一种光子集成电路、控制方法、装置及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种光子集成电路、控制方法、装置及介质，涉及光学领域。通过外部电信号控制铌酸锂层电光效应和微波震荡器的震荡信号，使得在理论上任意有效折射率分布均可以实现，实现了超构波导的可编程控制，促进了器件的可重复使用和可持续使用；具备功能重置的能力，可以按照编写好的外部电压程序实时切换，实现真正意义上的人工智能；通过单一结构可以实现多重功能，降低了生产成本及技术障碍，并提供了一种可升级性的途径，具有强大的应用潜能；与热光和声光调制技术相比，本申请提供的电光调控和微波调控的调制速度快、成本低、可重复性高；与二维材料和非线性调制技术相比，本申请提供的电光调控和微波调控工作状态稳定，方便加工。方便加工。方便加工。

【技术实现步骤摘要】
一种光子集成电路、控制方法、装置及介质


[0001]本申请涉及光学领域，特别是涉及一种光子集成电路、控制方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]光子集成电路(Photonic Integrated Circuit，PIC)也叫光子集成技术，是一种基于硅光子学的低成本、高速的光芯片技术，利用基于硅材料的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)微电子工艺实现光子器件的集成制备，该技术结合了CMOS技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势。光子集成电路将原本分离器件众多的光学元件缩小集成到至一个独立微芯片中，实现高集成度、低成本、高速光传输。
[0003]现阶段，大部分PIC为专用型光子集成电路，一旦加工制作完成，其光路结构和工作效能固定不变，无法适用于多种应用领域及应用场景。
[0004]由此可见，提供一种能够实现多功能的光子集成电路是本领域人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种光子集成电路、控制方法、装置及介质，赋予PIC可编程可调谐特性，用于提升传统波导器件的性能，扩大应用范围以及拓展传统波导器件的功能范围。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种光子集成电路，包括控制器、电源，还包括：硅光学波导、微波振荡器、铌酸锂层；
[0007]所述铌酸锂层位于玻璃衬底上；
[0008]所述硅光学波导、所述微波振荡器位于所述铌酸锂层上；
[0009]所述微波振荡器距离所述硅光学波导预设距离；
[0010]所述电源分别与所述微波振荡器、所述铌酸锂层连接；
[0011]所述控制器与所述电源连接，用于调节所述电源提供给所述微波振荡器的电信号并获取第一电信号，根据所述第一电信号控制所述微波震荡器在距离所述硅光学波导所述预设距离内的微波信号以便于根据所述微波信号控制所述硅光学波导的折射率；和/或用于调节所述电源提供给所述铌酸锂层的第二电信号，根据所述第二电信号调节所述铌酸锂层的折射率以便于根据调节折射率后的所述铌酸锂层的电光效应控制所述硅光学波导的折射率。
[0012]优选地，所述电源的数量为所述铌酸锂层的数量和所述微波振荡器的数量的和。
[0013]优选地，所述硅光学波导为硅条形波导，所述硅光学波导的厚度为220nm。
[0014]优选地，所述硅条形波导为多个；每组的所述微波振荡器的数量为2个，且分别位于所述硅条形波导的两侧。
[0015]为了解决上述技术问题，本申请还提供一种光子集成电路的控制方法，应用于包
含控制器、电源，还包括：硅光学波导、微波振荡器、铌酸锂层的光子集成电路，所述铌酸锂层位于玻璃衬底上；所述硅光学波导、所述微波振荡器位于所述铌酸锂层上；所述微波振荡器距离所述硅光学波导预设距离；所述电源分别与所述微波振荡器、所述铌酸锂层连接；所述控制器与所述电源连接，所述方法包括：
[0016]调节所述电源提供给所述微波振荡器的电信号，并获取第一电信号和/或调节所述电源提供给所述铌酸锂层的电信号，并获取第二电信号；
[0017]根据所述第一电信号控制所述微波震荡器在距离所述硅光学波导所述预设距离内的微波信号以便于根据所述微波信号控制所述硅光学波导的折射率；和/或根据所述第二电信号调节所述铌酸锂层的折射率以便于根据调节折射率后的所述铌酸锂层的电光效应控制所述硅光学波导的折射率。
[0018]优选地，所述调节所述电源提供给所述微波振荡器的电信号或调节所述电源提供给所述铌酸锂层的电信号包括：
[0019]获取所述硅光学波导的当前光学响应曲线；其中，光学响应曲线至少为折射曲线、透射曲线、光学损耗曲线之一；
[0020]将所述当前光学响应曲线输入至预先的预测模型中，其中，所述预测模型为表征硅光学波导的光学响应曲线与所述硅光学波导的结构特性、所述电源提供的电信号之间的关系的模型；
[0021]通过所述预测模型输出所述当前光学响应曲线对应的目标结构特性、目标电信号；
[0022]获取所述电源提供给所述微波振荡器或所述铌酸锂层的当前电信号；
[0023]判断所述当前电信号与所述目标电信号是否相同；
