[發明專利]一種硅基光混頻器結構及制造方法

有效

• 申請號: 202110004547.9
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112666654B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 盧魯璐子;曹權
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;武漢飛思靈微電子技術有限公司
• 主分類號: G02B6/13
• 分類號: G02B6/13;G02B6/122
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

1.一種硅基光混頻器的制造方法，其特征在于，方法包括：

在硅基片上生成指定數量對的入射波導和出射波導；

在所述硅基片上生成具有預設外輪廓的多模干涉區，在多模干涉區上與光傳輸方向一致的兩條側邊，分別設置有指定間隔距離的坐標點；

在生成多模干涉區的指定輪廓時，對所述坐標點到多模干涉區中軸線的距離的逐級遞歸調整和測試，并根據逐級遞歸測試結果中指定維度的性能參數的變化，制定出各個坐標點的到多模干涉區中軸線的目標距離；

根據所述各個坐標點的到多模干涉區中軸線的目標距離，來制作多模干涉區的指定輪廓；

所述指定維度的性能參數表現為公式：

其中，為出射波導輸出端口全波段插損IL的平均值，|PE|_max是相位誤差PE的最大值、所述相位誤差PE隨波長λ抖動，α對應全波段插損IL的平均值的權重值，β對應相位誤差PE的最大值及其隨波長λ的抖動之和的權重值，γ是對應全波段插損IL的平均值與相位誤差PE的最大值及其隨波長λ的抖動之和兩項參數隨工藝變化的權重值；α+β+γ＝1，且α，β，γ≥0。

2.根據權利要求1所述的硅基光混頻器的制造方法，其特征在于，所述對所述坐標點到多模干涉區中軸線的距離的逐級遞歸調整和測試，具體包括：

以硅基光混頻器的中軸線為中心軸，確定位于中心軸兩側的每一對坐標點與中心軸之間的距離，每一坐標點中設遠離中心軸的調整為正向移動，靠近中心軸的調整為負向移動；通過正向移動或負向移動，逐一調整相應多模干涉區輪廓上坐標點在位置；

根據調整后各坐標點位置擬合生成的多模干涉區的輪廓，制作測試用硅基光混頻器，采集相應測試用硅基光混頻器的指定維度的性能參數。

3.根據權利要求2所述的硅基光混頻器的制造方法，其特征在于，所述硅基光混頻器的中軸線為中心軸，具體為：

在硅基光混頻器中由每一條入射波導和相應出射波導構成一組入射波導-出射波導；

其中，在所述硅基光混頻器中的入射波導-出射波導組數為偶數時，所述中心軸為位于硅基光混頻器中間兩組入射波導-出射波導之間；或者，在所述硅基光混頻器中的入射波導-出射波導組數為奇數時，所述中心軸與硅基光混頻器中位于中間的一組入射波導-出射波導同軸；

其中，所述坐標點的設置位置與所述各組入射波導-出射波導處于同一平面。

4.根據權利要求2所述的硅基光混頻器的制造方法，其特征在于，所述根據逐級遞歸測試結果中指定維度的性能參數的變化，制定出各個坐標點的到多模干涉區中軸線的目標距離，具體包括：

解析所述指定維度的性能參數，當新一輪的性能參數表現更優時，保留改變后的各坐標點的設置位置；當新一輪的性能參數表現保持原狀或者性能下降時，保持相應坐標點前一輪的設置位置；接著改變另一個坐標點的位置，并不斷重復上述過程，直至改變任意一個坐標點的位移都不會產生更優的性能參數，則結束本輪針對所述指定維度的性能參數的多模干涉區輪廓指定過程。

5.根據權利要求1所述的硅基光混頻器的制造方法，其特征在于，所述并根據逐級遞歸測試結果中指定維度的性能參數的變化，制定出各個坐標點的到多模干涉區中軸線的目標距離，具體包括：

將α取值為1，β、γ取值為0得到的公式作為第一輪測試中的第一指定維度的性能參數；

直至改變任意一個坐標點的位移都不會產生更優的第一指定維度的性能參數，則結束第一測試，進入第二輪測試過程；

將α和β都取值為0.5得到的公式作為第二輪測試中的第二指定維度的性能參數；

在第一輪測試基礎上，根據所述第二指定維度的性能參數，直至改變任意一個坐標點的位移都不會產生更優的第二指定維度的性能參數，則結束第二測試，進入第三輪測試過程；

將α和β取值均改為0.25，γ取值為0.5得到的公式作為第三輪測試中的第三指定維度的性能參數；

在第二輪測試基礎上，根據所述第三指定維度的性能參數，直至改變任意一個坐標點的位移都不會產生更優的第三指定維度的性能參數，則結束第三測試，根據此時的各個坐標點的到多模干涉區中軸線的距離作為所述目標距離。