一种光波导芯片的温度监控方法技术

本发明专利技术提供一种光波导芯片的温度监控方法，光波导芯片包括衬底

【技术实现步骤摘要】
一种光波导芯片的温度监控方法


[0001]本专利技术涉及光波导芯片
，尤其涉及一种光波导芯片的温度监控方法
。

技术介绍

[0002]随着光电集成技术的迅速发展，芯片尺度上的光子集成器件应用越来越广泛，其中，通过热调方式改变光波导折射率从而改变器件性能的光子集成器件是有源器件的重要组成部分，在调制器
、
波分复用器
、
偏振控制器等许多光器件产品上都有重要的应用
。
[0003]热调光波导器件的工作原理是通过波导上方的发热电阻来改变波导的温度，利用波导材料的热光效应，温度的变化导致光波导折射率的变化，进而对光器件的性能进行调控
。
[0004]因此，在热调器件中，监控波导的温度变化尤其重要，在得到真实准确的波导温度后，可直接计算出热光效应下波导的折射率，进而分析出器件性能的改变，现有技术通过在芯片底部的基板上贴装热敏电阻来监控波导附近的温度
。
[0005]现有技术通过在芯片底部的基板上贴装热敏电阻来监控波导附近的温度，这种方法除了增加了额外的热敏电阻及电路走线，热敏电阻由于贴装在基板上，无法直接监测被加热光波导处的温度，从而无法真实准确的反映出光波导性能的改变
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种在光波导芯片利用加热电极实时准确监控波导温度的温度监控方法
。
[0007]为了实现本专利技术目的，本专利技术提供一种光波导芯片的温度监控方法，光波导芯片包括衬底
>、
二氧化硅层
、
光波导结构
、
缓冲层和加热电极，二氧化硅层设置在衬底上方，光波导结构设置在二氧化硅层上，缓冲层覆盖在光波导结构外并位于二氧化硅层上，加热电极设置在缓冲层上，温度监控方法包括：获取加热电极的当前电压和当前电流；根据当前电压和当前电流计算得出加热电极的当前电阻值；根据加热电极的电阻温度关系公式，计算得出当前温度值，电阻温度关系公式为
R
＝
K
＊
T+R0
，其中，
R
为当前电阻值，
K
为比例系数，
T
为当前温度值，
R0
为初始电阻值
。
[0008]更进一步的方案是，加热电极的材料为钛或氮化钛
。
[0009]更进一步的方案是，加热电极位于光波导结构的上方或侧部
。
[0010]更进一步的方案是，缓冲层为二氧化硅或聚合物材料
。
[0011]更进一步的方案是，光波导结构为薄膜铌酸锂光波导
。
[0012]更进一步的方案是，加热电极为在缓冲层上采用材料沉积
、
光刻
、
刻蚀制作而成
。
[0013]本专利技术使得有益效果是，通过位于在缓冲层制作加热电极，使得加热电极更加靠近光波导结构，因此对光波导结构的温控更为精确，同时加热电极是通过改变电压和电流而改变其温度的，故通过获取加热电极的当前电压和当前电流，继而计算得出当前电阻值，再根据电阻温度关系公式便可得知当前温度值，因此本案无需额外贴装热敏电阻，既能在
改变外部电压和电流的情况下发热从而改变光波导结构的温度，又能实时准确的监控光波导结构的温度
。
附图说明
[0014]图1是本专利技术光波导芯片实施例的结构图
。
[0015]图2是本专利技术温度监控方法实施例的电阻温度关系的示意图
。
[0016]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明
。
具体实施方式
[0017]参照图1，光波导芯片包括衬底
14、
二氧化硅层
13、
光波导结构
15、
缓冲层
12
和加热电极
11
，二氧化硅层
13
设置在衬底
14
上方，光波导结构
15
设置在二氧化硅层
13
上，缓冲层
12
覆盖在光波导结构
15
外并位于二氧化硅层
13
上，缓冲层
12
为二氧化硅或聚合物材料层，光波导结构
15
为薄膜铌酸锂光波导
。
[0018]加热电极
11
设置在缓冲层
12
上，加热电极
11
的材料为钛或氮化钛，加热电极
11
为在缓冲层
12
上采用材料沉积
、
光刻
、
刻蚀制作而成，加热电极
11
位于光波导结构
15
的上方或侧部
。
[0019]温度监控方法包括：首先，获取加热电极
11
的当前电压
U
和当前电流
I
，随后，根据当前电压
U
和当前电流
I
计算得出加热电极
11
的当前电阻值
R
，其公式为
I
＝
U/R。
[0020]然后，根据加热电极
11
的电阻温度关系公式，计算得出当前温度值，电阻温度关系公式为
R
＝
K
＊
T+R0
，其中，
R
为当前电阻值，
K
为比例系数，
T
为当前温度值，
R0
为初始电阻值，可参见图2，不同线代表不同型号的加热电极，即具有不同的初始电阻值和比例系数
。
[0021]通过施加电流或电压使加热电极发热，理想情况下，施加的电功率近似等于加热电阻的发热功率，一定功率下，温度升高使得光波导的折射率发生改变
。
以铌酸锂光波导为例，铌酸锂作为一种各向异性材料，其不同晶向的热光系数为：
[0022][0023]根据其热光系数，就可以计算出一定温度下光波导有效折射率的变化，进而反映出光器件性能的变化
。
[0024]光波导结构所处的温度通过监控加热电极阻值的变化来获得，电阻阻值可以通过测得的电压电流比值得出，因此，通过测量发热电阻的电阻值，可以对应得出光波导结构处的温度值
。
[0025]本申请中，“上”、“下”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化
。
[0026]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连
。
[0027]由上可见，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光波导芯片的温度监控方法，所述光波导芯片包括衬底
、
二氧化硅层
、
光波导结构
、
缓冲层和加热电极，所述二氧化硅层设置在所述衬底上方，所述光波导结构设置在所述二氧化硅层上，所述缓冲层覆盖在所述光波导结构外并位于所述二氧化硅层上，所述加热电极设置在所述缓冲层上；其特征在于：所述温度监控方法包括：获取所述加热电极的当前电压和当前电流；根据所述当前电压和所述当前电流计算得出所述加热电极的当前电阻值；根据所述加热电极的电阻温度关系公式，计算得出当前温度值，所述电阻温度关系公式为
R
＝
K
＊
T+R0
，其中，
R
为所述当前电阻值，所述
K
为比例系数，

【专利技术属性】
技术研发人员：郝婷，胡彦斌，李炯洲，刘跃华，卢金龙，李志浩，周赤，
申请(专利权)人：珠海光库科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：