[發明專利]熱光移相器、熱光移相器網絡及光電裝置

在審

• 申請號: 202010628005.4
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111624791A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 劉勝平;田野;趙洋;王瑋;李強;蔣平;馮俊波;郭進
• 申請（專利權）人: 聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 馮雯

本公開涉及熱光移相器、熱光移相器網絡及光電裝置。提供了一種熱光移相器，包括：多個第一波導，每個第一波導具有第一寬度并且沿第一方向延伸；以及多個第二波導，每個第二波導具有不同于第一寬度的第二寬度并且沿第一方向延伸，其中，多個第一波導和多個第二波導交替地在不同于第一方向的第二方向上間隔布置，其中，多個第一波導和多個第二波導中的至少一個波導被摻雜以用作熱光移相器的發熱單元，以及其中，多個第一波導和多個第二波導中的未被摻雜的波導光學地串聯耦接，以在兩端分別提供熱光移相器的光輸入端口和光輸出端口。

技術領域

本公開總體上涉及光電子器件領域，并且更具體而言，本公開涉及熱光移相器、熱光移相器網絡及光電裝置。

背景技術

在光電子器件及其相關應用中，通常可以通過光電效應、電光效應、聲光效應、磁光效應、熱光效應等多種物理效應來實現各種功能性器件。其中，利用熱光效應來實現光的相位調制的熱光移相器是光電子器件當中的一種重要的功能性器件，其具有制作簡單、成品率高、成本低、易于集成等優點。現有的熱光移相器一般在波導外部設置加熱器，從而通過加熱器提供的熱量來調制在波導中傳播的光的相位。但是，這種熱光移相器的尺寸較大，功耗較高，調制速度慢，并且移相效率低。這些問題尤其在熱光移相器作為單元器件而被應用于大規模網絡性結構時更為嚴重。

發明內容

根據本公開的第一方面，提供了一種熱光移相器，包括：多個第一波導，每個第一波導具有第一寬度并且沿第一方向延伸；以及多個第二波導，每個第二波導具有不同于所述第一寬度的第二寬度并且沿所述第一方向延伸，其中，所述多個第一波導和所述多個第二波導交替地在不同于所述第一方向的第二方向上間隔布置，其中，所述多個第一波導和所述多個第二波導中的至少一個波導被摻雜以用作所述熱光移相器的發熱單元，以及其中，所述多個第一波導和所述多個第二波導中的未被摻雜的波導光學地串聯耦接，以在兩端分別提供所述熱光移相器的光輸入端口和光輸出端口。

在一些實施例中，所述第一方向與所述第二方向垂直。

在一些實施例中，所述多個第一波導和所述多個第二波導是彼此平行的直波導。

在一些實施例中，所述多個第一波導和所述多個第二波導在所述第二方向上以均等的間隔布置。

在一些實施例中，所述多個第一波導和所述多個第二波導在所述第二方向上的間隔被配置為使得相鄰波導之間的耦合強度低于預定閾值。

在一些實施例中，所述第一寬度小于所述第二寬度。

在一些實施例中，被摻雜的所述至少一個波導是第二波導。

在一些實施例中，相鄰兩個被摻雜的波導之間存在至少一個未被摻雜的波導。

在一些實施例中，相鄰兩個被摻雜的波導之間存在三個未被摻雜的波導。

在一些實施例中，熱光移相器還包括多個第三波導，每個第三波導具有彎曲部分，其中所述多個第一波導和所述多個第二波導中的相鄰兩個未被摻雜的波導經由所述多個第三波導中的相應第三波導光學地耦接。

在一些實施例中，每個第三波導的彎曲部分的彎曲半徑基于所述多個第一波導和所述多個第二波導中的耦接到該第三波導兩端的波導之間的間隔和相對角度以及所述第一方向與所述第二方向的相對角度中的至少一者而確定。

在一些實施例中，每個第三波導的寬度被配置為等于所述多個第一波導和所述多個第二波導中的耦接到該第三波導兩端的波導的寬度當中的最小寬度。

在一些實施例中，熱光移相器還包括多個第四波導，其中所述多個第三波導中的耦接在第一波導和第二波導之間的第三波導經由所述多個第四波導中的相應第四波導與第二波導光學地耦接，每個第四波導在該第四波導與第三波導耦接的一端具有所述第一寬度并且在該第四波導與第二波導耦接的一端具有所述第二寬度。