一种波长无关高消光比的硅光子调制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种波长无关高消光比的硅光子调制器，属于半导体光信号传输技术领域。该硅光子调制器，硅层分为输入硅光子波导、主MZI结构中的硅光子3dB分束器、辅助MZI单元Ⅰ、辅助MZI单元Ⅱ、主MZI中的相位臂硅光子波导、硅光子输出波导、主MZI中的硅光子合束器和主MZI单元，输入硅光子波导通过主MZI结构中的硅光子3dB分束器分别连接辅助MZI单元Ⅰ、辅助MZI单元Ⅱ输入端，辅助MZI单元Ⅰ、辅助MZI单元Ⅱ输出端连接主MZI中的相位臂硅光子波导，主MZI中的相位臂硅光子波导内部设有主MZI单元，主MZI中的相位臂硅光子波导输出端连接硅光子输出波导。本实用新型专利技术通过对辅助MZI进行操作，可以有效解决当前MZI硅光子调制器低消光比和窄波长带宽的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种波长无关高消光比的硅光子调制器
本技术涉及一种波长无关高消光比的硅光子调制器，属于半导体光信号传输

技术介绍
硅光子光电集成波导器件是光通信领域的研究热点，其工艺与CMOS器件工艺完全兼容，能够实现与现有集成电路进行集成；同时由于硅材料具有相对高的材料折射率，其器件尺寸可以到达纳米量级，具有极低的成本和批量生产的特性。硅光子高速调制器在光通信网络、数据中心等数据传输方面有着广泛的应用前景。目前硅光子高速调制器主要有4种结构，微环调制器、MOS结构调制器、GeSi吸收调制器和PN结MZI调制器。微环调制器对光波长非常敏感且调制消光比低，MOS结构调制器由于使用多晶硅材料其光学损耗大，GeSi吸收调制器由于Ge带宽变化小只能在1600nm左右的光波段调制且效率低，鉴于以上的原因，此三种硅光子调制器还未实现广泛应用。PN结MZI结构的硅光子调制器是依靠Si的等离子色散效应实现调制功能，通过注入载流子的浓度变化改变波导折射率。目前，PN结MZI结构的硅光子调制器已经实现了超过50Gbps的OOK模式的调制，通过PAM4或更高的PAM16、偏振调制等模式可以实现更高的调制速率，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长无关高消光比的硅光子调制器，包括从下至上的SOI晶片的衬底（31）、SOI晶片的埋氧层（30）、硅层和硅光子波导的SiO2上包层（29），其特征在于：所述硅层分为输入硅光子波导（1）、主MZI结构中的硅光子3dB分束器（2）、辅助MZI单元Ⅰ（7）、辅助MZI单元Ⅱ（9）、主MZI中的相位臂硅光子波导、硅光子输出波导（17）、主MZI中的硅光子合束器（18）和主MZI单元（21），输入硅光子波导（1）通过主MZI结构中的硅光子3dB分束器（2）分别连接辅助MZI单元Ⅰ（7）、辅助MZI单元Ⅱ（9）输入端，辅助MZI单元Ⅰ（7）、辅助MZI单元Ⅱ（9）输出端连接主MZI中的相位臂硅光...

【技术特征摘要】
1.一种波长无关高消光比的硅光子调制器，包括从下至上的SOI晶片的衬底（31）、SOI晶片的埋氧层（30）、硅层和硅光子波导的SiO2上包层（29），其特征在于：所述硅层分为输入硅光子波导（1）、主MZI结构中的硅光子3dB分束器（2）、辅助MZI单元Ⅰ（7）、辅助MZI单元Ⅱ（9）、主MZI中的相位臂硅光子波导、硅光子输出波导（17）、主MZI中的硅光子合束器（18）和主MZI单元（21），输入硅光子波导（1）通过主MZI结构中的硅光子3dB分束器（2）分别连接辅助MZI单元Ⅰ（7）、辅助MZI单元Ⅱ（9）输入端，辅助MZI单元Ⅰ（7）、辅助MZI单元Ⅱ（9）输出端连接主MZI中的相位臂硅光子波导，主MZI中的相位臂硅光子波导内部设有主MZI单元（21），主MZI中的相位臂硅光子波导输出端连接硅光子输出波导（17）。2.根据权利要求1所述的波长无关高消光比的硅光子调制器，其特征在于：所述辅助MZI单元Ⅰ（7）包括辅助MZI硅光子3dB分束器Ⅰ（3）、辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅰ（4）、辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅰ（5）、辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅱ（6）和辅助MZI的硅光子合束器Ⅰ（8）；辅助MZI单元Ⅱ（9）包括辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅲ（10）、辅助MZI硅光子3dB分束器Ⅱ（11）、辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅱ（12）、辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅳ（13）和辅助MZI的硅光子合束器Ⅱ（14），所述输入硅光子波导（1）通过主MZI结构中的硅光子3dB分束器（2）分别连接辅助MZI硅光子3dB分束器Ⅰ（3）和辅助MZI硅光子3dB分束器Ⅱ（11），辅助MZI硅光子3dB分束器Ⅰ（3）连接两个辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅰ（4），两个辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅰ（4）内部分别设有辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅰ（5）和辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅱ（6），两个辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅰ（4）输出端均连接辅助MZI的硅光子合束器Ⅰ（8）；辅助MZI硅光子3dB分束器Ⅱ（11）连接两个辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅱ（12），两个辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅱ（12）内部分别设有辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅲ（10）和辅助MZI的PN-type硅光子相位调制器Ⅳ（13），两个辅助MZI相位臂硅光子波导Ⅱ（12）输出端连接辅助MZI的硅光子合束器Ⅱ（14）。3.根据权利要求2所述的波长无关高消光比的硅光子调制器，其特征在于：所述主MZI单元（21）包括主MZI中的PN-type硅光子相位调制器Ⅰ（15）和主MZI中的PN-type硅光子相位调制器Ⅱ（20），所述辅助MZI的硅光子合束器Ⅰ（8）连接主MZI中的PN-type硅光子相位调制器Ⅱ（20）输入端，辅助MZI的硅光子合束器Ⅱ（14）连接主MZI中的PN-type硅光子相位调制器Ⅰ（15）输入端。4.根据权利要求3所述的波长无关高消光比的硅光子调制器，其特征在于：所述主MZI中的相位臂硅光子波导包括主MZI中的相位臂硅光子波导Ⅰ（16）和主MZI中的相位臂硅光子...

【专利技术属性】
技术研发人员：方青，陈晓铃，胡娟，陈华，张志群，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53