【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电探测，尤其涉及一种偏振复用的光电探测器、光电探测器芯片及硅基光子芯片。
技术介绍
1、硅基光子芯片与标准半导体工艺兼容，具备成本低，集成度高的优点，在业界得到广泛使用。在光通信领域，随着数据量的增加，对器件带宽提出了更高的要求，可以通过复用技术，成倍提升单个物理通道的通信容量。在接收端使用解复用技术，最后被波导型锗硅光电探测器接收。
2、而波导中的光信号可以具有多种偏振态，同样可以携带多重信息进行高速传输，通常将多种偏振态的光信号进行分离需要高性能的偏振分离器（pbs），分离后的不同偏振的光信号沿不同的波导继续传输，最终经过光电探测器转换为电信号。当多路信号同时存在的时候，这种结构增加了整体链路的复杂性。
3、因此，如何在不增加整体链路的复杂性的前提下，将包含多种偏振态的复合光信号中的各种偏振态的光信号均转化为电信号，成为本领域人员正在研究的一大难题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种偏振复用的光电探测器、光电探测器芯片及硅基光子芯片，有效解决了现有方案中将多种偏振态的光信号进行分离需要高性能的偏振分离器（pbs），分离后的不同偏振的光信号沿不同的波导继续传输，导致的整体链路的复杂性问题。
2、根据本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例提供一种偏振复用的光电探测器，用于对包括至少两种模式光信号的复合光信号进行复用，其中，包括：
3、硅波导，在预设区域设置有预设周期的亚波长光栅区；
4、匹配层，
5、第一锗探测区，与所述匹配层连接，位于所述匹配层的相对于亚波长光栅区的另一侧，用于将经过匹配层匹配后的光信号中的第一偏振光信号，并将其转化为电信号；
6、第二锗探测区，位于硅波导的一个端部的上方，与硅波导连接，用于吸收光信号中的第二偏振光信号，并将其转化为电信号；
7、所述复合光信号沿从第一锗探测区对应的硅波导部分至第二锗探测区对应的硅波导部分的方向传播。
8、优选地，所述亚波长光栅区为全刻蚀光栅。
9、优选地，所述亚波长光栅为周期和/或占空比不恒定的光栅。
10、优选地，所述第一锗探测区、第二锗探测区的长度之比与第一锗探测区对第一偏振光信号的耦合率、第二锗探测区对第二偏振光信号的耦合率之比相关。
11、优选地，所述第一偏振光信号为tm模式光信号，所述第二偏振光信号为te模式光信号。
12、优选地，所述第二锗探测区的电学结构为垂直型或横向型的标准锗硅探测结构。
13、优选地，所述第一锗探测区和第二锗探测区上均设置有n掺杂区和p掺杂区，所述第一锗探测区和第二锗探测区上均设有正电极和负电极，所述负电极位于对应第一锗探测区或第二锗探测区的p掺杂区，所述正电极位于对应第一锗探测区或第二锗探测区的n掺杂区。
14、第二方面，根据本专利技术实施例提供一种偏振复用的光电探测器的制备方法，其中，包括：
15、提供一硅波导；
16、在硅波导的预设区域通过刻蚀工艺形成预设周期的亚波长光栅区；
17、在亚波长光栅区之间的间隙及其上设定厚度形成匹配层；
18、在所述匹配层之上制备第一锗探测区，并硅波导的一个端部的上方制备第二锗探测区；
19、所述第一锗探测区用于吸收光信号中的第一偏振光信号，并将其转化为电信号，所述第二锗探测区用于吸收光信号中的第二偏振光信号，并将其转化为电信号；
20、所述复合光信号沿从第一锗探测区对应的硅波导部分至第二锗探测区对应的硅波导部分的方向传播。
21、第三方面，根据本专利技术实施例提供一种光电探测器芯片，包括若干个上述任一项所述的光电探测器。
22、第四方面，根据本专利技术实施例提供一种硅基光子芯片，所述硅基光子芯片的接收端为若干个上述所述的光电探测器。
23、本实施例提供了的偏振复用的光电探测器、光电探测器芯片及硅基光子芯片，在硅波导的预设区域设置预设周期的亚波长光栅区，并在亚波长光栅区之上制备匹配层，亚波长光栅区与匹配层配合使用，使得可以有效减少硅波导的有效折射率，低折射率的匹配层和亚波长光栅配合使用，使tm模式光信号衍射向上耦合进匹配层之上的第一锗探测区，同时又不影响te模式光信号向前传输，进而使te模式光信号被位于硅波导端部的第二锗探测区耦合吸收并转化为电信号。本方案，无需高性能的偏振分离器（pbs），便可实现将包含多种偏振态的复合光信号中的各种偏振态的光信号均转化为电信号，链路简单，制备效率高，良率高。
24、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
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1.一种偏振复用的光电探测器，用于对包括至少两种模式光信号的复合光信号进行复用，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述亚波长光栅区为全刻蚀光栅。
3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述亚波长光栅为周期和/或或占空比不恒定的光栅。
4.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一锗探测区、第二锗探测区的长度之比与第一锗探测区对第一偏振光信号的耦合率、第二锗探测区对第二偏振光信号的耦合率之比相关。
5.根据权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述第一偏振光信号为TM模式光信号，所述第二偏振光信号为TE模式光信号。
6.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第二锗探测区为垂直型或横向型的标准锗硅探测结构。
7.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一锗探测区和第二锗探测区上均设置有N掺杂区和P掺杂区，所述第一锗探测区和第二锗探测区上均设有正电极和负电极，所述负电极位于对应第一锗探测区或第二锗探测区的P掺杂区，所述正电极位于对应第一锗探
8.一种偏振复用的光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：
9.一种光电探测器芯片，其特征在于，包括若干个权利要求1-8任一项所述的光电探测器。
10.一种硅基光子芯片，其特征在于，所述硅基光子芯片的接收端为若干个权利要求1-7任一项所述的光电探测器。
...【技术特征摘要】
1.一种偏振复用的光电探测器，用于对包括至少两种模式光信号的复合光信号进行复用，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述亚波长光栅区为全刻蚀光栅。
3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述亚波长光栅为周期和/或或占空比不恒定的光栅。
4.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一锗探测区、第二锗探测区的长度之比与第一锗探测区对第一偏振光信号的耦合率、第二锗探测区对第二偏振光信号的耦合率之比相关。
5.根据权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述第一偏振光信号为tm模式光信号，所述第二偏振光信号为te模式光信号。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦世宏，郝沁汾，段焕利，
申请(专利权)人：无锡芯光互连技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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