电光调制器制造技术

呈现了一种用于波导的电光调制器。所述电光调制器包括：第一半导体层；第二半导体层；介电层，插入在所述第二半导体层与所述第一半导体层之间；以及耦合层，用于将所述波导的导模耦合至所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个。所述电光调制器被配置为通过响应于在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间施加的电压而改变折射率来引发对所述波导的所述导模的调制。导的所述导模的调制。导的所述导模的调制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电光调制器


[0001]本说明书涉及一种电光调制器。

技术介绍

[0002]近年来，出现了基于光子集成电路(PIC)的大量应用，包括数据中心通信、相干电信、滤波器、超连续谱产生、光谱学、生物传感、量子光学和微波光子学。随着对新兴光子电路的兴趣日益增加，成功的光子平台需要电光调制器。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一个方面，提供一种用于波导的电光调制器。所述电光调制器包括：第一半导体层；第二半导体层；介电层，插入在所述第二半导体层与所述第一半导体层之间；以及耦合层，用于将所述波导的导模耦合至所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个。所述电光调制器被配置为通过响应于在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间施加的电压而改变折射率来引发对所述波导的所述导模的调制。
[0004]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层包括彼此相反类型的掺杂，使得当所述第一半导体层表现出n型行为时，所述第二半导体层表现出p型行为，并且当所述第一半导体层表现出p型行为时，所述第二半导体层表现出n型行为。
[0005]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括非简并半导体。
[0006]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括III
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V半导体。
[0007]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括硅、锗和SiGe合金中的一种或多种。
[0008]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个的结构为以下各项中的一种：非晶、氢化非晶、多晶、纳米晶或晶体。
[0009]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括合金，所述合金包括NiSi、Ni2Si、NiSi2、TiSi、TiSi2、CoSi、CO2Si、PtSi或锗化物薄膜中的一种或多种。
[0010]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括本征半导体。
[0011]在一些实现方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括半金属层。
[0012]在一些实现方式中，所述介电层的厚度介于0.1nm与40nm之间。
[0013]在一些实现方式中，所述半导体层和所述第二半导体层的厚度小于500nm。
[0014]在一些实现方式中，所述耦合层包括二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、苯并环丁烯(BCB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对二甲苯中的一种
或多种。
[0015]在一些实现方式中，所述介电层包括二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、苯并环丁烯(BCB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对二甲苯中的一种或多种。
[0016]在一些实现方式中，提供有一种包括波导的装置，所述波导包括芯和上文描述的所述电光调制器。所述芯的截面在沿所述导模的传播方向的至少一个位置处具有多边形形状，并且在所述至少一个位置处，所述电光调制器被形成为基本平行于并覆盖所述芯的所述截面的一侧。
[0017]在一些实现方式中，在所述至少一个位置处，所述电光调制器被形成为基本平行于并覆盖所述芯的所述截面的两个或更多个连续侧。
[0018]在一些实现方式中，所述第一半导体层沿所述导模的传播方向的范围大于所述介电层沿相同方向的范围。所述介电层沿所述导模的传播方向的范围大于所述第二半导体层沿相同方向的范围。
[0019]在一些实现方式中，提供有一种Mach
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Zehnder调制器，包括：输入端口；输出端口；第一分束器和第二分束器，分别连接至输入端口和输出端口，并被配置为将分别从所述输入端口和所述输出端口接收的光导模分成两个光导模；以及第一臂和第二臂，设置在所述第一分束器与所述第二分束器之间并连接所述第一分束器和所述第二分束器，从而形成Mach
‑
Zehnder干涉仪。所述第一臂包括波导和第一电光调制器，所述第一电光调制器是上文描述的所述电光调制器。
[0020]在一些实现方式中，所述第二臂包括波导和第二电光调制器，所述第二电光调制器是上文描述的所述电光调制器。
