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一种移相器

文献发布时间:2024-04-18 19:57:50


一种移相器

技术领域

本申请属于电子器件技术领域,更具体地说,是涉及一种移相器。

背景技术

在采用等离子体色散效应的硅电光调制器中,硅的折射率与载流子浓度相关。其中,载流子的浓度越高,则硅的折射率越小。而硅的折射率的改变,可引起光的相位的相应改变,进而实现光强的调制,进以形成硅电光调制器的工作原理。

氮化硅是硅的一种常见化合物,一方面,氮化硅具有在C波段无双光子吸收效应的特性,另一方面,光在氮化硅波导层中传输时,光的损耗低,其可与CMOS工艺兼容,而被广泛应用于光芯片中。

然而,由于氮化硅具有反转对称中心,不具有线性电光效应,加之氮化硅的热光系数比硅低了一个数量级,基于氮化硅的热光调制器功耗更大,散热问题难以解决,加之氮化硅难以掺杂,不能制作基于等离子体色散效应的电光调制器。因此,光芯片领域中对高性能的氮化硅调制器具有迫切的需求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种移相器,该移相器可满足光芯片领域中对高性能的氮化硅调制器的迫切需求。

为实现上述目的,本申请采用的技术方案是:

提供一种移相器,所述移相器包括衬底、埋氧层、硅波导层和氮化硅波导层,以及折射率改变结构;

所述硅波导层和所述氮化硅波导层均掩埋在所述埋氧层中,且所述硅波导层和所述氮化硅波导层间隔预设距离;所述硅波导层和所述氮化硅波导层之间可以发生传输模式耦合;

所述折射率改变结构至少作用于所述硅波导层,通过增加所述硅波导层内传输模式的有效折射率,进以增加所述氮化硅波导层内传输模式的有效折射率。

一实施例中,所述硅波导层传输的光的能量占所述移相器传输光的总能量的0.00000000000000001%~10%。

一实施例中,所述移相器为电光移相器,所述折射率改变结构包括正负电极,所述正负电极施加在所述硅波导层上,以增加所述硅波导层内传输模式的有效折射率,进以增加所述氮化硅波导层内传输模式的有效折射率。

一实施例中,所述硅波导层为硅波导,所述硅波导的形状为脊波导,所述脊波导的两侧分别为p型掺杂区和n型掺杂区,所述正负电极分别与所述p型掺杂区和所述n型掺杂区接触。

一实施例中,所述移相器为热光移相器,所述折射率改变结构包括正负电极和电阻,所述正负电极连接所述电阻,所述电阻在通电后使得所述硅波导层和氮化硅波导层的温度升高。

一实施例中,所述电阻为氮化钛电阻,所述电阻掩埋在所述埋氧层,所述氮化硅波导层位于所述电阻和所述硅波导层之间。

一实施例中,所述移相器为压电移相器,所述折射率改变结构包括形变材料,所述硅波导层为硅波导,所述氮化硅波导层为氮化硅波导,所述形变材料作用于所述掩埋层,以使得所述掩埋层受到向下和垂直于波导延伸方向的作用力。

一实施例中,所述形变材料为锆钛酸铅,所述折射率改变结构还包括上金属电极和下金属电极,所述锆钛酸铅涂覆于压电移相器的外表面,所述上金属电极和下金属电极通电后,在所述形变材料上施加电压,以增加所述硅波导层内传输模式的有效折射率,进以增加所述氮化硅波导层内传输模式的有效折射率;

或者,在所述压电移相器为芯片中的移相器时,所述锆钛酸铅涂覆于芯片的外表面,所述上金属电极和下金属电极通电后,在所述形变材料上施加电压,以增加所述硅波导层内传输模式的有效折射率,进以增加所述氮化硅波导层内传输模式的有效折射率。

一实施例中,所述移相器为声光移相器,所述折射率改变结构包括声波形成材料,所述声波形成材料产生声波,并将声波传递至所述硅波导层和氮化硅波导层。

一实施例中,所述声波形成材料为氮化铝,所述折射率改变结构还包括上下金属电极,所述上下金属电极和所述硅波导层仅设于所述声光移相器区域,在所述上下金属电极两端加上射频信号源,所述氮化铝内产生声波,并传递到所述氮化硅波导和所述硅波导层。

