【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彼此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，掺杂改善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。在本专利技术的上下文中，“掺杂类型”的表达也包括其中针对总共三种类型的掺杂，半导体是纯的(即，没有掺杂)的情况。
7、文献jp2014182185a公开了一种马赫-曾德尔干涉仪(m
技术实现思路
1、申请人已经法线，基于马赫-曾德尔干涉仪的可调谐光学耦合设备具有一些缺点。
2、首先，mzi的结构本身是复杂的，例如，因为它必须包括两个光学耦合设备和两个光学连接路径。上述部件的必要存在还需要mzi的大的空间负担(或覆盖区)。
3、因此，本申请人已经面对实现能够以高效方式(即，具有少量电消耗)调谐的光学耦合设备的问题，并且同时结构简单、和/或便宜和/或具有有限的空间阻碍。
4、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。
5、根据一方面，本专利技术涉及一种光学耦合设备。
6、该设备包括：
7、-第一光波导，由半导体制成，具有第一输入端和第一输出端；
8、-第二光波导，具有第二输入端和第二输出端；
9、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，
10、其中所述第一光波导包括第一和第二区域，第一和第二区域具有彼此不同的相应类型的掺杂并且具有互易接口(reciprocal interface)，
11、其中所述设备包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极在所述接口的相对侧电连接至第一光波导，以及
12、其中所述接口至少部分地布置在所述第一光学耦合道处。
13、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：
14、-提供根据本专利技术的所述光学耦合设备；
15、-在所述第一和第二电极之间施加电压差，以向所述接口施加电场；
16、-将光信号作为输入引入所述第一输入端；
17、-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。
18、根据本申请人，第一光波导的第一和第二区域在彼此之间具有不同的掺杂类型(包括其中第一和第二区域之一没有掺杂的情况，即本征的)并且具有至少部分在第一光学耦合道处的互易接口，允许基本上实现在这种接口处(即在第一光学耦合道中)具有结的二极管。
19、以此方式，由于施加到第一区域与第二区域之间的接口的电场，可以随施加到电极的电压的符号和/或值的变化，调整在第一和第二区域中的自由载流子(例如，电子和/或空穴)的密度，例如通过改变二极管的耗尽区的空间扩展和/或通过注入新的电荷载流子(例如，通过注入电流)。自由载流子密度的调整进而允许能够动态地改变布置在这两个区域之间的接口处的第一光波导的光学耦合道的至少一部分的光学折射率(如从kramers-kronig关系和soref等式中已知的)，从而允许调谐耦合设备本身(呈一对光波导的形式)。以此方式，相对于mzi的结构，以简化的结构实现可调谐光学耦合设备，结果成本更低和/或空间尺寸更小。
20、因此，本申请人已经克服了光子学领域中的常见偏见，根据该偏见，mzi结构是必要的，以便产生可调谐光学耦合设备，因为只有在这种情况下，才可能通过利用在两个相应光学路径中的一个(即，远离这两个通常为3db的固定光学耦合设备)处可用的空间来布置电极。相反，本专利技术考虑了调谐一对光学耦合光波导形式的单一光学耦合设备，从而在第一光学耦合道处产生二极管。
21、参考几何元件(诸如直线、平面、表面等)的“基本上垂直”是指这些元件形成90°±15°，优选90°±10°的角度。
22、参照上述几何元件的“基本上平行”是指这些元件形成0°±-15°，优选0°±10°的角度。
23、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。
24、通常，每个光学耦合道具有沿纵向方向的主展开。
25、优选地，所述接口基本上完全布置在所述第一光学耦合道处。以此方式，该接口被有效地布置用于调谐目的。
26、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光波导，从而具有设备的简单性的优点。
27、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)。
28、优选地，所述第一和第二电极中分别与所述第一和第二区域处于(直接)电接触。以此方式，将电场施加到接口变得有效。
29、优选地，所述第一区域和所述第二区域中的至少一个、更优选地两者在分别与所述第一电极和所述第二电极的相应接触区域处的掺杂密度大于相应区域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/或改进了电极与光波导之间的电接触。
30、优选地，第一和/或第二区域在相应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，第一和/或第二区域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101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，所述第一电极(8)和所述第二电极(9)被布置在所述第一光学耦合道(3)的纵向相对侧处并且在所述第一光学耦合道外部，所述第一光学耦合道(3)和所述第二光学耦合道(7)具有沿纵向方向(100)的主展开。
3.如权利要求2所述的设备(99)，其特征在于，所述接口(6)基本上垂直于所述纵向方向(100)并且基本上沿着所有所述第一光学耦合道(3)展开，其中所述第一光波导(1)至少在所述第一电极(8)和所述第二电极(9)处是脊型波导，其中所述脊型波导具有在基本上垂直于所述第一光波导的主展开线的平面上的截面，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)的相对侧处且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)中的每一者与所述第一横向部分(71)和所述第二横向部分(72)中的至少一者电接触，其中所述第一光波导(1)和所述第二光波导(2
