[发明专利]具有光子晶体的光学环形调制器

权利要求书

1.一种光学环形调制器，包括：

波导结构，其包括：

第一半导体材料，其具有第一掺杂类型，以及

第二半导体材料，其与所述第一半导体材料邻近并且具有与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型，所述第一半导体材料和所述第二半导体材料在所述波导结构内限定P-N结；以及

多个光子晶体结构，每个光子晶体结构嵌入在所述波导结构的所述第一半导体材料或所述第二半导体材料内，并且具有与所述波导结构的上表面基本共面的上表面。

2.根据权利要求1所述的光学环形调制器，其中所述第一半导体材料在水平方向上与所述第二半导体材料邻近。

3.根据权利要求2所述的光学环形调制器，其中遍及所述光学环形调制器的圆周，所述第一半导体材料与所述第二半导体材料相互交错。

4.根据权利要求1所述的光学环形调制器，还包括：

具有所述第一掺杂类型的第一多个半导体柱，所述第一多个半导体柱中的每个半导体柱嵌入在所述多个光子晶体结构中的第一光子晶体结构上方的所述第一半导体材料内，并且具有与所述第一半导体材料的顶表面基本共面的顶表面；以及

具有所述第二掺杂类型的第二多个半导体柱，所述第二多个半导体柱中的每个半导体柱嵌入在所述多个光子晶体结构中的第二光子晶体结构上方的所述第二半导体材料内，并且具有与所述第二半导体材料的顶表面基本共面的顶表面。

5.根据权利要求1所述的光学环形调制器，还包括位于所述多个光子晶体结构中的至少一个内的一组半导体柱，所述一组半导体柱中的每个半导体柱具有与所述多个光子晶体结构的所述上表面基本共面并且与所述波导结构的顶表面基本共面的上表面。

6.根据权利要求1所述的光学环形调制器，其中所述多个光子晶体结构中的至少一个在水平方向上位于所述第一半导体材料的一部分和所述第二半导体材料的一部分之间，并且与所述P-N结邻近。

7.根据权利要求1所述的光学环形调制器，其中所述多个光子晶体结构包括遍及所述第一半导体材料和所述第二半导体材料分布的多个光子晶体柱，并且其中所述多个光子晶体柱中的两个光子晶体柱之间的间距直径比约为2:1。

8.根据权利要求1所述的光学环形调制器，其中所述第一半导体材料和所述第二半导体材料包括硅(Si)，并且所述多个光子晶体结构包括晶体二氧化硅(SiO₂)。

9.一种光学环形调制器，包括：

波导结构，其包括：

第一半导体材料，其具有第一掺杂类型，以及

第二半导体材料，其与所述第一半导体材料邻近并且具有与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型，所述第一半导体材料和所述第二半导体材料在所述波导结构内限定P-N结；

第一光子晶体层，其位于所述第一半导体材料的上表面上；

第一多个半导体柱，其具有所述第一掺杂类型，所述第一多个半导体柱中的每个半导体柱嵌入在所述第一光子晶体层内，并且具有与所述第一光子晶体层的顶表面基本共面的顶表面；

第二光子晶体层，其位于所述第二半导体材料的上表面上；以及

第二多个半导体柱，其具有所述第二掺杂类型，所述第一多个半导体柱中的每个半导体柱嵌入在所述第二光子晶体层内，并且具有与所述第二光子晶体层的顶表面基本共面的顶表面。

10.根据权利要求9所述的光学环形调制器，其中所述第一半导体材料在水平方向上与所述第二半导体材料邻近。

11.根据权利要求9所述的光学环形调制器，其中：

所述第一半导体材料和所述第二半导体材料各自包括升高的部分，所述升高的部分具有与所述第一光子晶体层或所述第二光子晶体层的顶表面基本共面的顶表面，以及

所述第一半导体材料和所述第二半导体材料之间的所述界面位于所述第一半导体材料的所述升高的部分和所述第二半导体材料的所述升高的部分之间。