[发明专利]一种基于耦合环形谐振腔的超高消光比集成电光调制器

权利要求书

1.一种基于耦合环形谐振腔的超高消光比集成电光调制器，其特征在于，包括入射波导（11）、直通出射波导（12）、环形谐振腔阵列、分路出射波导（13）；所述环形谐振腔阵列包括若干个依次耦合的环形谐振腔（21）、每个环形谐振腔中集成一组相移器波导（22）和相应的驱动电极（31），所述驱动电极（31）通过接入电信号改变相移器波导（22）的有效折射率，使经过相移器波导的光波发生相位变化；所述入射波导（11）与直通出射波导（12）相连，构成集总波导；所述环形谐振腔阵列左侧的环形谐振腔与上述集总波导耦合，实现环形谐振腔阵列的光耦合入射和直通出射；所述环形谐振腔阵列右侧的环形谐振腔与分路出射波导（13）耦合，实现环形谐振腔阵列的光耦合分路出射；直通出射波导（12）的直通出射光波振幅、分路出射波导（13）的分路出射光波振幅与入射波导（11）的入射光波振幅之比分别满足以下的递归关系：

式中，E_in为入射光波振幅；N为整数且不小于1；E_t,N为N个耦合环形谐振腔结构的直通出射光波振幅；E_d,N为N个耦合环形谐振腔结构的分路出射光波振幅；为一共有N个耦合环形谐振腔时，第N个环形谐振腔与集总波导的光强耦合系数；i为虚数符号；为光在第N个环形谐振腔传输一周的振幅透过系数，意味着环形谐振腔损耗为零，意味着环形谐振腔损耗不为零；为光在第N个环形谐振腔传输一周的相位变化，即：

其中，e为自然对数的底数；为光波在第N个环形谐振腔中的传播常数且，n_eff为有效折射率，为光波长；L_N为第N个环形谐振腔的周长。

2.根据权利要求1所述的基于耦合环形谐振腔的超高消光比集成电光调制器，其特征在于，对环形谐振腔个数N，当、（n=1、2…N）接近或满足临界耦合条件时，直通出射光获得带阻滤波特性，分路出射光可获得带通滤波特性，并且N越大，消光比越高。

3.根据权利要求1所述的基于耦合环形谐振腔的超高消光比集成电光调制器，其特征在于，所述入射波导（11）、直通出射波导（12）、分路出射波导（13）和相移器波导（22）为脊型硅波导或脊型铌酸锂波导或条形铌酸锂波导。

4.根据权利要求1所述的基于耦合环形谐振腔的超高消光比集成电光调制器，其特征在于，所述环形谐振腔（21）的形状为圆形或跑道形状。

5.根据权利要求1所述的基于耦合环形谐振腔的超高消光比集成电光调制器，其特征在于，所述环形谐振腔（21）为支持光波沿特定路径环行谐振的光学结构，采用闭合波导回路或圆盘回音壁形式。

6.根据权利要求1所述的基于耦合环形谐振腔的超高消光比集成电光调制器，其特征在于，所述改变相移器波导（22）的有效折射率的原理为光学二阶非线性效应或自由载流子等离子色散效应。