4.如权利要求2或3所述的设备(99)，其特征在于，所述第二光波导(2)包括相应的第一区域(4)和第二区域(5)，所述第一区域和所述第二区域具有彼此不同的相应掺杂类型，并且具有至少部分布置在所述第二光学耦合道(7)处的相应互易接口(6)，其中所述设备(99)包括第三电极(12)和第四电极(13)，所述第三电极和所述第四电极在所述第二光波导(2)的所述接口(6)的相对侧处电连接至所述第二光波导(2)，其中所述第三电极(12)和所述第四电极(13)被布置在所述第二光学耦合道(7)的纵向相对侧处并且在所述第二光学耦合道(7)的外部，并且其中所述第二光波导的所述接口(6)基本上垂直于所述纵向方向(100)展开。
5.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)在所述第一光学耦合道(3)处为脊型波导，其中所述脊型波导具有在基本上垂直于所述第一光波导的主展开线的平面上的截面，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)的相对侧处且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，所述第一电极(8)在所述第一光学耦合道(3)外部与所述第一横向部分(71)电接触，所述第一横向部分(71)面对所述第二光波导(2)，并且所述第二电极(9)在所述第一光学耦合道(3)处与所述第二横向部分(72)电接触。
6.如权利要求5所述的设备(99)，其特征在于，所述接口(6)基本上平行于所述第一光学耦合道(3)和所述光学耦合道(7)的主展开的纵向方向(100)并且沿着基本上所有所述第一光学耦合道(3)展开，其中所述接口(6)被布置在所述中心部分(70)附近或在所述中心部分(70)处，其中所述第一电极(8)包括至少两个子电极，分别设置在所述第一光耦合道(3)的纵向相对侧处，并且其中所述第二电极(9)包括彼此不同并且沿着所述第一光学耦合道(3)的至少一部分纵向分布的多个子电极。
7.如权利要求5或6所述的设备(99)，其特征在于，所述第二光波导(2)包括相应的第一区域(4)和第二区域(5)，所述第一区域和所述第二区域具有彼此不同的相应掺杂类型，并且具有至少部分布置在所述第二光学耦合道(7)处的相应互易接口(6)，还有其中所述第一光波导(2)在所述第二光学耦合道(7)处是脊型波导，其中所述第一光波导(1)至少在相应的所述第一光学耦合道(3)和所述第二光学耦合道(7)处具有与所述第二光波导(2)的第一横向部分(71)共同的所述第一横向部分(71)，其中所述第一电极(8)在所述第一光学耦合道(3)和所述第二光学耦合道(7)附近并且在所述第一光学耦合道和所述第二光学耦合道外部与共同的所述第一横向部分(71)电接触，其中所述设备(99)包括另一电极(14)，所述另一电极在所述第二光波导的所述接口(6)的相对于所述第一电极(8)的相对侧处电连接至所述第二光波导(2)，所述另一电极(14)在所述第二光学耦合道(7)处与所述第二光波导(2)的第二横向部分(72)电接触，并且还有其中所述第二光波导(2)的所述接口(6)基本上平行于所述纵向方向(100)展开。
8.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横向对称平面，其中所述第一光波导(1)和所述第二光波导(2)中的至少一者的所述第一区域(4)和所述第...
【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，所述第一电极(8)和所述第二电极(9)被布置在所述第一光学耦合道(3)的纵向相对侧处并且在所述第一光学耦合道外部，所述第一光学耦合道(3)和所述第二光学耦合道(7)具有沿纵向方向(100)的主展开。
3.如权利要求2所述的设备(99)，其特征在于，所述接口(6)基本上垂直于所述纵向方向(100)并且基本上沿着所有所述第一光学耦合道(3)展开，其中所述第一光波导(1)至少在所述第一电极(8)和所述第二电极(9)处是脊型波导，其中所述脊型波导具有在基本上垂直于所述第一光波导的主展开线的平面上的截面，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)的相对侧处且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)中的每一者与所述第一横向部分(71)和所述第二横向部分(72)中的至少一者电接触，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)处是通道波导。
4.如权利要求2或3所述的设备(99)，其特征在于，所述第二光波导(2)包括相应的第一区域(4)和第二区域(5)，所述第一区域和所述第二区域具有彼此不同的相应掺杂类型，并且具有至少部分布置在所述第二光学耦合道(7)处的相应互易接口(6)，其中所述设备(99)包括第三电极(12)和第四电极(13)，所述第三电极和所述第四电极在所述第二光波导(2)的所述接口(6)的相对侧处电连接至所述第二光波导(2)，其中所述第三电极(12)和所述第四电极(13)被布置在所述第二光学耦合道(7)的纵向相对侧处并且在所述第二光学耦合道(7)的外部，并且其中所述第二光波导的所述接口(6)基本上垂直于所述纵向方向(100)展开。
5.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)在所述第一光学耦合道(3)处为脊型波导，其中所述脊型波导具有在基本上垂直于所述第一光波导的主展开线的平面上的截面，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)的相对侧处且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，所述第一电极(8)在所述第一光学耦合道(3)外部与所述第一横向部分(71)电接触，所述第一横向部分(71)面对所述第二光波导(2)，并且所述第二电极(...
【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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