CN102822726B - 单片硅声-光调制器结构及方法 - Google Patents
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Abstract
一种电-光结构，其可包括用于光-声振荡器中的声-光调制器，包括间隔位于基板上方且以一端锚定到基板的锚定点上的多个连接圆盘。一致动器电极与所述连接圆盘中的第一个连接圆盘相分离(即，通常接近所述锚定点)，且一光波导与所述连接圆盘中的第二个连接圆盘相分离(即，通常远离所述锚定点)。该致动器电极的射频和直流驱动在第一圆盘中提供机械振动，所述第一个圆盘被机械耦联至所述第二个圆盘，所述第二个圆盘用于对经由波导管传送的光进行光学调制。还考虑到相反操作。实施例中还考虑到第三个圆盘，其作为与第一个圆盘相连但是不与第二个圆盘相连的辐射压力驱动检测器圆盘。进一步考虑到相关的制造方法及相关的操作方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请与2010年1月26日提交的、名为“硅光-声振荡器设备及方法(Slicon Opto-acoustic Oscillator Apparatus and Method)”的美国临时专利申请第61/298,330号相关并要求其优先权，该美国临时专利申请的内容通过引用的方式全部并入本文中。
政府权益声明
本发明的工作在康奈尔大学账号E70-8345下得到美国国家科学基金会的支持。美国政府对本发明享有一定的权益。
背景技术
技术领域
本发明总体上涉及光学结构及光学设备。更具体地说，本发明涉及声光结构及声光设备。
相关技术描述
商业上可获得的声-光调制器往往是通过从叉指换能器(IDT)将行进声波释放到声光活性介质中、从而在声光活性介质中产生经调制的折射率而进行工作的。入射光从该经调制的折射率区域发生衍射和频移，并可根据输出方向而被处理。为将声-光调制器缩小至芯片级大小，已经论证了用于声学相位调制转换成光强相位调制的结构，如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪或光子微腔。
由于光信号传播特性和光信号开关特性是高级数据处理系统中的重要考虑因素，因为希望获得其它的声-光调制器结构及其制造方法。
发明内容
本发明的实施例包括诸如声-光调制器结构的电-光结构，以及用于制造诸如声-光调制器结构的该电-光结构的方法。
根据所述实施例的电-光结构包括：(1)电-机致动的微型电子机械系统(MEMS)放射形等高线态圆盘谐振器；与下述中的至少一个集成在一起：(2)(a)光子音壁(whispering gallery mode)圆盘谐振器；和(2)(b)辐射压力驱动检测器。前述集成的圆盘谐振器可使用单硅绝缘体基板形成并位于其上。
根据所述实施例的一个非限制示例性电-光结构包括一基板。一方面，该结构还包括至少部分悬置于基板上方且以一端锚定到基板的锚定点上的多个连接圆盘。一方面，该结构还包括至少一个位于基板上方且与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘操作性间隔的致动器电极。一方面，该结构还包括一位于基板上方且与所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘操作性间隔的光波导。
根据所述实施例的另一非限制示例性的电-光结构包括一基板。一方面，该结构还包括至少三个至少部分悬置于基板上方且以一端锚定到基板的锚定点上的连接圆盘。一方面，该结构还包括至少一个位于基板上方且与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘操作性间隔的致动器电极。一方面，该结构还包括一位于基板上方且与所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘操作性间隔的第一波导。一方面，该结构还包括一位于基板上方且与所述多个连接圆盘中的第三个连接圆盘操作性间隔的第二波导，其中，所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘介于所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘和所述多个连接圆盘中的第三个连接圆盘之间。