[0021]在一些实现方式中，提供有一种环形谐振器，包括：总线波导，包括输入端口和输出端口；环形谐振器，耦合至所述总线波导。所述环形谐振器包括波导和上文描述的所述电光调制器。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提供有一种在波导上制造电光调制器的方法，所述方法包括：在所述波导上沉积耦合层；在所述耦合层上沉积第一半导体层；在所述第一半导体层上沉积介电层；以及在所述介电层上沉积第二半导体层。
[0023]在一些实现方式中，所述沉积所述耦合层包括PECVD、LPCVD、原子层沉积(ALD)、热氧化中的一种或多种。
[0024]在一些实现方式中，所述沉积第一硅层或第二硅层包括LPCVD、PECVD、ALD、溅射或PVD技术，其中，掺杂水平小于2
×
10
20
at/cm3。
[0025]在一些实现方式中，所述沉积所述介电层包括所述第一半导体层的氧化或原子层沉积(ALD)、热氧化或氮化中的一种或多种。
附图说明
[0026]现在将参考附图，通过示例的方式描述本专利技术的某些实施例，其中：
[0027]图1是波导上的电光调制器的截面示意图。
[0028]图2a是波导上的电光调制器的截面示意图。
[0029]图2b和图2c是表示电光调制器的数值模拟结果的图表。
[0030]图3是波导上的电光调制器的截面示意图。
[0031]图4a是波导上的电光调制器的截面示意图。
[0032]图4b是波导上的电光调制器的示意性3维视图。
[0033]图5a和图5b是示出Mach
‑
Zehnder调制器的示例性实施例的示意图。图5a和图5b是Mach
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Zehnder调制器的示意性俯视图。
[0034]图6是环形谐振器调制器的示意性俯视图。
[0035]图7是示出制造电光调制器的示例性方法的流程图。
具体实施方式
[0036]电光调制器是一种光学装置，其中，响应于电信号而调制光束或光导模的物理特性。光的物理特性的示例包括相位、振幅或偏振。
[0037]电光调制器工作所基于的电光效应包括电折射效应和电吸收效应。
[0038]光的相位调制可通过材料的电折射效应来实现，其中，响应于电场，材料的折射率的实部发生变化。当光束通过具有电光特性的材料时，光束所经历的路径长度会随着施加至材料的电场强度而变化。偏振的调制也可通过电折射效应来实现，例如，使用非中心对称材料。
[0039]光的振幅的调制可通过材料的电吸收效应来实现，其中，响应于电场，材料的折射率的虚部发生变化。当光束穿过具有电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于波导的电光调制器，包括：第一半导体层；第二半导体层；介电层，插入在所述第二半导体层与所述第一半导体层之间；以及耦合层，用于将所述波导的导模耦合至所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个，其中，所述耦合层设置在所述第一半导体层与所述波导之间，使得所述导模的中心不与所述电光调制器重叠，并且其中，所述电光调制器被配置为通过响应于在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间施加的电压而改变折射率来引发对所述波导的所述导模的调制。2.根据权利要求1所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层包括彼此相反类型的掺杂，使得当所述第一半导体层表现出n型行为时，所述第二半导体层表现出p型行为，并且当所述第一半导体层表现出p型行为时，所述第二半导体层表现出n型行为。3.根据权利要求2所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括非简并半导体。4.根据权利要求2或3所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括III
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V半导体。5.根据权利要求2或3所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括硅、锗和SiGe合金中的一种或多种。6.根据权利要求2至5中任一项所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个的结构为以下各项中的一种：非晶、氢化非晶、多晶、纳米晶或晶体。7.根据权利要求2至6中任一项所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括合金，所述合金包括NiSi、Ni2Si、NiSi2、TiSi、TiSi2、CoSi、CO2Si、PtSi或锗化物薄膜中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括本征半导体。9.根据权利要求1所述的电光调制器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个包括半金属层。10.根据前述权利要求中任一项所述的电光调制器，其中，所述介电层的厚度介于0.1nm与40nm之间。11.根据前述权利要求中任一项所述的电光调制器，其中，所述半导体层和所述第二半导体层的厚度小于500nm。12.根据前述权利要求中任一项所述的电光调制器，其中，所述耦合层包括二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、苯并环丁烯(BCB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对二甲苯中的一种或多种。13.根据前述权利要求中任一项所述的电光调制器，
其中，所述介电层包括二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、苯并环丁烯(BCB)、聚甲基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：达维德，
申请(专利权)人：立坚特克股份公司，
类型：发明
国别省市：