[发明专利]一种微环谐振腔的硅基电光调制器

说明书

本发明涉及一种微环谐振腔的硅基电光调制器，其包括：微环谐振腔以及直波导，微环谐振腔包括内环和外环，所述内环与所述外环均为封闭的圆环，且所述内环与所述外环的圆心位于同一点，所述内环与所述外环上均设有掺杂区，掺杂区包括P型掺杂区与N型掺杂区；所述直波导沿所述外环的径向设置于所述外环的一侧，且所述直波导与所述外环耦合，以在所述直波导的两端形成输入端和直通端。改变掺杂区的掺杂浓度，可以改变波导的折射率与吸收系数，从而实现微环的调谐与调制。并且在仿真及设计过程中，通过选取合适的同心圆内环与外环的参数，可以实现双环互耦合，以调节谐振腔由于工艺技术限制等原因造成的后向散射带来的谐振分裂情况。

技术领域

本发明涉及光通信器件技术领域，特别涉及一种微环谐振腔的硅基电光调制器。

背景技术

过去二十多年里，受移动互联网、高清流媒体、物联网、云计算等需求增长的推动，第五代技术标准(5G)应运而生，通信数据交换呈爆炸式增长。通信系统需要高速率、大带宽以及低能耗的功能模块及器件，就必须使用更小制程的芯片来满足以上要求。

与CMOS工艺兼容的硅基光子平台满足以上要求，是目前最具有前景的光子集成平台之一。硅光子芯片的众多单元中，微环谐振腔是十分常见的结构，具有体积小、Q值高、波长选择性强等特点，是集成硅基光电子学的关键元件，已广泛应用在硅光子学领域的滤波、调制、延时、光电震荡器以及生物传感器等各种功能器件中。

相关技术中，在硅光芯片的加工工艺流程中，芯片的尺寸极小，掩膜版缺陷以及大量离子轰击将会增加波导侧壁粗糙度，这不仅会带来额外的传播损耗，而且还会带来随机后向散射。这种后向散射，将引发环形波导中顺时针和逆时针传播模式耦合，造成谐振峰的劈裂，影响微环调制器的调制深度与线性度。

因此，有必要设计一种新的微环谐振腔的硅基电光调制器，以克服上述问题。

发明内容

本发明实施例提供一种微环谐振腔的硅基电光调制器，以解决相关技术中影响微环调制器的调制深度与线性度的问题。

第一方面，提供了一种微环谐振腔的硅基电光调制器，其包括：微环谐振腔，所述微环谐振腔包括内环和外环，所述内环与所述外环均为封闭的圆环，且所述内环与所述外环的圆心位于同一点，所述内环与所述外环上均设有掺杂区；直波导，所述直波导沿所述外环的径向设置于所述外环的一侧，且所述直波导与所述外环耦合，以在所述直波导的两端形成输入端和直通端。

一些实施例中，所述掺杂区具有N型掺杂区和P型掺杂区，N型掺杂区和P型掺杂区形成PN结。

一些实施例中，所述P型掺杂区包括相连接的P型重掺区和P型轻掺区，所述N型掺杂区包括相连接的N型重掺区和N型轻掺区。

一些实施例中，所述N型轻掺区和所述P型轻掺区均包括第一区以及位于所述第一区上方的第二区，所述第二区沿径向方向的宽度小于所述第一区沿径向方向的宽度。

一些实施例中，所述第二区的厚度大于所述第一区的厚度。

一些实施例中，所述内环上的掺杂区与所述外环上的掺杂区均设置于远离所述直波导的一侧，所述内环上的掺杂区与所述外环上的掺杂区的起始位置和终止位置相同。

一些实施例中，所述内环与所述外环间隔设置，且所述内环与所述外环之间的间距W根据所述外环的内径确定。

一些实施例中，所述内环与所述外环上均设有间隔设置的两个掺杂区，所述内环上的两个所述掺杂区的大小不同，所述外环上的两个所述掺杂区的大小不同。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：