[發明專利]具有RCBC電極結構的單片電光調制器

有效

• 申請號: 201910822026.7
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110554521B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 劉亞東;蔡鵬飛;蘇宗一;潘棟
• 申請（專利權）人: 希烽光電科技（南京）有限公司
• 主分類號: G02F1/025
• 分類號: G02F1/025
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

本發明公開了單片電光(E?O)調制器的各種實施例。單片電光調制器包括有源區域，該有源區域包括多個p?n結二極管，以及延伸通過有源區域的調制電極和偏壓電極。單片電光調制器還包括電阻器?電容器?偏壓電容器(RCBC)電極結構，其被配置為接收電調制信號，直流(DC)偏壓電壓和電源電壓。具體地，RCBC電極結構包括耦合到調制電極的電阻器和兩個電容器，每個電容器耦合到偏壓電極的相應端。有利地，RCBC電極結構使得p?n結二極管能夠獨立于電調制信號的DC電平而被偏壓。

相關專利申請的交叉引用

本申請要求2018年8月31日提交的美國專利申請No.62/765,565的優先權。上述申請通過引用整體并入。

技術領域

本申請涉及光調制器的技術領域。更具體地，本申請涉及具有電阻器-電容器-偏壓-電容器(RCBC)電極結構的單片電光調制器。

背景技術

單片電光(E-O)調制器，例如在襯底上制造的小型化Mach-Zehnder調制器(MZM)，是各種現代數字通信系統中的關鍵部件。襯底通常是半導體襯底，例如硅(Si)或絕緣體上硅(SOI)襯底，其上使用類似于制造半導體集成電路(IC)中所用的制造技術制造單片電光調制器。單片電光調制器可以包括各種小型化光學組件，例如波導、光學耦合器、光學分離器和/或移相器。單片電光調制器還可以包括各種小型化電子部件，例如電阻器、電容器、二極管和/或電極。光學組件和電子組件都在同一襯底上制造。本公開的單片電光調制器在下文中可互換地稱為“電光調制器”，“光子調制器”或簡稱為“調制器”。

光信號可以進入調制器的一個或多個波導，并且當光信號傳播通過調制器時，調制器可以改變光信號的強度、相位或兩者。具體地，其中感應的強度和/或相位的變化量取決于施加到調制器的電調制電壓。作為調制器的控制信號，調制電壓可以包括時變射頻(RF)分量和靜態直流(DC)分量。調制電壓可以由電驅動器電路提供，該電驅動器電路制造在單獨的襯底上，而不是在承載調制器的同一襯底上。承載調制器的襯底可以稱為“調制器裸片(modulator?die)”，而承載電驅動器的襯底可以稱為“驅動器裸片(driver?die)”。可以采用一個或多個電連接將驅動器裸片電耦合到調制器裸片，使得電驅動器可以“驅動”調制器。也就是說，由電驅動器電路產生的調制電壓被適當地施加到調制器以控制調制器的行為。特別地，調制器可以包括電極結構，通過該電極結構適當地接收調制電壓并將其施加到調制器。除了接收調制電壓之外，調制器的電極結構還可以從直流電源接收偏壓電壓，該直流電源間接地設置調制電壓的直流分量。承載電驅動器的驅動器裸片和承載調制器的由電驅動器驅動的調制器裸片的組合可以稱為調制系統。

圖15示出了調制系統1500，其中采用了用于將調制電壓施加到調制器的傳統方式。如圖15所示，調制系統1500包括位于驅動器裸片1519上的電驅動器電路1510和位于調制器裸片1529上的調制器1520。驅動器裸片1519和調制器裸片1529通過電連接1541彼此直接耦合。因此，由電驅動器電路1510產生的調制電壓被施加到調制器1520。具體地，由電驅動器電路1510產生的調制電壓施加在電驅動器電路1510的輸出節點1512處，調制電壓接著通過電連接1541耦合到調制器1520的調制電極1521，調制電極1521與調制器1520的有源區域1524相互作用。即，通過由電連接1541實現的直接電耦合，電驅動器電路1510被配置為用調制電壓驅動調制器1520的調制電極1521，從而控制調制器1520以根據調制電壓產生所需的光調制。

調制器1520還包括電耦合在調制電極1521和電源1530之間的負載電阻器1526。電源1530被配置為在額定電壓值V_SP下用作電流源。具體地，電源1530被配置為提供通過調制器1520流到電驅動器電路1510的電流I_SP。具體地，電流I_SP被配置為從電源1530經由負載電阻器1526和調制電極1521，流到電驅動電路1510的輸出節點1512。