[发明专利]一种共面波导传输线及带有该共面波导传输线的硅基电光调制器有效
申请号: | 202010159734.X | 申请日: | 2020-03-10 |
公开(公告)号: | CN111240052B | 公开(公告)日: | 2023-03-21 |
发明(设计)人: | 刘亚东;蔡鹏飞;苏宗一;潘栋 | 申请(专利权)人: | NANO科技(北京)有限公司 |
主分类号: | G02F1/025 | 分类号: | G02F1/025;G02F1/225;G02F1/21;G02F1/01 |
代理公司: | 北京京万通知识产权代理有限公司 11440 | 代理人: | 许天易 |
地址: | 100094 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 波导 传输线 带有 电光 调制器 | ||
本发明公开了一种共面波导传输线及带有该共面波导传输线的硅基电光调制器。共面波导传输线为蜿蜒形状。硅基电光调制器包括脊型光波导;光分束器,用于将所述脊型光波导中的光分成两束分别进入第一光臂和第二光臂;所述第一光臂和所述第二光臂中的至少一个光臂包括周期性间隔设置的多个有源段和多个无源段;光合束器,用于将所述第一光臂和第二光臂中的光信号合成一束;其中,所述至少一个光臂交替地穿过所述共面波导传输线。本发明的技术方案使得光波导的有源段均匀地分布在共面波导传输线的两侧,从而在抑制了共面波导传输线的不平衡性导致的其他模式的同时,避免光波导的光的传输路径变长减小了电光调制器速度失配,实现了硅基电光调制器的高速率工作。
技术领域
本发明涉及光电元器件领域,具体地,涉及一种共面波导传输线及带有该共面波导传输线的硅基电光调制器。
背景技术
高速硅基马赫增德尔(MZI)电光调制器的电光带宽主要有如下三个因素决定:容性负载电极传输线的微波损耗,沿光波导传输的光信号和沿电极传输线传输的微波信号之间的速度匹配,调制区域中传输线阻抗和终端负载大小的阻抗匹配。当硅基MZI电光调制器的调制区域比较短时,速度匹配情况对电光带宽的影响较小;而当调制区域比较长时,速度匹配情况对电光带宽的影响则比较明显。
硅基MZI电光调制器一般利用载流子色散效应改变光波导的折射率从而实现MZI结构的一臂或两臂的光信号相位发生改变,通过合束器产生光强度的变化。载流子色散效应较弱,对于低驱动电压的高速硅基电光调制器,较长的调制区域长度是需要的。对于工作在高速率的电光调制器,当调制区域较长时,合适的行波电极设计对器件的电光性能非常重要。共面波导(CPW)传输线因其灵活的设计以及较好的抗干扰能力,常被应用于高速硅基MZI电光调制器。对于传统的共面波导传输线,PN结位于CPW中信号线与某一地线之间的槽中,也即是共面波导传输线的两个槽中一个带有PN结的容性负载,而另一个则无此种负载;这种非平衡的结构会在一定程度上激起传输线的其他模式,从而对电光带宽产生不利影响。根据美国专利US9,223,185,其提供了一个技术方案,将PN结分段并交错放在共面波导传输线的两个槽内。很多情况下,硅基电光调制器的调制区域中的微波传播速度快于光波的传播速度;为了减小速度失配,通常会使用慢波电极来实现更好的速度匹配。美国专利US9,223,185中硅基电光调制器的共面波导传输线采用交错容性负载设计,抑制了因CPW的不平衡性导致激起的其他模式,但同时光波导的S型布局使得光的传输路径变长,加重了速度失配。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在抑制共面波导传输线的不平衡性导致的其他模式的同时,避免光波导的光的传输路径变长而减小了电光调制器速度失配。
根据本发明的一个方面,提供了一种共面波导传输线,包括:
第一接地线,包括第一有源对应段、第二有源对应段、连接第一有源对应段和第二有源对应段之间的第一过渡段、连接第二有源对应段和下一个第一有源对应段的第二过渡段;所述第一接地线的第一有源对应段、第二有源对应段、第一过渡段和第二过渡段周期性重复地延长;
信号线,包括第一有源对应段、第二有源对应段、连接第一有源对应段和第二有源对应段之间的第一过渡段、连接第二有源对应段和下一个第一有源对应段的第二过渡段;所述信号线的第一有源对应段、第二有源对应段、第一过渡段和第二过渡段形成弯曲形并且周期性重复地延长;
第二接地线,包括第一有源对应段、第二有源对应段、连接第一有源对应段和第二有源对应段之间的第一过渡段、连接第二有源对应段和下一个第一有源对应段的第二过渡段;所述第二接地线的第一有源对应段、第二有源对应段、第一过渡段和第二过渡段周期性重复地延长;
第一槽,其位于所述第一接地线和所述信号线之间,包括第一有源槽段、第二有源槽段、连接第一有源槽段和第二有源槽段的第一过渡槽段、连接第二有源槽段和下一个第一有源槽段的第二过渡槽段;所述第一槽的第一有源槽段、第二有源槽段、第一过渡槽段和第二过渡槽段形成弯曲形并且周期性重复地延长;
