯片及制作方法

权利要求书

1.一种单移相器控制的集成光波导波束形成芯片，其包括衬底层、以及覆盖层，该覆盖层面向该衬底的一侧上设置有芯层，其特征在于，该芯层设置有光分路器、光波导阵列、光合束器以及延时模块；该覆盖层上设置有覆盖于该光波导阵列上方的移相器；该光分路器用于接收该芯片外部光源，并均匀的分成多路光信号；该光波导阵列接收该多路光信号，该多路光信号经过该光波导阵列时，因覆盖在该光波导阵列上方的移相器的不同工作电压，相位被重新调整后，进入该光合束器进行干涉，该多路光信号不同的相位组合对应该光合束器不同的输出端口；该延时模块接收该光合束器的输出对应着不同的延时量，使得该芯片延时量的切换通过控制该移相器实现。

2.如权利要求1所述的单移相器控制的集成光波导波束形成芯片，其特征在于，该光分路器为多模干涉仪，入射光端口位于多模干涉仪中间的情况下，在最短的干涉长度实现光功率的平均分配。

3.如权利要求2所述的单移相器控制的集成光波导波束形成芯片，其特征在于，该多模干涉仪的最短干涉距离为一个拍长。

4.如权利要求3所述的单移相器控制的集成光波导波束形成芯片，其特征在于，该芯片为了获得在静态情况下光从交叉态输出，在平行于该光分路器的入射光端口的方向上，该光合束器的长度为该光分路器的长度的两倍。

5.如权利要求1所述的单移相器控制的集成光波导波束形成芯片，其特征在于，该延时模块包括延时量不同的弯曲波导阵列，该弯曲波导阵列的多个波导分别连接于该光合束器的多个输出端口。

6.如权利要求5所述的单移相器控制的集成光波导波束形成芯片，其特征在于，该光分路器、该光合束器决定了在该芯片所有开关态需要的相位匹配量存在一个公约数即移相臂，该移相臂中元素的比例即对应着弯曲波导阵列的每个波导对应的相位调制量之比，通过控制该移相器而控制该移相臂的倍数关系，实现控制光信号切换到该光合束器的任意一个输出端口。

7.如权利要求6所述的单移相器控制的集成光波导波束形成芯片，其特征在于，切换到不同输出端口在移相臂上施加的相位关系满足以下公式；

φnk′+2πAnk′φnk+2πAnk=φn′k′+2πAn′k′φn′k+2πAn′k]]>，

其中，n，n’为代表光波导阵列的编号；

k，k’代表光合束器的输出端口的编号；A_n’k’, A_n’k, A_nk’, A_nk为整数；

φ_nk为切换到k端口，光波导阵列中第n个光波导对应的移相臂需要提供的相位，φ_n’k为切换到k端口，光波导阵列中第n’个光波导对应的移相臂需要提供的相位，φ_n’k’为切换到k’端口，光波导阵列中第n’个光波导对应的移相臂需要提供的相位，φ_nk’为切换到k’端口，光波导阵列中第n个光波导对应的移相臂需要提供的相位；

ψ_k,N代表一个拍长的光分路器的输入端口k和输出端口N之间的相位差，ψ_1,N代表一个拍长的光分路器的输入端口1和输出端口N之间的相位差，ψ_k,1代表一个拍长的光分路器的输入端口k和输出端口1之间的相位差，ψ_1,k代表一个拍长的光分路器的输入端口1和输出端口k之间的相位差。