使用杂基加热器的光环形谐振器制造后微调的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种使用杂基加热器的光环形谐振器制造后微调的装置和方法。可以使用在光环形谐振器延伸的光学板中的加热器来加热装置处的光学环形谐振器，所述的加热器包括非均匀分布的掺杂剂；控制器确定所述光环形谐振器的初始谐振频率；所述的控制器使用所述电气连接件对所述加热器应用所述预定电气参数的对应子集，由于加热器中掺杂剂的迁移，将所述光环形谐振器的谐振频率从初始谐振频率偏移到目标谐振频率。

Device and method for fine tuning after fabrication of an optical ring resonator using a hybrid heater

The present invention provides a device and method for fine tuning after manufacturing an optical ring resonator using a hetero substrate heater. The heater can use optical plate extending in optical ring resonator in optical ring resonator heating device, the heater comprises a dopant non uniformly distributed; the controller determines the initial resonant frequency of the optical ring resonator; the controller uses the electrical connections of the heater corresponding to the application a predetermined subset of electrical parameters, due to the migration of dopant in the heater, the optical ring resonator resonant frequency from the initial resonance frequency offset to the target resonance frequency.

【技术实现步骤摘要】
使用杂基加热器的光环形谐振器制造后微调的装置和方法
本说明书一般涉及远程通讯装置，且具体来说涉及一种用于使用杂基加热器(dopant-basedheater)的光环形谐振器制造后微调(trimming)的装置和方法。
技术介绍
多个绝缘体上硅光环形谐振器(silicon-on-insulatoropticalringresonators)一般需要耦合于以特定步长(例如，50GHz，200GHz等)的谐振频率间隔开的相同波导和/或光总线。多个绝缘体上硅光环形谐振器在制造中的变化(例如蚀刻深度，宽度等)使得通常不能以足够的准确度或精度来间隔谐振。因此，使用每个独立的光环形谐振器的热调谐以便在工作期间达到特定间隔。这增加了控制电路执行热调谐的复杂性，并且需要装置的额外功率消耗。例如可通过从光环形谐振器移除/添加材料来完成对光环形谐振器的谐振条件进行物理的制造后“微调”(Physicalpost-fabrication“trimming”)。这可通过使用薄膜沉积、蚀刻或激光烧蚀来实现。不管在什么条件下，这需要光环形谐振器的局部结构在数百纳米的数量级上的精确物理变化，其可能是具有挑战性的、耗时的，并且与光环形谐振器通常使用的厚覆层不相配的。
技术实现思路
本说明书提供了一种用于使用杂基加热器(dopant-basedheater)的光环形谐振器制造后微调(post-fabricationtrimming)的装置和方法。这种微调不是通过光环形谐振器的物理结构的改变而是通过使用光学板中的位于光环形谐振器内的加热器，所述光环形谐振器即从该光学板中延伸出。加热器包括具有非均匀掺杂分布的光学板半导体(semiconductoroftheopticalslab)的局部掺杂部分，例如相对于加热器其余部分具有掺杂峰值和/或较高掺杂浓度的区域。光学板半导体(semiconductoroftheopticalslab)的局部掺杂部分可以延伸(extend)到光环形谐振器中。该装置还包括连接至加热器的电气连接件(electricalconnections)。给定的一组电气条件用于向加热器提供功率，导致掺杂剂相对于光环形谐振器偏移，从而改变光环形谐振器内的掺杂浓度。具体地，测量光环形谐振器的初始谐振频率，并指定目标谐振频率；而后基于一组电气参数操作加热器，该组电气参数将使初始谐振频率偏移到目标谐振频率。例如，对于给定的掺杂分布，可以将引起给定谐振频率偏移的电气参数在存储器中供应，并且可以选择电气参数的子集操作加热器，以引起期望的谐振频率偏移。