【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
0、现有技术
1、本专利技术被置于光子学的领域，即光信号生成、传输、处理和接收的一组技术和方法。
2、术语“光学”是指一种电磁辐射，该电磁辐射落入该可见光频带的拓宽的邻域内，并且不必然落入该可见光频带内(即，指示性地400-700nm)，例如可见光频带的这个拓宽的邻域典型地包括近红外线(例如在约700nm至约2μm之间的波长)。
3、在光子学的领域，光学耦合设备是已知的，其中进入输入端口的光信号被分为两个不同的光信号，每个从相应的输出端口离开。
4、在一个实施例中，光学耦合设备可包括在耦合区域处相互光学耦合的一对光波导。
5、可调谐光学耦合设备也是已知的，其中在给定波长(直到包括从0-100到100-0的比率的情况)下，两个输出光信号的光功率之间的比率(分光比)可动态地改变，和/或获得光功率之间的给定比率的波长可改变。
6、术语“掺杂”在半导体领域中是指向纯半导体(也称为“本征”)添加相对于该纯半导体(例如，硅、碳化硅)不同的元素的原子的可变百分比，以便改变构成该纯半导体的材料的物理特性。通常，掺杂改进了纯半导体的导电性。掺杂的类型通常是两种并且分别被定义为“n”型和“p”型。掺杂类型和这种类型的掺杂赋予纯半导体的操作特性本身是已知的，并且将不再进一步描述。
7、文献wo 2020089495a1公开了一种可调谐光学耦合设备。
8、文献“由横向温度梯度驱动的可调谐硅光子定向耦合器”，orlandi等人，2013年3月15日
技术实现思路
1、本申请人已经认识到，借助于被布置在波导之一附近的加热元件(由于热光学效应)来调谐光学耦合设备在许多方面是低效的，如例如在上述文献中所描述的。
2、实际上，为了加热波导，首先必须加热加热元件(例如，通过电流)以及通过通常结合波导的层(并且有时甚至加热元件本身)的热传导来等待热量从后者传递到波导。因此，在加热元件中生成热功率的时刻与波导的随之发生的温度增加之间的时间延迟之后，这可使调谐不适合光学电路的典型快速时间。
3、此外，为了获得波导的期望的温度升高，给定通常用于制造设备的材料(诸如举例而言，上述层(通常由氧化硅制成))的固有热阻，必须显著增加加热元件的温度，随之而来的是散热和高能耗。
4、另外，尽管加热元件通常布置在待加热的波导附近，然而，所生成的热功率也部分地传递给另一波导(“热串扰”)，从而导致相应温度的增加，并且因此，两个波导之间的热梯度的整体减小，从而限制光功率之间的上述比率可改变的值的范围和/或增加必要的温度(并且因此增加消耗)。
5、因此，本申请人已经面临以下问题：实现能够以高效、简单、快速且便宜的方式调谐(特别是通过热光学效应)的光学耦合设备。
6、根据申请人，以上问题是通过根据所附权利要求书和/或具有一个或多个以下特征的一种光学耦合设备以及一种用于调谐所述设备的方法来解决的。
7、根据一方面，本专利技术涉及一种光学耦合设备。
8、该设备包括：
9、-第一光波导，由半导体制成，具有第一输入端和第一输出端；
10、-第二光波导，具有第二输入端和第二输出端；
11、其中，所述第一和第二光波导分别在第一和第二光学耦合道(tract)处相互光学耦合，第一和第二光学耦合道分别置于所述第一输入端与所述第一输出端之间以及所述第二输入端与所述第二输出端之间，
12、其中所述第一和第二光学耦合道具有沿纵向方向的主展开；
13、-第一电极和第二电极，在所述第一光学耦合道的纵向相对侧处电连接至所述第一光波导。
14、根据一方面，本专利技术涉及一种用于调谐光学耦合设备的方法。该方法包括：
15、-提供根据本专利技术的所述光学耦合设备；
16、-在所述第一和第二电极之间施加电压差，以提供电流进入所述第一光学耦合道的通路；
17、-将光信号作为输入引入到所述第一输入端；
18、-调整所述电压差的值，以改变从所述第一输出端出射的第一光信号与从所述第二输出端出射的第二光信号的光功率之间的比率。
19、申请人已经认识到，为了通过加热来调谐光学耦合设备，由于将电流直接注入到光波导本身中(例如，通过利用焦耳效应)，不必提供与光波导不同的任何加热元件。
20、以此方式，通过对光波导进行加热，以高效且快速的方式实现了热光效应的调谐，同时简化了设备的结构，并且限制了另一光波导的加热，从而获得了较宽的调谐范围和/或有限的功耗。
21、本申请人相信，在该设备的操作期间，将电流注入到该光波导中不干扰沿着该光波导传送的光信号。
22、本专利技术在一个或多个上述方面可以表现出一个或多个以下优选特征。
23、优选地，所述第二光波导由半导体制成。以此方式，可以用相同技术来制造波导，从而具有设备的简单性的优点。
24、优选地，所述第一和第二光波导各自包括对应的主展开线(例如，光信号的路径线)。
25、优选地，所述第一光波导被掺杂(至少在从第一电极到第二电极的道中)，优选地具有单一类型的掺杂。以此方式，改进了电流的通路。
26、优选地，第一光波导在分别与第一电极和第二电极的接触区域处的掺杂密度大于第一光波导的剩余部分的掺杂密度。以此方式，产生了用于电荷载流子的储存器和/或改进了电极与第一光波导之间的电接触。
27、优选地，在接触区域处的所述掺杂密度大于或等于1015原子/cm3，更优选地大于或等于1017原子/cm3，和/或小于或等于1021原子/cm3，更优选地小于或等于1020原子/cm3。优选地，第一光波导的剩余部分的所述掺杂密度大于或等于1014原子/cm3，更优选地大于或等于1016原子/cm3，和/或小于或等于1018原子/cm3，更优选地小于或等于1017原子/cm3。这种掺杂密度特别适合于传输电流，同时限制制造成本和/或对光信号的传播的潜在干扰。
