[发明专利]基于纳米束调制器的少模波导光发射结构

权利要求书

1.一种基于纳米束调制器的少模波导光发射结构，其特征在于整个结构由一根少模总线波导(10)、N个定向耦合器(7、8、9)、包含N个纳米束调制器(4、5、6)的调制器阵列和包含N根单模波导(1、2、3)的波导阵列构成，所述的少模总线波导(10)的波导宽度逐渐由小变大(w₁<w₂<w₃)，输入激光进入所述的N根单模波导(1、2、3)，分别由所述的N个纳米束调制器(4、5、6)进行调制，再分别经N个定向耦合器(7、8、9)分别与所述的少模总线波导(10)中相应模式在少模波导不同位置处(11、12、13)进行耦合，将不同光信号合成一路基于多个模式进行传输，其中N≥3。

2.根据权利要求1所述的基于纳米束调制器的少模波导光发射结构，其特征在于，所述的单模波导(1、2、3)为脊型单模波导由硅材料构成，所述的纳米束调制器(4、5、6)的波导为复合波导，由锗和硅材料组成，下层为硅，厚度为50-200nm，中间层为锗硅合金，厚度<200nm，上层为多晶硅，厚度为50-200nm，所述的单模波导和纳米束波导的宽度取为0.3-0.6μm。

3.根据权利要求1所述的基于纳米束调制器的少模波导光发射结构，其特征在于，所述的纳米束调制器(4、5、6)是由在复合波导内刻蚀小孔(<400nm)形成的一维光子晶体反射镜构成的法布里-珀罗谐振腔，反射镜结构采用通孔在两端逐渐减小的方式过渡到波导，以此来减小模式失配引起的损耗，法布里-珀罗谐振腔内集成了纵向PN结，通过外加反偏电压可以改变复合波导的有效折射率，从而在法布里-珀罗谐振波长处对输出光强度形成调制。

4.根据权利要求1所述的基于纳米束调制器的少模波导光发射结构，其特征在于，所述的少模总线波导(10)的波导宽度逐渐由小变大(w₁<w₂<w₃)，从而使支持的模式由单模变为多模，每个纳米束调制器输出光波导模式均与少模波导中的一个特定模式相匹配，从而实现高效选择性耦合。