[發明專利]一種相位調制器及諧振腔異質集成芯片

在審

• 申請號: 202010798662.3
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111736369A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 馮麗爽;劉丹妮;馮昌坤;李慧
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G01C19/66
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張夢澤

1.一種相位調制器及諧振腔異質集成芯片，其特征在于，包括：鈮酸鋰薄膜基片和設置在所述鈮酸鋰薄膜基片上的氮化硅調制諧振模塊；

所述氮化硅調制諧振模塊，具體包括：

鈮酸鋰波導相位調制單元、層間耦合單元和氮化硅諧振單元；

所述層間耦合單元位于所述鈮酸鋰波導相位調制單元和所述氮化硅諧振單元之間，所述層間耦合單元的輸入端與所述鈮酸鋰波導相位調制單元的輸出端連接，所述層間耦合單元的輸出端與所述氮化硅諧振單元的輸入端連接；

所述鈮酸鋰波導相位調制單元的輸入端接收激光器輸出的光，所述鈮酸鋰波導相位調制單元用于對輸入的光進行調制得到調制光；所述層間耦合單元用于實現調制光從鈮酸鋰波導相位調制單元向氮化硅諧振單元進行過渡；所述調制光經所述層間耦合單元耦合至所述氮化硅諧振單元；所述氮化硅諧振單元用于對耦合后的光進行諧振，然后由所述氮化硅諧振單元的輸出端將諧振后的光輸出至探測器。

2.根據權利要求1所述的相位調制器及諧振腔異質集成芯片，其特征在于，所述鈮酸鋰薄膜基片，具體包括：

硅基底、二氧化硅層和鈮酸鋰層；

所述二氧化硅層的下表面設置在所述硅基底的上表面上，所述鈮酸鋰層的下表面設置在所述二氧化硅層的上表面上，所述氮化硅調制諧振模塊設置在所述鈮酸鋰層的上表面上。

3.根據權利要求2所述的相位調制器及諧振腔異質集成芯片，其特征在于，所述鈮酸鋰波導相位調制單元，具體包括：

第一調制臂、第二調制臂、第一電極、第二電極、第三電極和第四電極；

所述第一調制臂的第一端與所述第二調制臂的第一端連接，所述第一調制臂的第二端與所述層間耦合單元的第一輸入端連接，所述第二調制臂的第二端與所述層間耦合單元的第二輸入端連接；所述第一調制臂設置在所述第一電極和所述第二電極之間，所述第二調制臂設置在所述第三電極和所述第四電極之間；

所述第一電極和所述第二電極作用于所述第一調制臂上，從而對從所述第一調制臂的第一端輸入的光進行調制；所述第三電極和所述第四電極作用于所述第二調制臂上，從而對所述第二調制臂的第一端輸入的光進行調制。

4.根據權利要求3所述的相位調制器及諧振腔異質集成芯片，其特征在于，所述層間耦合單元，具體包括：

第一層間耦合部和第二層間耦合部；

所述第一層間耦合部的第一端與所述第一調制臂的第二端連接，所述第一層間耦合部的第二端與所述氮化硅諧振單元的第一輸入端連接；

所述第二層間耦合部的第一端與所述第二調制臂的第二端連接，所述第二層間耦合部的第二端與所述氮化硅諧振單元的第二輸入端連接。

5.根據權利要求4所述的相位調制器及諧振腔異質集成芯片，其特征在于，所述氮化硅諧振單元，具體包括：

第一氮化硅波導耦合器、諧振腔和第二氮化硅波導耦合器；

所述第一氮化硅波導耦合器的第一輸入端與所述第一層間耦合部的第二端連接，所述第一氮化硅波導耦合器的第二輸入端與所述第二層間耦合部的第二端連接，所述第一氮化硅波導耦合器的耦合端與所述諧振腔的輸入端連接，所述諧振腔的輸出端與所述第二氮化硅波導耦合器連接；

所述第一氮化硅波導耦合器用于將所述第一層間耦合部傳輸的調制光與所述第二層間耦合部傳輸的調制光耦合至所述諧振腔；

所述諧振腔用于對耦合后的調制光進行諧振，并將諧振后的光傳輸至所述第二氮化硅波導耦合器；

所述第二氮化硅波導耦合器用于對諧振后的光進行耦合后輸出至所述探測器。

6.根據權利要求5所述的相位調制器及諧振腔異質集成芯片，其特征在于，

所述第一調制臂的厚度與所述第二調制臂的厚度相等；

所述第一層間耦合部、所述第二層間耦合部、所述第一氮化硅波導耦合器、所述諧振腔和第二氮化硅波導耦合器的厚度相等；

所述第一調制臂的厚度小于所述第一層間耦合部的厚度，所述第二調制臂的厚度小于所述第二層間耦合部的厚度。

7.根據權利要求1所述的相位調制器及諧振腔異質集成芯片，其特征在于，所述氮化硅調制諧振模塊采用鍵合工藝設置在所述鈮酸鋰薄膜基片上。