一实施例中,所述移相器为线性电光移相器,所述折射率改变结构包括正负电极和线性电光效应材料,所述正负电极向所述线性电光效应材料施加偏压,使得所述线性电光效应材料内的传输模式的有效折射率增加,进而通过增加所述硅波导层内传输模式的有效折射率,进以增加所述氮化硅波导层内传输模式的有效折射率。

本申请提供的移相器的有益效果在于:

与现有技术相比,本申请提供的移相器包括衬底、埋氧层、硅波导层和氮化硅波导层,以及折射率改变结构。其中,硅波导层和氮化硅波导层均掩埋在埋氧层中,且硅波导层和氮化硅波导层间隔预设距离,硅波导层和氮化硅波导层之间可以发生传输模式耦合。而折射率改变结构至少作用于硅波导层,通过增加硅波导层内传输模式的有效折射率,进以增加氮化硅波导层内传输模式的有效折射率。

本申请提供的移相器,当通过折射率改变结构向移相器施加设定形式能量时,由于设定形式能量的通入,硅波导层内的载流子浓度会发生变化,而由于氮化硅波导层的材质和硅波导层的材质不同,氮化硅波导层内的载流子浓度也发生变化,会引起在氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化,进而实现不直接改变氮化硅波导层的折射率,而是通过改变氮化硅波导层附近的硅波导层的折射率,而引起氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化。

由于通过改变氮化硅波导层附近的硅波导层的折射率,而引起氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化,因此只有少部分的能量位于硅波导层的内部,自由载流子吸收引入的损耗较小,因为本申请提供的移相器的插入损耗较低,相比现有的热光移相器,本申请提供的移相器的功耗低、调制速度快,带宽可达到1GHz以上,可满足光芯片领域中对高性能的氮化硅调制器的迫切需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的移相器沿长度方向的剖面图;

图2为本申请一实施例提供的移相器沿宽度方向的剖面图;

图3为图2中所示的移相器沿高度方向的投影图;

图4为本申请一实施例提供的移相器沿宽度方向的剖面图;

图5为图4中所示的移相器沿长度方向的剖面图;

图6为本申请一实施例提供的移相器沿宽度方向的剖面图;

图7为图6中所示的移相器沿长度方向的剖面图;

图8为本申请一实施例提供的移相器沿宽度方向的剖面图;

图9为图8中所示的移相器沿高度方向的投影图;

图10为本申请一实施例中提供的硅波导层的能量分布图;

图11为本申请一实施例中提供的硅波导层的能量分布图。

其中,图中各附图标记:

10、衬底;20、埋氧层;30、氮化硅波导层;40、硅波导层;50、折射率改变结构;60、电阻;70、形变材料;80、声波形成材料;90、线性电光效应材料。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

现对本申请实施例提供的移相器进行说明。

请参阅图1至图11所示,本申请实施例提供的移相器包括衬底10、埋氧层20、氮化硅波导层30和硅波导层40,以及折射率改变结构50。

其中,氮化硅波导层30和硅波导层40均掩埋于埋氧层20中,且硅波导层40和氮化硅波导层30间隔预设距离,硅波导层40和氮化硅波导层30之间可以发生传输模式耦合。折射率改变结构50至少作用于硅波导层40,通过增加硅波导层40内传输模式的有效折射率,进以增加氮化硅波导层30内传输模式的有效折射率。

与现有技术相比,本申请实施例提供的移相器,当通过折射率改变结构50向移相器施加设定形式能量时,由于设定形式能量的通入,硅波导层40内的载流子浓度会发生变化,而由于硅波导层40的材质和氮化硅波导层30的材质不同,硅波导层40内的载流子浓度发生变化,会引起在氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化,进而实现不直接改变氮化硅波导层的折射率,而是通过改变氮化硅波导层附近的硅波导层40的折射率,而引起氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化。

由于通过改变氮化硅波导层附近的硅波导层40的折射率,而引起氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化,自由载流子吸收引入的损耗较小,因为本申请提供的移相器的插入损耗较低,相比现有的热光移相器,本申请提供的移相器的功耗低、调制速度快,带宽可达到1GHz以上,可满足光芯片领域中对高性能的氮化硅调制器的迫切需求。

