[發明專利]光學移相器、基于光學移相器的光學干涉儀、以及光學干涉儀的制造方法

有效

• 申請號: 201880016107.1
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN110383127B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 蔣嘉
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02F1/025
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

提供了一種相移光學裝置和制造方法。在實施例中，相移光學裝置可以包括定義第一臂光路的第一臂、定義第二臂光路的第二臂、用于將輸入光束分成在第一臂光路中傳播的第一子光束和在第二臂光路中傳播的第二子光束的分束器、以及用于將在第一臂光路中傳播的所述第一子光束和在第二臂光路中傳播的第二子光束組合成輸出光束的合束器。第一臂包括用于在第一臂光路中引入相對于第二臂光路的相移的載流子改性元件。靠近第一臂提供了一種包層，包層的折射率溫度系數(dn/dT)_cl與第一臂的折射率溫度系數(dn/dT)_a符號相反。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年3月31日提交的申請號為15/476,313的美國專利申請的優先權，并通過引用將其整體并入本文。

技術領域

本申請涉及光學裝置領域，尤其涉及采用相移的光學裝置。

背景技術

諸如基于自由載流子效應的光學開關的光學裝置被廣泛用于數據通信和處理。特別地，光學開關相對于電氣開關具有許多優點，包括開關速度、功耗、和穩定性。例如，與微機電(microelectromechanical,MEMS)開關相比，還存在更廣泛的機會將多個功能集成到光學開關組件中。基于干涉儀的光學開關使用光學移相器來實現所需的開關功能。

通常，諸如光學開關和調制器的光學裝置構建在諸如硅基二氧化硅(silica-on-silicon)、AlGaAs/GaAs、InP、以及本領域已知的其他平臺的多種平臺上。由于絕緣體上硅(silicon-on-insulator,SOI)平臺可以實現基于該平臺固有的大折射率對比度的緊湊形狀因子，因此其通常被認為是有優勢的。

基于以載流子效應為基礎的光學相移的裝置出現的問題是，由于用電壓驅動光學裝置的一部分導致的自加熱，可能引起在裝置的不同部分中的溫差(ΔT)。由于在被驅動部分中的自加熱以及在光學裝置未被驅動的部分中的未加熱，產生了ΔT，導致相移偏離在器件設計期間優化的值。例如，在使用這種類型的移相器的基于Mach-Zehnder干涉儀的光學開關中，自加熱會導致在開關操作期間在設備的第二臂和第一臂之間引起意外相移(即相位誤差)的溫差。該相位誤差導致開關輸出對比度的劣化。

ΔT是成問題的，因為對于諸如硅和二氧化硅的無機材料，光學裝置的每個臂的折射率溫度系數(dn/dT)通常都大于零。因此，第二臂和第一臂之間的ΔT導致第一臂相對于第二臂的折射率差，該折射率差與ΔT和dn/dT成比例。

由自加熱引起的第一臂和第二臂之間的折射率差導致相對于兩臂之間的期望相移的時變額外相移，該時變額外相移可能增加光學開關的串擾或在移相器中引起誤差。因此，基于載流子效應的光學裝置通常容易發生由在操作期間光學裝置的第一臂的自加熱引起的光學相位漂移。可以使用外部補償電路作為補償由自加熱引起的相位漂移的解決方案。然而，這使得所需的控制電路復雜化，該控制電路必須考慮自加熱的時間動態特性。

因此，需要一種能夠抵抗驅動電流引起的串擾以及現有技術的其他限制的光學裝置。

提供該背景信息是為了揭示申請人認為可能與本申請相關的信息。不允許或不應解釋任何前述信息構成針對本申請的現有技術。

發明內容

在實施例中，可以提供一種光學移相器。該光學移相器可以包括光波導芯和用于在光波導芯中引入相移的載流子改性元件。包層被設置為靠近光波導芯，該包層的折射率溫度系數(dn/dT)_cl與光波導芯的折射率溫度系數(dn/dT)_a符號相反。