28、优选地，(仅)在所述第一和第二电极的所述第一光波导是脊型波导。优选地，所述脊型波导具有在(基本上)垂直于所述主展开线的平面上的截面，该截面包括中心部分以及第一横向部分和第二横向部分分，所述第一横向部分分和所述第二横向部分分布置在所述中心部分的相对侧且与所述中心部分相接续，并且相对于所述中心部分具有较低的高度。优选地，所述第一和第二电极中的每一者与所述第一和第二横向部分中的至少一个处于(直接)电接触。以此方式，横向部分提供足够本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学耦合设备(99)，包括：
2.如权利要求1所述的设备(99)，其特征在于，所述第一光波导(1)至少在从所述第一电极(8)到所述第二电极(9)的道中被掺杂，具有单一类型的掺杂，其中所述第一光波导(1)在分别与所述第一电极(8)和所述第二电极(9)的接触区域处的掺杂密度大于所述第一光波导的剩余部分的掺杂密度，其中所述接触区域的所述掺杂密度大于或等于1015原子/cm3，且小于或等于1021原子/cm3，并且其中所述第一光波导的其余部分的所述掺杂密度大于或等于1014原子/cm3，且小于或等于1018原子/cm3。
3.如前述权利要求中任一项所述的设备(99)，其特征在于，在所述第一电极(8)和所述第二电极(9)处的所述第一光波导(1)为脊型波导，所述脊型波导在垂直于所述第一光波导(1)的主展开线的平面上具有截面，所述截面包括中心部分(70)以及第一横向部分(71)和第二横向部分(72)，所述第一横向部分和所述第二横向部分布置在所述中心部分(70)的相对侧处并与所述中心部分相接续，并且相对于所述中心部分(70)具有较低的高度，其中所述第一电极(8)和
4.如权利要求3所述的设备(99)，其特征在于，所述第一电极(8)和所述第二电极(9)与所述第一横向部分(71)和所述第二横向部分(72)两者均处于电接触。
5.如前述权利要求中任一项所述的设备(99)，其特征在于，所述第一电极(8)和所述第二电极(9)布置在所述第一光学耦合道(3)外部，其中所述第一光波导(1)和所述第二光波导(2)相互电绝缘，并且其中所述第一光波导(1)在所述第一光学耦合道(3)处为通道波导。
6.如权利要求5所述的设备(99)，其特征在于，所述第二光波导(2)在所述第二光学耦合道(7)处为通道波导。
7.如权利要求3或4所述的设备(99)，其特征在于，所述第一光波导(1)的所述截面的所述第一横向部分(71)和所述第二横向部分(72)从与相应电极(8、9)的相应接触区域朝向所述第一光学耦合道(3)沿着所述主展开线移动朝向所述中心部分(70)逐渐变窄。
8.如前述权利要求中任一项所述的设备(99)，其特征在于，每个电极(8、9)具有截面，所述截面朝向所述第一光波导(1)移动逐渐变窄，并且其中所述设备(99)包括电绝缘材料层(30)，所述电绝缘材料层基本上完全包围所述第一光波导(1)和所述第二光波导(2)。
9.如前述权利要求中任一项所述的设备(99)，其特征在于，包括纵向对称平面和垂直于所述纵向对称平面的横向对称平面，并且其中所述第二光波导(2)由半导体制成。
10.一种用于调谐光学耦合设备的方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种光学耦合设备(99)，包括：
2.如权利要求1所述的设备(99)，其特征在于，所述第一光波导(1)至少在从所述第一电极(8)到所述第二电极(9)的道中被掺杂，具有单一类型的掺杂，其中所述第一光波导(1)在分别与所述第一电极(8)和所述第二电极(9)的接触区域处的掺杂密度大于所述第一光波导的剩余部分的掺杂密度，其中所述接触区域的所述掺杂密度大于或等于1015原子/cm3，且小于或等于1021原子/cm3，并且其中所述第一光波导的其余部分的所述掺杂密度大于或等于1014原子/cm3，且小于或等于1018原子/cm3。
3.如前述权利要求中任一项所述的设备(99)，其特征在于，在所述第一电极(8)和所述第二电极(9)处的所述第一光波导(1)为脊型波导，所述脊型波导在垂直于所述第一光波导(1)的主展开线的平面上具有截面，所述截面包括中心部分(70)以及第一横向部分(71)和第二横向部分(72)，所述第一横向部分和所述第二横向部分布置在所述中心部分(70)的相对侧处并与所述中心部分相接续，并且相对于所述中心部分(70)具有较低的高度，其中所述第一电极(8)和所述第二电极(9)的每一者与所述第一横向部分(71)和所述第二横向部分(72)中的至少一者处于电接触。
4.如权利要求3所述的设备(99)，其特征在于，所述第一电极(8)和所述第二电极(9)与所述第一横向部分(...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·佩里诺，E·达米亚尼，D·奥利维拉莫雷斯德阿瓜尔，E·古列尔米，
申请(专利权)人：光子道路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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