其中,需要说明的是,波导层内的传输模式的有效折射率,不仅取决于波导层本身的折射率和波导层本身的横截面尺寸,同时还取决于波导层外包层的折射率和波导层外包层的横截面尺寸。

例如,仅考虑波导层外包层折射率的不同,针对于高度尺寸和宽度尺寸分别为220nm和500nm的单模硅波导层,其外包层为空气时,TE模在传输线中的横电磁波(TEM模)、横电波(TE模)、横磁波(TM模)三种导波形式的有效折射率为2.35。其外包层为二氧化硅时,TE模在传输线中的横电磁波(TEM模)、横电波(TE模)、横磁波(TM模)三种导波形式的有效折射率为2.45。因此,可通过改变波导层外包层的折射率,而间接影响波导层内传输模式的有效折射率。

在本申请实施例中,氮化硅波导层30相当于波导层本身,硅波导层40相当于氮化硅波导层30的外包层,二者的材质不同。当硅波导层40内的载流子浓度会发生变化时,由于硅波导层40的材质和氮化硅波导层30的材质不同,且氮化硅波导层30为氮化硅波导层,硅波导层40内的载流子浓度发生变化,会引起在氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化,进而实现不直接改变氮化硅波导层的折射率,而是通过改变氮化硅波导层附近的硅波导层40的折射率,而引起氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化。

在本申请中,氮化硅波导层30和硅波导层40间隔设置,二者之间可通过二氧化硅填充,二者之间通过一定的物理距离实现无相互干涉,且当硅波导层40内的载流子浓度会发生变化时,会引起在氮化硅波导层内传输模式的有效折射率发生变化。当然,在一些实施例中,氮化硅波导层30和硅波导层40可通过二者中的至少一者上的涂层进行干涉隔离。

在本申请实施例中,硅波导层40可为硅基波导层、铌酸锂波导层或硅脊波导层。

如图1所示,一具体实施例中,移相器包括硅衬底10和层叠设于硅衬底10上的埋氧层20,例如埋氧层20可为二氧化硅层。其中,硅衬底10的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致,埋氧层20的高度尺寸大于硅衬底10的高度尺寸。

氮化硅波导层30和硅波导层40均埋设于埋氧层20,硅波导层40为硅基波导层。其中,硅波导层40平行且间隔设置于硅衬底10的正上方,氮化硅波导层30平行且间隔设于硅波导层40的正上方,硅衬底10、埋氧层20、氮化硅波导层30和硅波导层40的长度方向均一致。其中,硅波导层40的长度尺寸小于硅衬底10的长度尺寸,氮化硅波导层30的长度尺寸小于硅波导层40的长度尺寸。在硅波导层40朝向氮化硅波导层30的一侧的中间区域,硅波导层40设置有朝向氮化硅波导层30凸出的凸出部分。

其中,折射率改变结构50包括正负电极,正负电极施加在硅波导层40上,折射率改变结构50沿硅埋氧层20的长度方向间隔设置,正负电极的长度方向和埋氧层20的高度方向一致,正负电极的上端裸露于埋氧层20的外部,正负电极上与上端相对的下端分别电性连接于硅波导层40的长度方向的两端。

本实施例中,折射率改变结构50的上端裸露于空气中,以便于电接触而供于向硅波导层40提供电压信号,折射率改变结构50的其他部分均掩埋在二氧化硅层中。氮化硅波导层和硅脊波导层二者并不接触,而是间隔有一定的物理距离,氮化硅波导层和硅脊波导层之间由二氧化硅层进行填充。在折射率改变结构50裸露的两端加上偏电压时,硅脊波导层内的载流子浓度发生变化,也就是改变了硅的折射率,进而改变了氮化硅波导层内传输模式的有效折射率,从而改变移相器所传输光的相位。

