一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片制造技术

发明专利技术公开了一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片。该芯片由如下部分组合构成：光栅耦合器(1)、输入连接波导(2)、级联分光器(3)、连接波导(4)、相位调制阵列(5)、输出连接波导(6)、出射阵列天线(7)。其基本原理是，激光器激光经光栅耦合器(1)耦合进入输入连接波导(2)，经级联的分光器(3)将光强等分后，经连接波导(4)输入到相位调制阵列(5)，采用电极加电控制改变波导折射率的方式，对波导阵元进行相位调制。其中，主要提出相位调制阵列(5)中的控制电极采用共用电极方式，实现紧凑排布。而后，具有不同相位的光场经输出连接波导(6)输入到出射阵列天线(7)发射，实现光束偏转。

【技术实现步骤摘要】
一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片
本专利技术属于光电子器件领域，具体涉及一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片。
技术介绍
光学相控阵(OpticalPhasedArray,OPA)是基于微波相控阵扫描理论和技术发展起来的新型光束指向控制技术，通过改变阵列单元中光的相位延迟来实现对出射光束波前的控制，从而达到光束偏转目的。光学相控阵具有无惯性器件、精确稳定、方向可任意控制等优点，克服了机械扫描的局限性，在激光显示、激光探测、激光雷达等领域具有广阔的应用前景。自提出光学相控阵的概念之后，便涌现出了各种材料、各种结构的光学相控阵，包括液晶材料、MEMS结构以及基于热光效应的硅基集成光学技术。CMOS工艺发展相对成熟，具有较低成本和高集成度等特点，已受到广泛关注并形成了一定的竞争优势。硅基所具有的材料属性——热光系数较大，因此，应用于相控阵技术中时可利用热光调制效应。在硅基上构建空间间隔较小的光波导阵列，具有低成本、高稳定性，易于单片光电集成的优点。但是，芯片内相位调制器阵列中的加热电极会占据很大的面积。每一个电极占据百微米量级的面积，当光学相控阵需要达到几十甚至几百个相位调制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片，其特征在于包括光栅耦合器(1)、输入连接波导(2)、级联分光器(3)、连接波导(4)、相位调制阵列(5)、输出连接波导(6)、出射阵列天线(7)；所述的光栅耦合器(1)将光源从光纤耦合到波导芯片中的单模输入连接波导(2)；经级联的分光器(3)将光强等分后，再经连接波导(4)输入到相位调制阵列(5)，在相位调制阵列(5)中采用电极加电改变波导折射率的方法，对波导阵元进行相位调制；然后将具有不同相位的光场经输出连接波导(6)输入到出射阵列天线(7)发射，近场相位面倾斜的光场在远场相干叠加，实现光束偏转；所述的相位调制阵列(5)，由级联分光器(3)分出的...

【技术特征摘要】
1.一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片，其特征在于包括光栅耦合器(1)、输入连接波导(2)、级联分光器(3)、连接波导(4)、相位调制阵列(5)、输出连接波导(6)、出射阵列天线(7)；所述的光栅耦合器(1)将光源从光纤耦合到波导芯片中的单模输入连接波导(2)；经级联的分光器(3)将光强等分后，再经连接波导(4)输入到相位调制阵列(5)，在相位调制阵列(5)中采用电极加电改变波导折射率的方法，对波导阵元进行相位调制；然后将具有不同相位的光场经输出连接波导(6)输入到出射阵列天线(7)发射，近场相位面倾斜的光场在远场相干叠加，实现光束偏转；所述的相位调制阵列(5)，由级联分光器(3)分出的2N个具有相同光强的单模波导阵列构成，采用电极加电压改变波导折射率的方法进行相位调制，提出共用电极的排布方式。2.根据权利要求1所述的一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片，其特征在于所述的级联分光器(3)由N级1×2的3dB功分器构成，其结构是多模干涉耦合器，可以分出2N个相同强度的光路。3.根据权利要求2所述的一种基于共用电极的硅基集成光学相控阵芯片，其特征在于出射阵列天线(7)是相位调制后，经输出连接波导(6)连接的2N路天线阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：时尧成，陈敬业，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33