光波导结构制造技术

本发明专利技术的实施例描述了多段光波导，通过减小给定波导长度需要的器件长度，该多段光波导使得光调制器能够是低功率和无热的。本发明专利技术的实施例描述了在其自身上折叠并且从而包含至少两个部分的光波导。从而，如果对器件进行两重折叠，则本发明专利技术的实施例可以将调制器的器件尺寸减小至少大约一半（如果对调制器进行三重折叠、四重折叠、五重折叠等，则器件尺寸还可以减小）。本发明专利技术的实施例还使得为多段光波导创建期望的电光效应所要求的电极长度能够减小。在本发明专利技术的实施例中，某些电极可以“共用”于波导的不同段之中，由此减小了具有给定长度的波导的器件的功率需求和电容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光波导结构
本专利技术的实施例总体涉及光学器件，并且更具体地涉及光波导设计。
技术介绍
经由光学系统的数据的传输通过以某种方式将信息赋予光学信号上来执行。光调制器可以用于将承载信息的电信号转换成光调制信号。当前，调制器要么是无热的(即，不受系统的操作温度的变化的影响，其可以包含调制器和/或光源)且消耗高功率，要么是高度温度依赖的(即，容易受到系统的操作温度的变化的影响)且消耗低功率。图1是如现有技术中已知的马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder (MZI))的图示。调制器100包含光波导分支器110、光波导复合器120、以及光波导分支130和140，每ー个分支包含光学有源材料。电极135和145分别与波导分支130和140相关联。调制器100接收从光源(例如，激光器)至光波导分支器110的光，以使光沿着分支130和140行迸。重新结合的光束从光波导复合器120的末端处离开调制器。施加至电极135和145的电压提供传播通过分支130和140的光的相位变化(即，光学有源材料的折射率将基于施加至电极的电压变化)。从而，当没有将调制电压施加至电极组中的任何一个电极吋，沿着分支130和140行进的光同相地到达复合器120。如果将电压施加至电极组中的一个电极，则由于电光效应，差分变化发生，并且信号异相地到达复合器120。通过控制至电极组中的ー个或两个电极的调制电压，可以操作MZIlOO以将连续波转换成高比特率的调制信号。对于高频执行，调制器的电极需要短的器件长度，以由于总的器件电容而获得高速。如果电极不是足够短，则为了提高调制的效率，同时保持高的调制频率，则可以使光波和电信号(射频电磁波)在材料中共同传播。采用了光和电信号的共同传播的光电子器件属于称作行波器件的种类；然而，行波器件消耗更大的功率，并且其结构的复杂性对于批量生产不是理想的。【附图说明】下面的描述包含对具有通过本专利技术的实施例的实现的范例的方式给出的示例的图的讨论。图样应该理解为当作范例，而不当作限制。如于此所使用的，对ー个或多个“实施例”的提及应当理解为描述包含在本专利技术的至少ー个实现中的特定的特征、结构或特性。从而，于此出现的诸如“在一个实施例中”或“在替代实施例中”的短语描述了本专利技术的各个实施例和实现，而不必全部指相同的实施例。然而，它们也不必是互相排斥的。图1是现有技术的马赫-曾德尔干涉仪的图示；图2A和图2B是根据本专利技术的实施例的光波导的图示；图3A是利用了本专利技术的实施例的马赫-曾德尔干涉仪的图示；图3B是示例了相比于现有技术的本专利技术的实施例的电容特性的图示；图4是可以利用本专利技术的实施例的光通信系统的框图；图5是可以利用本专利技术的实施例的计算系统的框图。接下来是某些细节和实现的描述，包含图的说明，其可以描绘下面所描述的ー些或全部的实施例，也讨论于此所介绍的创新构思的其它潜在的实施例或实现。下面提供了本专利技术的实施例的概述，接着是參考图样的更详细的描述。【具体实施方式】本专利技术的实施例描述了多段光波导，通过减小给定波导长度需要的器件长度，该多段光波导使得光调制器能够是低功率的和无热的(即，不受系统的操作温度的变化的影响，该系统可以包含调制器和/或光源)。本专利技术的实施例描述了在其自身上折叠(fold)并且从而包含至少两个部分的光波导，该光波导包括本领域已知的任何光学有源材料。因此，如果器件两重折叠(twofold)布置，则本专利技术的实施例可以减小调制器的器件长度至少大约一半。鉴于下面讨论的范例实施例，将清楚的是，根据本专利技术的实施例的光波导可以布置为三重折叠、四重折叠、五重折叠等。本专利技术的实施例还使得对多段光波导创建期望的电光效应所要求的电极长度能够减小。此外，鉴于下面讨论的范例实施例和图，将理解的是，电极可以“共用”于多段光波导的不同段之中，由此减小了具有给定长度的波导的器件的功率需求和电容。图2A和图2B是根据本专利技术的实施例的光波导的图示。在此范例中，光学器件200包含多个电极，包含电极201、202以及203 (S卩，电极202是对电极201和203的补充(complementary))。在此实施例中，所述电极是彼此相对平行的。在其它的实施例中，所述电极可以以不平行的方式排列。波导的光学有源材料置于电极之间并且由电极控制。如上所述，可以使用本领域已知的任何光学有源材料——例如，电光聚合物(EOP)、铁电氧化物(例如，LiNb03)、压电材料(例如，PLTZ)、以及电吸收材料(II1-V族或锗量子阱器件，其中电信号控制光的吸收)。应当理解的是，根据本专利技术的实施例的光波导由至少两种材料形成:芯和包覆材料(见，例如包覆层230)。芯和包覆材料中的每者可以包含波导的光学有源材料。例如，在一个实施例中，只有包覆材料是光学有源的(即，层230是电光材料)。在另ー个实施例中，波导芯和包覆层两者都由光学有源材料形成。在另ー个实施例中，只有波导芯是光学有源的。光学器件200还包含多段光波导，该多段光波导包含经由弯曲部220连接的段211和212。所述弯曲部可以包括任何紧密限制的弯曲部，使得光不可以逃脱。在此实施例中，段211位于电极201和202之间，而段212位于电极202和203之间(在所述段和所述电极之间具有间隔或间隙，使得正在传播的光将不与电极本身相互作用);因此，段211和212是彼此相对平行的。光学器件200可以包括，例如，执行相位移动调制的移相器。从而，当光传播通过光波导段211且将电差异(例如，电压)施加至电极201和202时,包括光波导段211的光学有源材料的折射率变化，导致传播通过所述段的光的相位变化。应当理解的是，可以将相同的电压经由电极202和203施加至波导段212，以产生相同的电光效应。还应当理解的是，在此实施例中，因为多个电极中没有任何电极与弯曲部220相连接，所以在多段波导的此部分中不产生电光效应。应当理解的是，如果每一个波导段具有L的长度，那么器件200的多段光波导具有大致2L的长度——即，两个波导段的长度。器件200的整体长度大致是L。