一种多模数模转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种多模数模转换器。该多模数模转换器包括多个微环谐振器以及多个光耦合器，利用多模波导支持多个模式光信号传输的特性，通过微环谐振器中的单模波导与多模波导之间的模式耦合来实现数字信号的输入，再由多模波导对于单一波长的多个模式组成的模拟信号进行传输，最终由硅基锗探测器对光信号进行探测。该多模数模转换器可实现硅基片上集成，其制备工艺与CMOS工艺兼容，对电学芯片中加入光学模块、实现光电模块的一体化封装具有积极意义。

A multi analog to analog converter

The invention discloses a multi analog to analog converter. The multi modulus converter comprises a plurality of micro ring resonator and a plurality of optical couplers, using multimode waveguide support transmission characteristics of multi mode optical signal, by mode coupling between micro ring resonators in single-mode waveguide and multimode waveguide to realize digital signal input, analog signal and multimode waveguide by multiple modes for single wavelength the composition of the transmission, and ultimately by the silicon germanium detector is used for optical signal detection. The multi modulus analog-to-digital converter can realize integration on silicon substrate, and its preparation process is compatible with CMOS technology. It has positive significance for adding optical modules and realizing integrated packaging of photoelectric modules.

【技术实现步骤摘要】
一种多模数模转换器
本专利技术属于集成光学领域，具体涉及一种基于微环谐振器的多模数模转换器，用于光电信号的数模转换。
技术介绍
随着现代电子信息技术的高速发展，作为模拟系统与数字系统之间的转化桥梁，高速、大分辨率的模数转换器(Analog-to-digitalConverter，ADC)和数模转换器(Digital-to-analogConverter，DAC)在信号传输和处理方面的应用日趋广泛。由于传统的电学数模和模数转换技术受到电子瓶颈的限制，其性能的提升速度具有一定的局限性，而光学转换方式由于其采样速率高、孔径抖动小、不受电磁干扰等优点，使得光学模数转换和数模转化技术成为目前人们研究的热点之一。目前，波分复用技术(WDM，WavelengthDivisionMultiplexing)、偏振复用技术(PDM，PolarizationDivisionMultiplexing)以及模分复用技术(MDM，ModeDivisionMultiplexing)逐渐成为提升系统容量与增大信道传输带宽的主要方式。其中，模分复用技术作为突破传统单模光纤通信系统传输容量瓶颈的有效技术手段，能够使光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模数模转换器，包括第一单模波导(1)，第一光耦合器(2)，第二光耦合器(3)，第一微环谐振器(5)，第三光耦合器(4)，第二微环谐振器(6)和第三微环谐振器(7)，其特征在于：所述第一单模波导(1)用于将第一模式信号光输入第一光耦合器(2)；所述第一光耦合器(2)用于耦合第一模式信号光，分别从一级光耦合第一输出端口和第二输出端口输出；所述第一微环谐振器(5)处于谐振状态时，用于将第一光耦合器(2)一级光耦合第一输出端口输出第一模式信号光通过倏逝波耦合到第二单模波导(8)中，成为所述第二单模波导(8)中第一模式信号光；所述第二光耦合器(3)用于耦合从一级光耦合第二输出端口输出的信号光，分别...

【技术特征摘要】
1.一种多模数模转换器，包括第一单模波导(1)，第一光耦合器(2)，第二光耦合器(3)，第一微环谐振器(5)，第三光耦合器(4)，第二微环谐振器(6)和第三微环谐振器(7)，其特征在于：所述第一单模波导(1)用于将第一模式信号光输入第一光耦合器(2)；所述第一光耦合器(2)用于耦合第一模式信号光，分别从一级光耦合第一输出端口和第二输出端口输出；所述第一微环谐振器(5)处于谐振状态时，用于将第一光耦合器(2)一级光耦合第一输出端口输出第一模式信号光通过倏逝波耦合到第二单模波导(8)中，成为所述第二单模波导(8)中第一模式信号光；所述第二光耦合器(3)用于耦合从一级光耦合第二输出端口输出的信号光，分别从二级光耦合第一输出端口和第二输出端口输出；所述第二微环谐振器(6)处于谐振状态时，用于将第一模式信号光通过倏逝波耦合到第一多模波导(10)中，成为所述第一多模波导(10)中第二模式信号光；所述第三光耦合器(4)用于耦合从二级光耦合第二输出端口输出的信号光，分别从三级光耦合第一输出端口和第二输出端口输出；所述第三微环谐振器(7)处于谐振状态时，用于将第一模式信号光通过倏逝波耦合到第二多模波导(12)中，成为所述第二多模波导(12)中第三模式信号光；所述第一多模波导(10)输出第一模式信号光和第二模式信号光；所述第二多模波导(12)输出第一模式信号光、第二模式信号光和第三模式信号光。2.根据权利要求1所述的多模数模转换器，其特征在于：所述第一光耦合器(2)、第二光耦合器(3)和第三光耦合器(4)均为1×2多模干涉型光耦合器；所述第一单模波导(1)和第二单模波导(8)均只支持横电场模基模光信号的传输；所述第一多模波导(10)和第二多模波导(12)支持横电场模基模光信号及其高阶模光信号的传输。3.根据权利要求1所述的多模数模转换器，其特征在于，所述第一微环谐振器(5)、第二微环谐振器(6)以及第三微环谐振器(7)均为环形波导，三者的波导截面与半径、接收到的输入光的波长，以及中心谐振波长均相同。4.根据权利要求1所述的多模数模转换器，其特征在于，第二微环谐振器(6)与第一多模波导(10)之间的距离，和/或第三微环谐振器(7)与第二多模波导(12)之间的距离满足条件：横电场模基模与其高阶模之间的倏逝波耦合。5.根据权利要求1或2所述的多模数模转换器，其特征在于：所述第一光耦合器(2)的一侧具有一级光耦合输入端口(A0)，另一侧具有一级光耦合第一输出端口(A1)和一级光耦合第二输出端口(A2)；所述第二光耦合器(3)的一侧具...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑凌晨，丁建峰，邵斯竹，付鑫，贾浩，杨林，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11