优选实施例中,硅波导层40为硅波导,硅波导的形状为脊波导,脊波导的两侧分别为p型掺杂区和n型掺杂区,正负电极分别与p型掺杂区和所述n型掺杂区接触。

如图2和图3所示,一具体实施例中,移相器包括硅衬底10和层叠设于硅衬底10上的埋氧层20,例如埋氧层20可为二氧化硅层。折射率改变结构50包括正负电极和电阻60,正负电极连接电阻60,电阻60在通电后使得硅波导层40和氮化硅波导层30的温度升高。其中,硅衬底10的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致,埋氧层20的高度尺寸大于硅衬底10的高度尺寸。

电阻60、氮化硅波导层30和硅波导层40均埋设于埋氧层20,硅波导层40为硅基波导层,电阻60为氮化钛层。其中,硅波导层40平行且间隔设置于硅衬底10的正上方,氮化硅波导层30平行且间隔设于硅波导层40的正上方,电阻60平行且间隔设于氮化硅波导层30的正上方,硅衬底10、埋氧层20、电阻60、氮化硅波导层30和硅波导层40的长度方向均一致。也就是说,电阻60、氮化硅波导层30和硅波导层40依次平行且间隔设置,折射率改变结构50的另一端分别电性连接于电阻60的长度两端,氮化硅波导层30和硅波导层40设于电阻60背离折射率改变结构50的一侧。

其中,硅波导层40的长度尺寸小于电阻60的长度尺寸,电阻60的长度尺寸小于氮化硅波导层30的长度尺寸,氮化硅波导层30的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致。硅波导层40的宽度尺寸小于氮化硅波导层30的宽度尺寸,硅波导层40的宽度尺寸小于电阻60的宽度尺寸,电阻60的宽度尺寸小于埋氧层20的宽度尺寸,而电阻60、氮化硅波导层30和硅波导层40的高度尺寸趋向于一致。

其中,正负电极沿硅埋氧层20的长度方向间隔设置,正负电极的长度方向和埋氧层20的高度方向一致,正负电极的上端裸露于埋氧层20的外部,正负电极上与上端相对的下端分别电性连接于电阻60的长度方向的两端。

本实施例中,移相器具体为热光移相器,如图2和图3所示,当移相器的折射率改变结构50裸露的两端加上偏电压时,TiN电阻60被加热,导致位于其下方的氮化硅波导层和硅基波导层的温度上升,此时硅基波导层的折射率增大,从而引起氮化硅波导层内传输模式的有效折射率增大。

该实施例中,由于氮化硅波导层内传输模式有一小部分耦合到硅基波导层内,因此硅基波导层的折射率的增加会进一步增大氮化硅波导层内传输模式的有效折射率。该实施例中,由于氮化硅的热光系数较小,因此基于氮化硅的热光移相器π相移功耗很大,利用硅的热光系数比氮化硅高一个数量级的特点,将硅基波导层置于氮化硅波导层的旁边,保证仅有少部分模式从氮化硅波导层耦合到硅基波导层,如此随着温度的上升而引起的硅基折射率的增加会进一步增大氮化硅波导内传输模式的有效折射率,从而可以降低基于氮化硅的热光移相器的π相移功耗。

如图4和图5所示,一具体实施例中,移相器包括硅衬底10和层叠设于硅衬底10上的埋氧层20,例如埋氧层20可为二氧化硅层。折射率改变结构50包括形变材料70,其中,硅衬底10的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致,埋氧层20的高度尺寸大于硅衬底10的高度尺寸。

其中,氮化硅波导层30和硅波导层40均埋设于埋氧层20,硅波导层40为硅基波导层,形变材料70为锆钛酸铅层,形变材料70作用于掩埋层20,以使得掩埋层20受到向下和垂直于波导延伸方向的作用力。

更为具体地,形变材料70、氮化硅波导层30和硅波导层40依次平行且间隔设置。其中,硅波导层40平行且间隔设置于硅衬底10的正上方,氮化硅波导层30平行且间隔设于硅波导层40的正上方,形变材料70平行且间隔设于氮化硅波导层30的正上方,且位于埋氧层20的正上方,硅衬底10、埋氧层20、压电陶底层、氮化硅波导层30和硅波导层40的长度方向均一致。

