[发明专利]基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器

权利要求书

1.一种基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器，包括：

一个对称垂直耦合光栅，作为SOI基电光调制器与单模光纤的接口或耦合器和SOI基电光调制器输入端的3-dB光学分束器；

两个模式转换器，作为对称垂直耦合光栅处宽波导与单模脊型波导的连接，可以实现近似无损耗的能量传输以及模式转换；

两个光学相移臂，每个光学相移臂由单模脊型波导和嵌入到其中的电学结构组成，该电学结构是正向p-i-n结构、反向pn结构或MOS电容结构；

一个光学合束器，是Y分支或者MMI耦合器，用于将对称垂直耦合光栅分成的两个光学相移臂中的光合为一束，从而将光的相位调制转换为强度调制；

两个共面波导行波电极，分别位于两个光学相移臂的上面，与光学相移臂中的电学结构形成电学接触，用于射频/微波电调制信号的加载和传输；

一个环形金属对准标记，位于对称垂直耦合光栅的周围，用于光栅测试时对光纤的对准。

2.根据权利要求1所述的基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器，其中采用对称垂直耦合光栅作为单模光纤与SOI基电光调制器的输入接口，以实现完全垂直耦合，并且在单模光纤处于对称垂直耦合光栅中心时，将耦合进入的光能量分成完全对称的两束光分别进入对称垂直耦合光栅两侧的两个模式转换器中，经模式转换进入单模脊型波导，沿相反的方向单模传播，因而对称垂直耦合光栅具备耦合器和输入端的3-dB分束器的功能。

3.根据权利要求1所述的基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器，其中该环形金属对准标记的内环直径为单模光纤包层直径，该环形金属对准标记与对称垂直耦合光栅同心，以保证耦合器作为完全对称的3-dB分束器使用。

4.根据权利要求3所述的基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器，其中该单模光纤包层直径为125μm。

5.根据权利要求1所述的基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器，其中对称垂直耦合光栅两侧的两个光学相移臂经弯曲后，使得光学相移臂两侧的电学结构掺杂区形成复用，在实现相同相移长度的前提下，将掺杂区长度减至一半，进而使得共面波导行波电极在负载区的长度也相应大大减小，从而减少共面波导行波电极的电信号反射和衰减。

6.根据权利要求1所述的基于对称垂直光栅耦合的SOI基电光调制器，其中光学合束器用于将由对称垂直耦合光栅耦合并分束的两束相向传播的光经由两个光学相移臂的相位调制后合为一束，从而将相位调制转化为强度调制。