[发明专利]一种低串扰的高效热光移相器及其应用

说明书

本说明书一个或多个实施例提供一种低串扰的高效热光移相器及其应用，热光移相器包括衬底、设于衬底上的传播波导和对传播波导加热的加热器，通过将加热器设置为环形弯曲结构，将传播波导设置为螺旋弯曲结构，可以形成紧凑的结构因数和可忽略的串扰，在实现移相器低串扰的同时既解决了移相器集成度不高的问题，也达到了π相移量的高相位调制。

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种低串扰的高效热光移相器及其应用。

背景技术

近年来由于硅基光子学领域的蓬勃发展，大幅度增加了对可调谐元件的需求。移相器就是其中之一，从光学相控阵、激光雷达到光子神经网络都是需要集成移相器的。

光学移相器是光学信息系统的重要组成部分，其功能是改变集成光传输系统中光信号的光路或逻辑操作。光学移相器的工作是基于硅的折射率对温度的依赖，在SOI上添加金属加热器，可以使得靠近加热器的波导中的温度发生改变，从而使波导的有效折射率发生改变，即可实现波导中的光的相位随之改变，这是是热光移相器的基础。高性能热光移相器具有光插入损耗低、功耗低、移相器之间串扰小等特点。

然而，当前设计的热光移相器结构中存在着串扰高等问题。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种低串扰的高效热光移相器及其应用，以解决现有热光移相器串扰高的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种低串扰的高效热光移相器，包括：

衬底、设于衬底上的传播波导和对传播波导加热的加热器；

加热器设置为环形弯曲结构；

传播波导设置为螺旋弯曲结构，且其形状贴合加热器的形状。

优选地，传播波导包括依次连接的第一输入波导、调制波导和第一输出波导，第一输入波导、调制波导和第一输出波导连接成螺旋弯曲结构，第一输入波导设置在热光移相器的波导输入端到加热器的始端旁，调制波导紧靠加热器设置，第一输出波导设置在远离加热器的一端。

优选地，加热器的材料为铜；第一输入波导、调制波导和第一输出波导的材料均为硅。

优选地，传播波导的长度为320μm，宽度为0.4μm，高度为0.2μm，其中调制波导的长度为160μm；

加热器的长度为160μm，宽度为0.8μm，高度为0.26μm。

优选地，调制波导与加热器之间的间距为0.1μm，第一输出波导与加热器之间的间距为3μm。

优选地，加热器包括热电极，热电极的正电极和负电极分别分布在加热器的始端和末端。

优选地，正电极和负电极的材料均为铝。

优选地，调制波导、第一输出波导和加热器均包裹在二氧化硅层里。

本说明书还提供一种应用上述任意一项的热光移相器的光学相控阵，该光学相控阵包括光分束器、光栅天线阵列和上述热光移相器；

光分束器包括第二输入波导和第二输出波导，第二输入波导用于将光信号引入光分束器，光分束器用于对进入光分束器的光信号进行等功率分束处理，使一个光信号变成多个光信号；

热光移相器的波导输入端与第二输出波导连接；

光栅天线阵列与热光移相器的波导输出端连接，用于向自由空间散射光信号。