其中,硅波导层40的长度尺寸小于氮化硅波导层30的长度尺寸,氮化硅波导层30的长度尺寸和形变材料70的长度尺寸趋向于一致,形变材料70的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致。其中,硅波导层40的宽度尺寸小于氮化硅波导层30的宽度尺寸,硅波导层40的宽度尺寸小于形变材料70的宽度尺寸,形变材料70的宽度尺寸和埋氧层20的宽度尺寸一致,而形变材料70、氮化硅波导层30和硅波导层40的高度尺寸趋向于一致。

本实施例中,折射率改变结构50中的一者层叠设于埋氧层20的上表面上,形变材料70叠设于该折射率改变结构50上,两个折射率改变结构50中的另一者层叠设于形变材料70上。

更为具体地,折射率改变结构50还包括上金属电极和下金属电极,锆钛酸铅涂覆于压电移相器的外表面,上金属电极和下金属电极通电后,在形变材料70上施加电压,以增加硅波导层40内传输模式的有效折射率,进以增加氮化硅波导层30内传输模式的有效折射率。

或者,在压电移相器为芯片中的移相器时,锆钛酸铅涂覆于芯片的外表面,上金属电极和下金属电极通电后,在形变材料70上施加电压,以增加硅波导层40内传输模式的有效折射率,进以增加氮化硅波导层30内传输模式的有效折射率。

本实施例中,移相器为压电移相器,如图5和图6所示,氮化硅波导层从左往右延伸,经过压电移相器后,相位发生改变。具体地,当折射率改变结构50裸露的两端加上偏电压时,形变材料70内产生平行于其厚度方向的电场,进而引起压电效应,即形变材料70变厚且宽度方向变窄,厚度和宽度两个方向的尺寸变化,均能够导致氮化硅波导层和硅基波导层的内部产生压应力,继而使其折射率增加。硅基波导层的折射率增大,则引起氮化硅波导层内传输模式的有效折射率增大。由于氮化硅波导层内传输模式中的一小部分能量耦合到硅基波导层内,所以硅基波导层的折射率的增加会进一步增大氮化硅波导层内传输模式的有效折射率,从而可以降低压电移相器的π相移功耗。

如图6和图7所示,一具体实施例中,移相器包括硅衬底10和层叠设于硅衬底10上的埋氧层20,例如埋氧层20可为二氧化硅层。折射率改变结构50包括声波形成材料80,声波形成材料80产生声波,并将声波传递至硅波导层40和氮化硅波导层30,其中,硅衬底10的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致,埋氧层20的高度尺寸大于硅衬底10的高度尺寸。

其中,氮化硅波导层30和硅波导层40均埋设于埋氧层20,硅波导层40为硅基波导层,声波形成材料80为氮化铝层,声波形成材料80、氮化硅波导层30和硅波导层40依次平行且间隔设置。其中,硅波导层40平行且间隔设置于硅衬底10的正上方,氮化硅波导层30平行且间隔设于硅波导层40的正上方,声波形成材料80平行且间隔设于氮化硅波导层30的正上方,且位于埋氧层20的正上方,硅衬底10、埋氧层20、声波形成材料80、氮化硅波导层30和硅波导层40的长度方向均一致。

其中,硅波导层40的长度尺寸小于氮化硅波导层30的长度尺寸,氮化硅波导层30的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致,声波形成材料80的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致。其中,硅波导层40的宽度尺寸小于氮化硅波导层30的宽度尺寸,硅波导层40的宽度尺寸小于埋氧层20的宽度尺寸,声波形成材料80的宽度尺寸小于埋氧层20的宽度尺寸,而声波形成材料80、氮化硅波导层30和硅波导层40的高度尺寸趋向于一致。

本实施例中,折射率改变结构50还包括上下金属电极,上下金属电极和硅波导层30仅设于声光移相器区域,在上下金属电极两端加上射频信号源,氮化铝内产生声波,并传递到氮化硅波导30和硅波导层40。在结构上,折射率改变结构50中的一者层叠设于埋氧层20的上表面上,声波形成材料80叠设于该折射率改变结构50上,两个折射率改变结构50中的另一者层叠设于声波形成材料80上。

