[实用新型]一种电光调制系统和由其构成的电光开关或光衰减器

权利要求书

1.一种电光调制系统，包括电光PIN二极管波导和一对模式变换器，所述电光PIN二极管波导由在脊波导实施掺杂工艺构成，所述脊波导包括波导脊和平板区，其平板区的两侧分别为P型掺杂区和N型掺杂区，所述P型掺杂区为受主离子掺杂，所述N型掺杂区为施主离子掺杂，所述一对模式变换器包括输入模式变换器和输出模式变换器，其特征在于， 

所述脊波导由半导体材料构成，其波导芯区为本征区； 

所述平板区的高度可以小于所述波导脊高度的一半，使所述脊波导拥有强折射率对比，可以为多模波导； 

所述P型掺杂区和N型掺杂区紧靠所述脊波导的波导芯区，为高浓度掺杂，但仅限制于所述平板区而不进入所述波导芯区，当所述PIN二极管由正向电流驱动时，所述两个掺杂区作为载流子的注入源； 

所述波导脊的宽度与所述脊波导的总高度相近，波导传导的主模的绝大部分能量分布完全限制在其波导芯区； 

所述模式变换器的输入模式变换器连接所述电光PIN二极管波导的输入端，将输入单模波导的基模全部转换为所述电光PIN二极管波导的基模；所述模式变换器的输出模式变换器连接所述电光PIN二极管波导的输出端，将所述电光PIN二极管波导的基模全部转换为输出单模波导的基模。 

2.如权利要求1所述的电光调制系统，其特征在于，所述电光PIN二极管波导的脊波导的平板区的高度尽量小，可以小至保证所述平板区不被刻穿的工艺允许值。 

3.如权利要求1所述的电光调制系统，其特征在于， 

所述电光PIN二极管波导上方有外加电极，所述P型掺杂区和N型掺杂区各包括一个位于所述外加电极下方掺杂浓度高的重掺杂区。 

4.一种由权利要求1或2或3所述的电光调制系统构成的电光开关或光衰减器，其特征在于， 

所述电光开关或光衰减器从输入到输出依次包括一个作为输入光分路器的输入Y分支耦合器，一对所述电光调制系统和一个作为输出光合束器的输出Y分支耦合器；

所述一对电光调制系统包括第一电光调制系统和第二电光调制系统；

所述输入Y分支耦合器由单模波导构成，包括输入单支波导，第一输出分支波导和第二输出分支波导，所述第一输出分支波导连接所述第一电光调制系统的输入模式变换器，所述第二输出分支波导连接所述第二电光调制系统的输入模式变换器；

所述输出Y分支耦合器由单模波导构成，包括第一输入分支波导，第二输入分支波导和输出单支波导，所述第一输入分支波导连接所述第一电光调制系统的输出模式变换器，所述第二输入分支波导连接所述第二电光调制系统的输出模式变换器；

所述一对电光调制系统中的输入模式变换器将所述输入Y分支耦合器的基模全部转换为所述一对电光调制系统中的电光PIN二极管波导的基模，所述一对电光调制系统中的输出模式变换器将所述电光PIN二极管波导的基模转化成所述输出Y分支耦合器的基模；

所述一对电光调制系统中的电光PIN二极管波导可以分别由一对外加电极驱动。

5.根据权利要求4所述的电光开关或光衰减器，其特征在于：构成所述输入、输出Y分支耦合器的单模波导包含一段对高次弱导模有高损耗的弯曲波导部分。

6.根据权利要求5所述的电光开关或光衰减器，其特征在于：

所述第一电光调制系统中的电光PIN二极管波导有载流子注入，所述第二电光调制系统没有或者有较少载流子注入；

所述输入Y分支耦合器的第一输出分支波导输出的光功率高于其第二输出分支波导输出的光功率，且该光功率差异等于所述第一电光调制系统中的电光PIN二极管波导产生的额外光损耗。

7.根据权利要求6所述的电光开关或光衰减器，其特征在于：所述输入Y分支耦合器的第一输出分支波导的起点在光传播方向上位于其第二输出分支波导的起点前方。

8.根据权利要求6所述的电光开关或光衰减器，其特征在于：

所述输入Y分支耦合器的第一输出分支波导与其输入单支波导之间的垂直于光传播方向上的间隔，小于其第二输出分支波导与其输入单支波导之间的垂直于光 传播方向上的间隔。