[發明專利]一種共面帶狀線行波電極及硅基馬赫曾德爾調制器

有效

• 申請號: 202011290716.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112379538B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 徐珍珠;朱宇鵬;高旭東;曹繼明;崇毓華;梅理
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G02F1/025
• 分類號: G02F1/025;G02F1/21
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王瑞

本發明公開一種共面帶狀線行波電極及硅基馬赫曾德爾調制器，具有共面波導?共面帶狀線的寬帶過渡結構，所述共面帶狀線行波電極包括第一接地線、信號線、第二接地線；所述第一地極接入端、所述信號接入端、所述第二地極接入端、所述第一過渡段、所述第二過渡段、所述場耗散過渡段構成共面波導?共面帶狀線的過渡結構；所述第一地極接入端、所述信號接入端、所述第二地極接入端構成的共面波導結構；本發明通過共面帶狀線行波電極結構的利用，使得依靠一組行波電極即可實現單端推挽驅動，減小了電極面積，適用于多個調制器的集成，提高了集成度。

技術領域

本發明涉及光電子集成技術領域，具體涉及一種共面帶狀線行波電極及硅基馬赫曾德爾調制器。

背景技術

隨著5G業務、萬物互聯、高清視頻業務等的興起，互連網數據流量始終保持快速穩健增長趨勢。此外，大數據、云計算時代的來臨，數據中心的數據流量也呈井噴式增長。通信帶寬成為大容量數據通信的主要瓶頸。傳統的電互連技術，其信息傳輸速度和距離受限于銅介質RC時間常數以及電學損耗，存在著帶寬受限、傳輸損耗大、延遲等缺點，難以滿足日益增長的數據傳輸帶寬和傳輸速率的要求。光互連技術具有大帶寬、損耗低、延遲小等優點，用光互連替代電互連，是高速信息處理的有效方案。

硅基光電子技術，使用與硅基集成電路技術兼容的技術和方法，可將光子、電子、及光電子器件集成在同一硅襯底上，實現微電子器件和光電子器件的大規模集成。在各種光互連方案中，基于硅基光電子技術的硅基光互連技術，被認為是最有發展前景的一個方案。并且，由于采用與微電子集成電路兼容的工藝制作，可以方便地在電學芯片的內部引入硅基集成光路，實現硅基集成光路與控制電路和驅動電路的緊密集成，進一步降低成本。綜上所述，硅基光電子器件具有尺寸小、可集成、與CMOS工藝兼容、功耗低，是實現光互連的理想平臺。

大帶寬、高速硅基電光調制器是構建光互連中高速信息處理系統的核心器件。目前，對于硅基馬赫曾德爾(MZ)調制器，用于加載高速調制信號的行波電極最常用的是基于共面波導傳輸線結構。該種結構由三條處在同一平面上的金屬波導構成，兩側的波導作為接地波導，中心的波導作為信號線傳輸調制信號。當對MZ調制器使用差分電極實現推挽驅動時，需要對MZ調制器的兩臂同時加電調制，即需要2組共面波導和2個GSG探針，當使用多個MZ調制器組成高階調制時，導致探針數量過多和電極面積過大的問題。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種共面帶狀線行波電極，具有共面波導-共面帶狀線的寬帶過渡結構，所述共面帶狀線行波電極包括第一接地線、信號線、第二接地線；

所述第一接地線包括第一地極接入端、第一過渡段、第一行波電極段，所述第一過渡段設置在所述第一地極接入端與所述第一行波電極段之間；所述第一接地線位于第一調制臂外側上方，末端與第一端接電阻相連；

所述信號線包括信號接入端、第二過渡段、第二行波電極段，所述第二過渡段設置在所述信號接入端與所述第二行波電極段之間的；所述信號線位于第二調制臂外側上方，末端與第二端接電阻相連；

所述第二接地線包括第二地極接入端、場耗散過渡段；

所述第一地極接入端、所述信號接入端、所述第二地極接入端、所述第一過渡段、所述第二過渡段、所述場耗散過渡段構成共面波導-共面帶狀線的過渡結構；所述第一地極接入端、所述信號接入端、所述第二地極接入端構成的共面波導結構具有50Ω的特征阻抗。

較佳的，所述第一地極接入端、所述信號接入端、所述第二地極接入端、所述第一過渡段、所述第二過渡段、所述場耗散過渡段均包括第一金屬層、第二金屬層和第一通孔，所述第一金屬層通過所述第一通孔與所述第二金屬層相連。