[发明专利]光学调制器件

说明书

本发明涉及光学调制器件，特别地，涉及单片集成光学调制器件。此处公开了一种单片集成光学调制器件(200)，该器件包括：输入光端口(210)；输出光端口(215)；以及光波导，用于引导光从所述输入光端口至所述输出光端口。光波导的一部分被分成至少两个分支。所述波导被配置成在引导所述光从所述输入光端口至所述输出光端口的同时引起在所述光的方向上的净180°变化，使得所述输入光端口和所述输出光端口位于所述器件的第一边缘上。在方向上的净180°变化的至少一些在所述波导的所述分支内被实现。

技术领域

本发明涉及光学调制器件。本发明特别适用于单片集成光学调制器件。

背景技术

在本说明书中，将术语“光”将用于其在光学系统中使用的意义，即不仅仅意味着是可见光，而且还意味着波长在可见光范围之外的电磁辐射。类似地，术语的“波束”和“光束”将不仅用于描述可见光束，而且还用于描述具有在可见光范围之外的波长的电磁辐射。

在本说明书中，术语“下游”和“上游”将用于描述光路上或附近的部件的相对位置。特别地，“下游”可以被解释为“沿着波导中的预期光路之后”，而“上游”可以被解释为“沿着波导中的预期路径之前”。

典型地，光学调制器件包括光束在其中传播的一个或多个波导。通常，光学调制器件被配置为在光束通过一个或多个这种波导传播的时候调制所述光束。在可被调制的光束中有许多光波性质，包括相位、幅度和偏振化。参考相位和幅度调制器件阐述了以下文件中的大部分，但将认识到，这里描述的一般原理可适用于调制光的其他性质。

在其他应用之中，电光调制器可用于调制相干光束的相位。电光相位调制器通常包括呈现出电光效应的元件。诸如铌酸锂、磷化铟、和砷化镓等的某些结晶固体呈现出这样的效应。某些结晶固体的合金也可以呈现出这样的效应。当材料的折射率相对于施加到该材料上的电场而变化时发生电光效应。材料折射率的这种变化可以用来引起通过该材料传播的光波的相位调制。

电光相位调制器通常通过使光穿过呈现电光效应的材料(电光材料)以及通过具有透过该材料的变化的电场来操作。在一些情况下，可以简单地通过使电光材料布置在具有可变电压源的一个或多个平行板电容器之间来实现变化的电场。实际上，上述配置可以用于将供应给电光调制器的电信号转换成光相位调制信号。

图1示出了常规光学调制器件100。特别地，该光学调制器件100是开关键控(OOK)光学调制器件。

图1所示的光学调制器件100单片集成在包括基片105的芯片上。光学调制器件100包括输入光端口110和输出光端口115。输入光端口110和输出光端口115面对面地布置在器件100的端面(facet)上。所述器件100还包括一系列互连的波导120、多模干涉(MMI)分离器125和MMI组合器130(尽管可以认识到，例如Y型分支等的其他结构可用于代替MMI分离器和组合器)。

在分离器125和组合器130之间，器件100包括两个独立的调制臂。调制臂在分离器125从源于所述输入光端口110的中心波导分离。调制臂在组合器130处重新组合到另一个中心波导，该中心波导馈送到输出光端口115。

每个调制臂包括从分离器125延伸到组合器130的波导。每个调制器臂具有与其关联并耦合的直流(DC)元件135a、135b。DC元件135a、135b允许对通过调制器臂传播的光束进行静态相位校正。每个DC元件135a、135b被施加在分离器125下游的其相关联的调制器臂的波导的一部分上。每个DC元件135a、135b连接到与其耦合的相关联的DC电输入端子140a、140b。DC电输入端子140a、140b被布置为面朝外地邻近光学调制器件100的侧壁。DC电输入端子140a、140b可以连接到一个或多个DC源。