此外，电极202 “共用”于光波导段211和212之间，由此减小了电容和由器件200消耗的功率。器件250包含在其自身上折叠三次的多段光波导(即，除了其还包含波导段213、弯曲部225以及电极204外，该器件与器件200相似)。从而，器件250的多段光波导具有大致3L的长度，而器件250的整体长度大致是L。此外，器件250具有2L的有效电极长度(SP，器件250具有各个的总计长度为2L的补充(complimentary)电极)，由此与具有3L的波导长度(即，包含单段光波导的器件将类似地要求各个的总计长度为3L的补充电极)的现有技术移相器相比，具有减小了的电容和功率需求。图3A是利用了本专利技术的实施例的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的图示。在此实施例中，与图1的现有技术MZI相似，MZI300包含光波导分支器310、光波导复合器320、以及两个波导“分支”330和340 ;然而，在此实施例中，每一个波导分支包括三重折叠的多段光波导，与图2的器件250的光波导类似(从而，多段光波导分支330包含光波导段331、332以及333，而多段光波导分支340包含光波导段341、342以及34本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：多个电极，所述多个电极包含：第一电极；第二电极，所述第二电极是对所述第一电极的补充；以及第三电极，所述第三电极是对所述第二电极的补充；所述多个电极中的每一个电极彼此相对平行地排列；以及多段光波导，所述多段光波导包含光学有源材料并且包括第一段和第二段，所述第一段位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第二段位于所述第二电极和所述第三电极之间；所述第一段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第一电极和所述第二电极的电差异而变化，并且所述第二段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第二电极和所述第三电极的电差异而变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.01 US 13/078,2101.ー种装置，包括: 多个电极，所述多个电极包含:第一电极；第二电极，所述第二电极是对所述第一电极的补充；以及第三电极，所述第三电极是对所述第二电极的补充；所述多个电极中的每ー个电极彼此相对平行地排列；以及 多段光波导，所述多段光波导包含光学有源材料并且包括第一段和第二段，所述第一段位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第二段位于所述第二电极和所述第三电极之间； 所述第一段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第一电极和所述第二电极的电差异而变化，并且所述第二段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第二电极和所述第三电极的电差异而变化。2.根据权利要求1所述的装置，所述多个电极还包括第四电极，所述第四电极是对所述第三电极的补充，所述多段光波导还包括第三段，所述第三段位于所述第三电极和所述第四电极之间，所述第三段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第三电极和所述第四电极的电差异而变化。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多个电极和所述多段光波导包括第一分支，所述装置还包括: 第二分支，所述第二分支包含第二多段光波导和第二多个电极，所述第二多段光波导包含位于所述第四电极的与所述多段光波导的所述第三段相反的一侧上的段； 输入光波导分支器，所述 输入光波导分支器稱合至所述第一分支和所述第二分支；以及 输出波导复合器，所述输出波导复合器I禹合至所述第一分支和所述第二分支。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述多个电极中的每ー个电极足够地短于所述第一多段光波导和所述第二多段光波导，以便起集总元件的作用。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多段光波导的所述第一段和所述第二段中的每一段的所述光学有源材料包括n注入的Si区域和p注入的Si区域，并且施加至所述电极的所述电差异包括电压。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多段光波导的所述光学有源材料包括电光聚合物(EOP)、铁电氧化物、压电材料、II1- V族电吸收材料、或锗电吸收材料。7.一种系统,包括: 光源； 调制器，包含: 多个电极，包含:第一电极；第二电极，所述第二电极是对所述第一电极的补充；以及第三电极，所述第三电极是对所述第二电极的补充；所述多个电极中的每ー个电极彼此相对平行地排列；以及 多段光波导，所述多段光波导包含光学有源材料并且包括第一段和第二段，所述第一段位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第二段位于所述第二电极和所述第三电极之间，所述第一段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第一电极和所述第二电极的电差异而变化，并且所述第二段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第二电极和所述第三电极的电差异而变化；以及传输介质，所述光源经由所述传输介质将光传输至所述调制器。8.根据权利要求7所述的系统，所述调制器的所述多个电极还包括第四电极，所述第四电极是对所述第三电极的补充，所述多段光波导还包括第三段，所述第三段位于所述第三电极和所述第四电极之间，所述第三段的所述光学有源材料的折射率基于施加至所述第三电极和所述第四电极的电差异而变化。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述调制器的所述多个电极和所述多段光波导包括第一分支，所述调制器还包括: 第二分支，所述第二分支包含第二多段...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·科布林斯基，B·A·布洛克，P·L·张，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：
国别省市：