以这种方式，在光总线上的一个或多个光环形谐振器的谐振频率可偏移到精确分隔其频率。因此，在远程通讯系统中的一个或多个光环形谐振器的后期运行中每个光环形谐振器的局部加热可以避免。在本说明书中，元件可以被描述为“配置以”执行一个或多个功能或“配置用于”这些功能。一般来说，配置以执行或配置用于执行一种功能的元件能够执行该功能，或者适用于执行该功能，或适应于执行该功能，或者可以用来执行该功能，或者以其他方式能够执行该功能。此外，显而易见的是，在本说明书中，某些元件可根据上下文描述为通过物理的、电的或其任何组合的形式连接。通常，电气连接的部件配置以经由电子信号进行通信(即，它们能够通信)。根据上下文，物理耦合和/或物理连接的两个部件可以作为一个单个元件。在某些情况下，物理连接的元件可以形成整体，例如，可以共享结构和材料的单件物品的一部分。在其他情况下，物理连接的元件可以包括以任何方式紧固在一起的分立元器件。物理连接还可以包括紧固在一起的分立元器件的组合，以及制作(fashioned)为单件的元器件。应当理解的是，就本专利技术的目的而言，“X，Y和Z中的至少一个”和“X，Y和Z中的一个或多个”的表述可以被解释为仅X，仅Y，仅Z，或X、Y和Z中的两个或多个的任意组合(例如，XYZ，XY，YZ，XZ等)。类似的逻辑可以应用于任何情况下出现的两个或多个的“至少一个...”和“一个或多个...”的表述。本说明书一方面提供一种装置，其包括：包含绝缘体结构上的半导体的衬底，在所述绝缘体上的光学板，所述光学板由所述半导体形成，光输入，光输出，在两者之间的至少一个光总线，以及耦合到所述至少一个光总线并从所述光学板延伸出的光环形谐振器，在所述光学板中并且在所述光环形谐振器的至少一部分内的加热器，所述加热器在所述光环形谐振器的至少一内径和一外径之间延伸，所述的加热器包含了在半导体中具有非均匀分布的掺杂剂；连接所述加热器的电气连接件；存储所述加热器的预定电气参数的存储器，当所述预定电气参数应用于所述加热器时，将导致所述加热器中的所述掺杂剂相对于所述光环形谐振器扩散，由于各个光环状谐振器内的掺杂剂的浓度改变而引起所述光环形谐振器的谐振的偏移，所述预定电气参数存储为加热期间光环形谐振器中的谐振频率偏移的函数；以及使用所述电气连接件与所述加热器进行通信的控制器；所述控制器配置为：确定所述光环形谐振器的初始谐振频率；基于所述初始谐振频率和目标谐振频率确定预定电气参数的子集，在该预定电气参数的子集处运行所述加热器；并且使用所述电气连接件将所述预定电气参数的对应子集供应给所述加热器，以将所述光环形谐振器的谐振频率从初始谐振频率偏移到目标谐振频率。所述掺杂剂的非均匀分布包括在所述光环形谐振器的内径和外径的任一侧上的至少一个峰值。所述掺杂剂的非均匀分布包括在所述光环形谐振器的内径和外径之间的至少一个峰值。所述的装置进一步包含在所述加热器中的第二掺杂剂，由于在加热期间改变了所述光环形谐振器内的所述第二掺杂剂的浓度，所述的加热器的预定电气参数可以进一步与在所述光环形谐振器的谐振中的诱发偏移(inducingshifts)相关。由于在加热期间改变了所述光环形谐振器内晶格缺陷的浓度及物理性质中一个或多个，所述的加热器的预定电气参数可以进一步与在所述光环形谐振器的谐振中的诱发偏移(inducingshifts)相关。由于在加热期间至少将所述光环形谐振器暴露于反应性气体(areactivegas)中，所述的加热器的预定电气参数可以进一步与在所述光环形谐振器的谐振中的诱发偏移(inducingshifts)相关。所述的掺杂剂可包括p型掺杂剂。所述的掺杂剂可包括n型掺杂剂。所述的掺杂剂可包括深层掺杂剂(deep-leveldopant)。所述的光环形谐振器包括光滤波器，所述加热器围绕所述光滤波器的主要部分延伸。所述的光环形谐振器包括光调制器，所述的装置进一步包括围绕所述光调制器第一部分的电压控制装置，及围绕所述的光调制器的第二部分的所述加热器，所述第一部分长于所述第二部分。所述的装置可进一步包括在光总线上的光输入，所述光输入配置为接收光信号，该光信号用于将所述光信号传送到所述光环形谐振器。所述的装置可进一步包括光源，所述光源配置为向所述光总线提供光信号，该光信号用于将所述光信号传送到所述光环形谐振器。所述的装置可以进一步包括在所述光环形谐振器及在所述光总线上的覆盖层。