本实施例中,移相器为声光移相器,如图7和图8所示,氮化硅波导层从左往右延伸,经过声光移相器后,相位发生改变。具体地,当在两个金属折射率改变结构50的两个端部加上射频信号后,声波形成材料80内产生声波,并传递到氮化硅波导层和硅基波导层。该声波在氮化硅波导层和硅基波导层内引入机械应力,应力改变两根波导的折射率,进而引起氮化硅波导内传输模式的有效折射率发生改变。

本实施例中,由于氮化硅波导层内传输模式中的一小部分能量耦合到硅基波导层内,再加之张应力的存在,均会使氮化硅波导层和硅基波导层的折射率减小,且压应力都会使氮化硅波导层和硅基波导层的折射率增加,因此硅基波导层的折射率的改变会进一步增大氮化硅波导层内传输模式有效折射率的改变,而不是相互抵消,从而可以降低声光移相器的π相移功耗。

如图8和图9所示,一具体实施例中,移相器包括硅衬底10和层叠设于硅衬底10上的埋氧层20,例如埋氧层20可为二氧化硅层。折射率改变结构50包括正负电极和线性电光效应材料90,正负电极向线性电光效应材料90施加偏压,使得线性电光效应材料90内的传输模式的有效折射率增加。其中,硅衬底10的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致,埋氧层20的高度尺寸略小于硅衬底10的高度尺寸。

其中,氮化硅波导层30埋设于埋氧层20,线性电光效应材料90叠设于氮化硅波导层30上,且氮化硅波导层30的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸一致,氮化硅波导层30的宽度尺寸远小于线性电光效应材料90和埋氧层20的宽度尺寸,线性电光效应材料90的宽度尺寸和埋氧层20的宽度尺寸一致,氮化硅波导层30的底面和埋氧层20接触,氮化硅波导层30的顶面和沿宽度方向的相对两侧均被线性电光效应材料90覆盖。

硅波导层40层叠设于线性电光效应材料90上,且硅波导层40的长度尺寸小于埋氧层20的长度尺寸,硅波导层40的宽度尺寸小于埋氧层20的宽度尺寸,硅波导层40的长度尺寸和埋氧层20的长度尺寸的尺寸差与硅波导层40的宽度尺寸和埋氧层20的宽度尺寸的尺寸差趋于一致。正负电极分别叠设于硅波导层40的长度方向的两个端部的上表面上,且正负电极的长度尺寸均小于硅波导层40的长度尺寸,且硅波导层40的上表面的中间区域设置有朝向上方凸出的凸出部分,该凸出部分的宽度方向的两侧和正负电极分别间隔设置。本实施例中,线性电光效应材料90为苯并环丁烯层,硅波导层40为铌酸锂波导层。

本实施例中,移相器具体为线性电光移相器,如图9和图10所示,氮化硅波导层从左往右延伸,经过线性电光移相器后,相位发生改变。本实施例中,芯片表面大部分区域为二氧化硅,二氧化硅覆盖着基于氮化硅波导层的光学器件,折射率改变结构50和铌酸锂波导仅在线性电光移相器区域有。当折射率改变结构50的两端加上偏电压后,在电场的作用下,铌酸锂波导层内会产生线性电光效应,其折射率发生改变。

本实施例中,由于氮化硅波导层内传输模式中的一小部分能量耦合到铌酸锂波导层内,因此铌酸锂波导层的折射率的改变,进而改变氮化硅波导层内传输模式的有效折射率,从而可以改变氮化硅波导内传输模式的相位。

如图10和图11所示,在上述实施例所提供的移相器中,氮化硅波导层30所蕴含的能量大于埋氧层20所蕴含的能量,埋氧层20所蕴含的能量大于硅波导层40所蕴含的能量。优选地,硅基波导层中的能量百分比范围为0.00000000000000001%~10%,由于氮化硅波导层内传输模式中的一小部分能量耦合到硅基波导层内,因此硅基波导层的折射率的改变,进而改变氮化硅波导层内传输模式的有效折射率,从而可以改变氮化硅波导内传输模式的相位。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

相关技术
  • 移相器、具有移相器的天线单元及具有移相器的天线装置
  • 热光移相器、热光移相器制造方法及热光移相器阵列
技术分类

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