[发明专利]电-光调制器

说明书

政府资助

本发明在政府支持下利用DARPA EPIC授予的第 HR0011-05-C-0027号资助款做出。美国政府拥有对本发明的某些权 利。

相关申请

本发明依据35U.S.C.§119(e)，要求2006年9月22日提交的 美国临时专利申请No.60/846,530、2006年8月24日提交的美国临时 专利申请No.60/839,975、2006年8月24日提交的美国临时专利申请 No.60/839,919和2007年3月26日提交的美国临时专利申请 No.60/908,004的优先权，这些申请在此通过引用的方式纳入本说明 书。

背景技术

光在用作传播信息的媒介时，具有许多优点，诸如增加的速度和 带宽。沿光纤传输光波在电信行业广为应用。硅上光互连已经成为下 一代计算系统的瓶颈。希望具有CMOS兼容的(CMOS-compatible)光 互连系统。

发明内容

本发明在第一方面提供了一种光学调制器，包括：

环形谐振器；

波导，其相邻于并光学地耦合到所述环形谐振器；和

另外的掺杂区，其位于所述波导相对于所述环形谐振器的对 面，其中该另外的掺杂区是p-i-n结的一部分，所述p-i-n结围 绕所述环形谐振器形成了接近闭合的p-i-n结。

优选地，其中所述环形谐振器是硅微环谐振器。

优选地，其中所述p-i-n结包括在所述环形谐振器外部的n+掺杂 区和在所述环形谐振器内部的p+掺杂区，并且其中所述另外的掺杂区 是n+掺杂的。

优选地，所述光学调制器还包括电触点，该电触点被形成为与所 述n+和p+掺杂区以及所述另外的掺杂区电接触。

优选地，所述光学调制器还包括耦合到所述p-i-n结的电驱动器， 该电驱动器向所述p-i-n结提供脉冲整形输入。

本发明在第二方面提供了一种光学调制器，其包括：

环形谐振器；

波导，其相邻于并光学地耦合到所述环形谐振器；

另外的掺杂区，其位于所述波导相对于所述环形谐振器的对 面，其中该另外的掺杂区是p-i-n结的一部分，所述p-i-n结围 绕所述环形谐振器形成了接近闭合的p-i-n结；和

电驱动器，其耦合到所述p-i-n结，向所述p-i-n结提供脉 冲整形输入。

优选地，其中所述脉冲整形输入提高电-光调制速度。

进一步优选地，其中所述电-光调制速度被提高到最高达12.5gbps。

优选地，其中所述环形谐振器具有微米尺度的特征尺寸。

优选地，其中所述环形谐振器是频率选择性的。

进一步优选地，其中所述光学调制器可用于同时调制多个载波。

优选地，其中所述光学调制器包括n-p-i-n器件。

优选地，所述光学调制器使用互补金属氧化物半导体(CMOS)硅 制造设备(fabrication facility)形成。

优选地，所述光学调制器被集成到集成微电子芯片中。

优选地，其中注入到所述p-i-n结中的电荷被限制到少于50万个 电子，从而将功耗降低到适于进行微电子集成的水平。

本发明在第三方面提供了一种光学调制器，其包括：

波导；

多个环形谐振器，其顺次沿所述波导布置并耦合到所述波导；

另外的掺杂区，其位于所述波导相对于所述多个环形谐振器 的对面，其中该另外的掺杂区是多个p-i-n结中每个的一部分， 所述多个p-i-n结分别围绕所述多个环形谐振器形成了多个接近 闭合的p-i-n结；和

多个检测器，其耦合到所述波导。

优选地，其中所述检测器包括光学地耦合到所述波导的多个环形 谐振器。

优选地，其中所述多个环形谐振器具有不同的谐振频率，并且其 中所述多个检测器具有相应的不同的谐振频率，以将不同频率的光信 号解复用。

优选地，其中所述p-i-n结包括在相应的环形谐振器外部的n+掺 杂区和在相应的环形谐振器内部的p+掺杂区，并且其中所述另外的掺 杂区是n+掺杂的。