本说明书另一方面提供了一种方法，其在以下装置实施，所述装置包括：包含绝缘体结构上的半导体的衬底，在所述绝缘体上的光学板，所述光学板由所述半导体形成，光输入，光输出，在两者之间的至少一个光总线，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其特征在于，所述的装置包括：包含绝缘体结构上的半导体的衬底，在所述绝缘体上的光学板，所述光学板由所述半导体形成，光输入，光输出，以及在两者之间的至少一个光总线，和耦合到所述至少一个光总线并从所述光学板延伸的光环形谐振器，在所述光学板上和所述光环形谐振器的至少一部分内的加热器，所述加热器在所述光环形谐振器的至少一内径和一外径之间延伸，所述的加热器包含了在所述半导体中具有非均匀分布的掺杂剂；连接至所述加热器的电气连接件；存储器，存储所述加热器的预定电气参数，当其应用于所述加热器时，将导致所述加热器中的所述掺杂剂相对于所述光环形谐振器扩散，由于各个光环状谐振器内的掺杂剂的浓度改变而引起所述光环形谐振器的谐振的偏移，所述预定电气参数存储为加热期间光环形谐振器中的谐振频率偏移的函数；和，使用所述电气连接件与所述加热器进行通信的控制器；控制器配置为：确定所述光环形谐振器的初始谐振频率；基于所述初始谐振频率和目标谐振频率确定预定电气参数的子集，使所述加热器中在所述子集处运行；并且，使用所述电气连接件对所述加热器应用所述预定电气参数的对应子集，以将所述光环形谐振器的谐振频率从初始谐振频率偏移到目标谐振频率。...

【技术特征摘要】
2016.03.10 US 15/066，6531.一种装置，其特征在于，所述的装置包括：包含绝缘体结构上的半导体的衬底，在所述绝缘体上的光学板，所述光学板由所述半导体形成，光输入，光输出，以及在两者之间的至少一个光总线，和耦合到所述至少一个光总线并从所述光学板延伸的光环形谐振器，在所述光学板上和所述光环形谐振器的至少一部分内的加热器，所述加热器在所述光环形谐振器的至少一内径和一外径之间延伸，所述的加热器包含了在所述半导体中具有非均匀分布的掺杂剂；连接至所述加热器的电气连接件；存储器，存储所述加热器的预定电气参数，当其应用于所述加热器时，将导致所述加热器中的所述掺杂剂相对于所述光环形谐振器扩散，由于各个光环状谐振器内的掺杂剂的浓度改变而引起所述光环形谐振器的谐振的偏移，所述预定电气参数存储为加热期间光环形谐振器中的谐振频率偏移的函数；和，使用所述电气连接件与所述加热器进行通信的控制器；控制器配置为：确定所述光环形谐振器的初始谐振频率；基于所述初始谐振频率和目标谐振频率确定预定电气参数的子集，使所述加热器中在所述子集处运行；并且，使用所述电气连接件对所述加热器应用所述预定电气参数的对应子集，以将所述光环形谐振器的谐振频率从初始谐振频率偏移到目标谐振频率。2.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述掺杂剂的非均匀分布包括在所述光环形谐振器的内径和外径的任一侧上的至少一个峰值。3.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述掺杂剂的非均匀分布包括在所述光环形谐振器的内径和外径之间的至少一个峰值。4.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，进一步包含在所述加热器中的第二掺杂剂，由于在加热期间改变所述光环形谐振器内的所述第二掺杂剂的浓度，所述的加热器的预定电气参数进一步与所述光环形谐振器谐振引起的偏移相关。5.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，由于在加热期间改变一个或多个所述光环形谐振器内晶格缺陷的浓度及物理性质，所述的加热器的预定电气参数进一步与引起所述光环形谐振器的谐振中的偏移相关。6.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，由于在加热期间至少将所述光环形谐振器暴露于反应性气体中，所述的加热器的预定电气参数进一步与引起所述光环形谐振器的谐振中的偏移相关。7.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述的掺杂剂包括p型掺杂剂。8.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述的掺杂剂包括n型掺杂剂。9.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述的掺杂剂包括深层掺杂剂(deep-leveldopant)。10.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述的光环形谐振器包括光滤波器，所述加热器围绕所述光滤波器的主要部分延伸。11.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述的光环形谐振器包括光调制器，所述的装置进一步包括围绕所述光调制器第一部分的电压控制装置，及围绕所述光学调制器的第二部分的所述加热器，所述第一部分长于所述第二部分。12.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于，所述光环形谐振器和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·皮特·耐特斯，
申请(专利权)人：拉诺沃斯公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA