[发明专利]双层波导立体堆叠式低电压微型硅基光调制器

说明书

本发明是一种基于Mach‑Zehnder干涉原理的双层波导立体堆叠式低电压微型硅基光调制器。具体由三大部分组成：一段方形波导构成的光耦合单元﹐用以将光波传输至所设计的堆叠式Mach‑Zehnder调制单元；堆叠式Mach‑Zehnder调制单元，用以对光波进行调制；光波干涉单元，用以将调制好的两束光波进行耦合产生干涉现象。其中,堆叠式Mach‑Zehnder调制单元由双层波导构成，减少了器件占用面积，其的双层波导由金属薄膜覆盖,在外加可编程低电压信号的作用下对金属薄膜电场进行控制，使得调制单元两波导折射率发生变化，进而两波导输出光波间产生相位差，最终实现光波调制的功能。通过给定电压编码的输入，能够实现两种相位差的快速切换，在特定电压调制下可实现光开关的功能。本发明可广泛应用于硅基光集成电路及电光芯片设计。

技术领域

本发明涉及的是硅基光子芯片集成器件领域,具体涉及一种基于 Mach-Zehnder干涉原理的双层波导立体堆叠式低电压微型硅基光调制器。

背景技术

光调制技术就是将一个携带信息的信号叠加到载波光波上的一种调制技术。光调制能够使光波的某些参数如振幅、频率、相位、偏振状态和持续时间等按一定的规律发生变化。其中实现光调制的装置称为光调制器。

光开关是一种特定的光调制器件，可实现对光传输线路或集成光路中的光信号转化为逻辑信号。

Mach-Zehnder干涉是将一束光分成等功率的两束光，通过改变两束光的相对速度或者光路，使得两束光交汇时产生相位差，从而实现干涉。由于铌酸锂 (LiNbO3)具有泡克耳斯效应(Pockels Effect)，可通过给铌酸锂施加电场改变其折射率，从而改变铌酸锂内部光束的相位，实现光的相长相消干涉。

目前基于Mach-Zehnder干涉的硅基光调制器，其耦合单元由双波导耦合产生等功率的两束光波，该耦合方式在长度上为380μm左右，其调制单元由两个置于硅基平面上的波导组成，通过给单臂施加电场进行光波的调制，使两波导中的光波产生相位差，实现其输出端两光波产生干涉，从而控制输出端的光波强度。由于该类型的调制器调制单元中的两波导结构均建立在一片硅基上，由于调制单元结构较长占地面积较大，不利于光器件的集成。

发明公开的是基于Mach-Zehnder干涉原理的双层波导立体堆叠式低电压微型硅基光调制器。该调制器使用一个波导实现对光功率的分割，并传入调制单元。且调制单元由两个波导堆叠而成，减少了调制器在硅基上的占用空间。调制单元采用双臂调制，使得调制器长度有效缩短。该调制器结构呈轴对称，在生产时只需设计一半的结构，然后通过波导粘合技术将其合成一个整体，即可得到该光器件。有效的降低了器件复杂度和生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电容耦合电极的非接触式血压检测方法，该方法主要以非接触式心电信号和阻抗容积率信号的检测为核心

本发明的目的在于提供一种结构简单、高调制速率、兼容CMOS电压、易于生产的基于Mach-Zehnder干涉原理的双层波导立体堆叠式低电压微型硅基光调制器。

本发明的目的是这样实现的:

一种基于Mach-Zehnder干涉原理的双层波导立体堆叠式低电压微型硅基光调制器。包括光耦合单元1、堆叠式Mach-Zehnder调制单元2、光波干涉单元 3。在光耦合单元1的一端接入光波信号，光波穿过耦合单元从另一端口输出到堆叠式Mach-Zehnder调制单元2用以将光分成两路进行相位调制，经过调制单元2调制后的两束光输出至光波干涉单元中进行干涉。光波在传输过程中,在调制单元2处输入的可编程电压信号能够实现对调制单元2中的两光波进行相位调制，使调制单元2输出的两光波产生相位差。量光波在干涉单元3相遇，发生干涉相长或相消。因此,给定符合要求的电压信号作为调制电压,能够实现光波干涉相长与干涉相消的快速切换，实现硅基波导集成光开关的功能。在非干涉相长与干涉相消相位差可实现光强调制器功能。