[发明专利]一种基于ITO定向耦合器的硅电光调制器

摘要

本发明公开了一种基于ITO定向耦合器的硅电光调制器。硅电光调制器由总线波导和副线波导构成，本发明工作于偏压状态时，ITO载流子浓度增加，相应的副线波导中的模式有效折射率以及吸收系数发生改变，定向耦合器的耦合效率和衰减系数随之发生变化，总线波导与副线波导发生弱耦合甚至不耦合，光信号直接从硅波导中输入输出，此时输出端光强最大；工作于无偏压状态时，总线波导与副线波导发生强耦合，进入副线波导的光能量损耗殆尽，此时从硅波导输出端输出光强最低。本发明克服了ITO材料自身的高损耗技术问题，具有损耗低，尺寸小，功耗低等特点，满足了光通信、集成光学等领域的实际需求。

主权项

1.一种基于ITO定向耦合器的硅电光调制器，其特征在于，包括总线波导(Ⅰ)和副线波导(Ⅱ)，总线波导(Ⅰ)和副线波导(Ⅱ)均布置于硅衬底(21)以及第一二氧化硅(20)上表面；/n总线波导(Ⅰ)主要由输入硅波导(1)、耦合区硅波导(4)和输出硅波导(7)依次连接组成，输入硅波导(1)和耦合区硅波导(4)通过两个依次相连的第一弯曲硅波导(2)和第二弯曲硅波导(3)连接，耦合区硅波导(4)和输出硅波导(7)通过两个依次相连的第三弯曲硅波导(5)和第四弯曲硅波导(6)连接；耦合区硅波导(4)两侧波导相对于耦合区硅波导(4)对称布置；副线波导(Ⅱ)主要由第一搭载ITO矩形波导(10)、第一搭载ITO渐变波导(9)、第一搭载ITO弯曲波导(8)、耦合区等离子激元波导(11)、第二搭载ITO弯曲波导(12)、第二搭载ITO渐变波导(13)、第二搭载ITO矩形波导(14)依次连接组成，耦合区等离子激元波导(11)两侧波导相对于耦合区等离子激元波导(11)对称布置；/n耦合区等离子激元波导(11)邻近于耦合区硅波导(4)且与耦合区硅波导(4)平行布置，耦合区硅波导(4)与耦合区等离子激元波导(11)相互耦合；/n光信号从输入硅波导(1)输入后依次经第一弯曲硅波导(2)和第二弯曲硅波导(3)至耦合区硅波导(4)与耦合区等离子激元波导(11)的耦合区，最后依次经第三弯曲硅波导(5)和第四弯曲硅波导(6)从输出硅波导(7)输出。/n