[實用新型]一種單模半微盤諧振腔

有效

• 申請號: 201420043536.7
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203734125U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 周治平;李心白;鄧清中
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

技術領域

本實用新型涉及集成光電子技術領域，尤其涉及一種諧振腔。

背景技術

有源微環諧振腔是集成光電子學中的重要元件，具有非常廣泛的用途，涵蓋濾波、調制、邏輯運算、傳感、熱光開關、調諧等，在集成光電子學走向商用化的過程中占據至關重要的地位。然而有源微環諧振腔的電學連接不易實現，因為重摻雜的連接結構會造成可觀的光場損失，大幅降低器件性能，這是阻礙有源微環諧振腔進一步向小型化和高性能發展的主要困難之一。另一方面，部分諧振腔需要機械連接結構，以實現光波與機械波的相互作用，這迫切需要能實現低損耗機械連接的新諧振腔器件。

近年國外有部分工作致力于解決這一問題。麻省理工學院提出“絕熱微環諧振腔”，它使用橢圓形內腔，在波導變寬處可以允許小范圍的環內電學連接，而不造成較大的光場泄漏。但這種結構連接范圍太小，導致連接電阻偏大，而速度受RC常數制約，也即電阻、電容乘積,因此電阻較大的話，就難以實現高速響應。該缺陷是受諧振腔結構的制約，難以顯著改善。要實質性地解決有源微環諧振腔電學連接的困難，需要實用新型新的諧振腔型。

實用新型內容

（一）要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題就是如何增大現有諧振腔結構連接范圍，減小連接電阻，從而實現高速響應。

（二）技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種單模半微盤諧振腔，包括分別閉合的內、外輪廓線，內、外輪廓線之間為非良導體材料的波導，或非良導體材料與金屬結合的表面等離子體波導，其特征在于，所述內輪廓線由用于電學連接或機械連接的扇形連接區域，以及實現波導寬度從窄到寬的漸變過渡曲線組成，所述扇形連接區域的角度小于或等于270度大于0度。

電學連接和機械連接制作在扇形連接區域內，最大允許270度范圍的連接結構。當連接結構和連接區域同樣大時，則連接結構為充滿連接區域，形成實心狀，否則為空心狀。

所述過渡曲線的作用是實現波導寬度從窄到寬的漸變，以保證不激發高階模式和泄漏模式，實現單模運行。所述過渡曲線是平滑連接的曲線，包括樣條曲線、插值曲線、最小變化曲線、歐拉螺線等。本實用新型在過渡曲線部分也可制作電學連接，但只能允許兩種，也即“平板波導連接”和“側壁光柵連接”，但是這種連接會造成損耗，而在連接區域2制作連接不會增大損耗。

所述非良導體材料包括介質、有機物等。

單模半微盤諧振腔采用倏逝場耦合方式輸入光。

所述外輪廓使用圓形或者過渡曲線形。

優選地，所述的單模半微盤諧振腔的外輪廓線為圓形，外輪廓使用圓形的性能優于過渡曲線形。

優選地，所述連接區域為半圓形。

（三）有益效果

本實用新型的單模半微盤諧振腔由于封閉的內輪廓線由扇形連接區域以及過渡曲線組成，從而可以允許更大范圍的電學或機械連接，實現更高速率，或同樣大小的連接結構情況下實現更低損耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為單模半微盤諧振腔的結構示意圖；

圖2為單模半微盤諧振腔的光場分布示意圖；

圖3為單模半微盤諧振腔的內輪廓線設計實例的示意圖；

圖4為在單模半微盤諧振腔基礎上實現高速調制器的結構示意圖；

圖中：1、過渡曲線；2、連接區域；3、波導；4、N型硅；5、P型硅；6、N+型硅；7、P+型硅；8、本征硅；9、金屬電極。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。