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- 2021-06-08 - 2023-02-03 - G02F1/025
- 双光频梳发生装置(201)具备:半导体基板(14);第1光频梳激光源(20),包括第1谐振器;第2光频梳激光源(21),包括第2谐振器,光脉冲的重复频率不同于第1光频梳激光源;两个以上的输出部,包括输出部(50、51);光波导(20w),将第1光频梳激光源(20)与输出部(50)连结;光波导(21w),将第2光频梳激光源(21)与输出部(51)连结;以及光波导(40),从光波导(20w)分支,与光波导(21w)耦合。第1光频梳激光源(20)、第2光频梳激光源(21)、两个以上的输出部、光波导(20w、21w、40)被集成于半导体基板(14)。
- 在马赫-曾德尔调制器中产生光学PAM-4信号-202210724544.7
- P·巴科普洛斯;N·N·阿吉里斯;B·阿蒂亚斯;E·门托维奇 - 迈络思科技有限公司
- 2022-06-23 - 2023-01-24 - G02F1/025
- 本公开涉及在马赫‑曾德尔调制器中产生光学PAM‑4信号。公开了用于从马赫‑曾德尔调制器中的带宽受限的双二进制电信号生成光脉冲幅度调制4电平(PAM‑4)信号的实施例。示例系统包括MZM结构,其包括与第一半导体器件相关联的第一波导干涉仪臂结构和与第二半导体器件相关联的第二波导干涉仪臂结构。向第一半导体器件和第二半导体器件施加多二进制电信号或在第一半导体器件和第二半导体器件之间施加多二进制电信号,以将提供给MZM结构的输入光信号转换为光学PAM‑4信号。
- 光学感测模块-202080096357.8
- A·J·齐尔基;H·阿贝迪亚斯;C·达尔维;J·德里斯科尔;A·贡达连科;R·格罗特;H·F·琼斯;S·梅里特;R·帕尔萨;P·佩雷亚;A·G·里克曼;A·斯科菲尔德;余国民 - 洛克利光子有限公司
- 2020-12-11 - 2023-01-13 - G02F1/025
- 一种适用于可穿戴装置的光学感测模块,所述光学感测模块包括:硅或氮化硅发射器光子集成电路(PIC),所述发射器PIC包括:多个激光器,所述多个激光器中的每个激光器在与其他激光器的波长不同的波长下工作;光学操纵区域,所述光学操纵区域包括以下各项中的一者或多者:光调制器、光学多路复用器(MUX)和附加光学操纵元件;以及针对源自所述多个激光器的光的一个或多个光学输出。
- 基于多层PN结的移相器及其制造和使用方法-201910698352.1
- 周秋桂;马克·海姆巴赫 - 索尔思光电股份有限公司
- 2019-07-31 - 2023-01-10 - G02F1/025
- 本发明揭露了一种光移相器及其制造方法。移相器包括基片,设置在基片上的p型掺杂电极和n型掺杂电极,设置在p型掺杂电极或n型掺杂电极上且与另一个电极电连接的第一掺杂半导体层,利用一个电极电连接第二掺杂半导体层的第一竖向区域,和覆层,其设置在第二半导体层,第一竖向区域,和至少第一和第二半导体层中每一个的第一侧壁上或上方。P型掺杂电极和n型掺杂电极在其间接口上构成pn结。第一和第二掺杂半导体分别具有与所述另一个电极和所述一个电极相同的掺杂类型。
- 高调制效率微环调制器-202221546930.3
- 杜江兵;刘嘉程;何祖源 - 上海交通大学
- 2022-06-20 - 2022-10-14 - G02F1/025
- 本实用新型提供了一种高调制效率微环调制器,包括:输入波导用于将光信号耦合进微环谐振腔输出第一光信号;第一反馈回路波导与第一模式转换器相连,用于对光信号进行转模输出第二光信号;第二模式转换器用于对第二光信号进行转模输出第三光信号;第三模式转换器用于对第三光信号转模输出第四光信号;第四模式转换器用于对第四光信号转模输出第五光信号;第四模式转换器的输出与第三模式转换器的输入之间通过第二反馈回路波导相连,将第五光信号再次送入光电调制模组进行相位调制。可调微环谐振腔用于对第一、二、四、五光信号进行调制。经多次调制的光信号最终通过第二半环波导耦合至输出波导并输出,提升了整个微环谐振腔的调制效率。
- 多掺杂平板硅光学调制器-202111478317.2
- S·卡里梅拉希;加藤正树 - 马维尔亚洲私人有限公司
- 2021-12-06 - 2022-10-04 - G02F1/025
- 本公开涉及多掺杂平板硅光学调制器。例如,一种具有改进带宽的硅光学调制器,包括在截面中具有肋结构的硅波导,在肋结构的两个相对侧分别连接到第一平板区域和第二平板区域。硅光学调制器还包括形成在肋结构中的PN结,其具有与第一平板区域接合的P型部分和与第二平板区域接合的N型部分。此外,硅光学调制器包括在以第一端部区域结束的第一平板区域中一个接一个形成的多个P型掺杂段以及在以第二端部区域结束的第二平板区域中一个接一个形成的多个N型掺杂段。多个P型或N型掺杂段被配置为针对远离肋结构的段增加掺杂水平。
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