[0024]若否，将所述电源提供给所述微波振荡器或所述铌酸锂层的电信号由所述当前电信号调节为所述目标电信号。
[0025]优选地，建立所述预测模型包括：
[0026]获取样本数据，其中，所述样本数据包括所述电源提供的电信号、所述硅光学波导的结构特性、所述硅光学波导的光学响应曲线；
[0027]将所述样本数据输入至人工智能模型算法中进行训练以获取所述预测模型。
[0028]为了解决上述技术问题，本申请还提供一种光子集成电路的控制装置，应用于包含控制器、电源，还包括：硅光学波导、微波振荡器、铌酸锂层的光子集成电路，所述铌酸锂层位于玻璃衬底上；所述硅光学波导、所述微波振荡器位于所述铌酸锂层上；所述微波振荡器距离所述硅光学波导预设距离；所述电源分别与所述微波振荡器、所述铌酸锂层连接；所述控制器与所述电源连接，所述装置包括：
[0029]调节及获取模块，用于调节所述电源提供给所述微波振荡器的电信号，并获取第一电信号和/或调节所述电源提供给所述铌酸锂层的电信号，并获取第二电信号；
[0030]控制模块，用于根据所述第一电信号控制所述微波震荡器在距离所述硅光学波导所述预设距离内的微波信号以便于根据所述微波信号控制所述硅光学波导的折射率；和/或根据所述第二电信号调节所述铌酸锂层的折射率以便于根据调节折射率后的所述铌酸锂层的电光效应控制所述硅光学波导的折射率。
[0031]为了解决上述技术问题，本申请还提供一种光子集成电路的控制装置，包括：
[0032]存储器，用于存储计算机程序；
[0033]处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的光子集成电路的控制方法的步骤。
[0034]为了解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的光子集成电路的控制方法的步骤。
[0035]本申请所提供的光子集成电路，包括控制器、电源，还包括：硅光学波导、微波振荡器、铌酸锂层；铌酸锂层位于玻璃衬底上；硅光学波导、微波振荡器位于铌酸锂层上；微波振荡器距离硅光学波导预设距离；电源分别与微波振荡器、铌酸锂层连接；控制器与电源连接，用于调节电源提供给微波振荡器的电信号并获取第一电信号，根据第一电信号控制微波震荡器在距离硅光学波导预设距离内的微波信号；和/或用于调节电源提供给铌酸锂层的电信号并获取第二电信号，根据第二电信号调节铌酸锂层的折射率以便于根据调节折射率后的铌酸锂层的电光效应控制硅光学波导的折射率。该电路中，通过外部电信号控制铌酸锂层电光效应和微波震荡器的震荡信号，使得在理论上任意有效折射率分布均可以实现，实现了超构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光子集成电路，包括控制器、电源，其特征在于，还包括：硅光学波导、微波振荡器、铌酸锂层；所述铌酸锂层位于玻璃衬底上；所述硅光学波导、所述微波振荡器位于所述铌酸锂层上；所述微波振荡器距离所述硅光学波导预设距离；所述电源分别与所述微波振荡器、所述铌酸锂层连接；所述控制器与所述电源连接，用于调节所述电源提供给所述微波振荡器的电信号并获取第一电信号，根据所述第一电信号控制所述微波震荡器在距离所述硅光学波导所述预设距离内的微波信号以便于根据所述微波信号控制所述硅光学波导的折射率；和/或用于调节所述电源提供给所述铌酸锂层的第二电信号，根据所述第二电信号调节所述铌酸锂层的折射率以便于根据调节折射率后的所述铌酸锂层的电光效应控制所述硅光学波导的折射率。2.根据权利要求1所述的光子集成电路，其特征在于，所述电源的数量为所述铌酸锂层的数量和所述微波振荡器的数量的和。3.根据权利要求1或2所述的光子集成电路，其特征在于，所述硅光学波导为硅条形波导，所述硅光学波导的厚度为220nm。4.根据权利要求3所述的光子集成电路，其特征在于，所述硅条形波导为多个；每组的所述微波振荡器的数量为2个，且分别位于所述硅条形波导的两侧。5.一种光子集成电路的控制方法，其特征在于，应用于包含控制器、电源，还包括：硅光学波导、微波振荡器、铌酸锂层的光子集成电路，所述铌酸锂层位于玻璃衬底上；所述硅光学波导、所述微波振荡器位于所述铌酸锂层上；所述微波振荡器距离所述硅光学波导预设距离；所述电源分别与所述微波振荡器、所述铌酸锂层连接；所述控制器与所述电源连接，所述方法包括：调节所述电源提供给所述微波振荡器的电信号，并获取第一电信号和/或调节所述电源提供给所述铌酸锂层的电信号，并获取第二电信号；根据所述第一电信号控制所述微波震荡器在距离所述硅光学波导所述预设距离内的微波信号以便于根据所述微波信号控制所述硅光学波导的折射率；和/或根据所述第二电信号调节所述铌酸锂层的折射率以便于根据调节折射率后的所述铌酸锂层的电光效应控制所述硅光学波导的折射率。6.根据权利要求5所述的光子集成电路的控制方法，其特征在于，所述调节所述电源提供给所述微波振荡器的电信号或调节所述电源提供给所述铌酸锂层的电信号包括：获取所述硅光学波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐哲，葛沅，李红珍，
申请(专利权)人：浪潮电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：