在所述非限制性实施例的上下文中同时考虑的还有包括前述电-光结构的光-声振荡器，其中该电-光结构可包括声-光调制器结构。
根据所述实施例的一个非限制示例性的用于制造电-光结构的方法包括：在硅绝缘体基板内对表面半导体层进行图案化(patterning)，以在埋氧层上形成多个连接圆盘，至少一个致动器电极与多个连接圆盘中的第一个连接圆盘操作性间隔，且一光波导与所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘操作性间隔。一方面，该方法还包括对部分埋氧层进行蚀刻，以使所述多个连接圆盘与基板相分离并至少部分悬置于基板上方，但以一端锚定到基板上。
根据所述实施例的非限制示例性的用于操作电光设备的方法提供了使用根据所述实施例的一个非限制示例性结构，以用于：(1)通过将电信号引入该结构内的致动器电极以调制该结构中波导内的光信号；或者(2)将经调制的光信号引入该结构中的波导内，并在该结构内的致动器电极处测量电信号。
在所述实施例和要求保护的本发明之内，对于电-光结构的“操作性间隔”的元件结构这一术语而言，当根据所述实施例的电-光结构是通过电-光致动以提供电-光设备时，这种操作性间隔用来表示从根据所述实施例的电-光结构(即，例如声-光调制器结构)提供操作性电-光设备(即，例如声-光调制器设备)的间隔。因此，当根据所述实施例的电-光结构或电-光调制器结构为电-光致动时，在下面的描述中也意图将其称作电-光设备或者声-光调制器设备。
附图说明
在如下阐述的实施例的详细描述的上下文中理解本发明的对象、特征及优点。在附图的上下文中理解所述实施例的详细描述，附图构成了本公开内容的实质性部分，其中：
图1示出了包含根据所述实施例的声-光调制器结构的光电振荡器的示意图，该声-光调制器结构用于选择射频信号并将该射频信号声频转换为光频信号。
图2示出了根据所述实施例的声-光调制器结构的平面示意图。
图3示出了根据所述实施例的光学Q值为12,000的静态光电谐振器的光强-波长关系图。
图4示出了一系列处理流程图，其显示了在制造根据所述实施例的声-光调制器结构中的连续处理步骤的结果。
图5A示出了根据所述实施例的声-光调制器结构的自上而下的光学显微视图。
图5B和图5C示出了根据所述实施例的声-光调制器结构的一对扫描电子显微镜透视图。
图6示出了用于表征根据所述实施例的声-光调制器设备的特征的实验仪器示意图。
图7示出了根据所述实施例的声-光调制器设备的传输-频谱图。
图8示出了进一步包括根据所述实施例的辐射压力驱动光声检测器的声光振荡器的示意图。
图9示出了用于显示根据所述实施例的辐射压力驱动光声检测器的更多详细附加方面的示意图。
图10示出了多个用于显示具有或不具有根据所述实施例的声-光调制器设备的声光振荡器的仿真性能特征的图片。
具体实施方式
在如下阐述的说明书的上下文中理解所述实施例，所述实施例包括可包含声-光调制器结构的电-光结构、以及用于制造可包含声-光调制器结构的电-光结构的方法。在上述附图的上下文中理解如下阐述的说明书。由于附图是出于说明的目的，因为无需对附图进行缩放。
所述实施例以电-光调制和声-光调制方案为依据，其中利用了：(1)用于激励第一圆盘谐振器内的第一个圆盘中的机械运动的射频动力MEMS圆盘谐振器；其中(2)第一圆盘谐振器内的第一个圆盘中的机械运动被机械耦联至第二圆盘谐振器内的第二个圆盘，以用于改变和调制操作性连接至第二圆盘谐振器内的第二个圆盘的光波导内的光信号的光强传输特性。因此，该第二个圆盘包括与包含MEMS圆盘谐振器的第一个圆盘集成在一起的光电圆盘谐振器。
由于当用于驱动MEMS圆盘谐振器的射频和直流电处于共振频率时，通常会激励MEMS圆盘谐振器中的显著机械运动，因此根据所述实施例的调制器通常被预期为是窄带的。根据所述实施例的电-光调制器和声-光调制器的一个特定应用是硅基板内的光-电振荡器的单片集成。
与在1-30GHz范围内工作的传统的石英和声学MEMS振荡器相比，光-电振荡器通常具有优良的相位噪声性能特征。和相位噪声性能特征受限于谐振器的fQ乘积的晶体振荡器不同，光-电振荡器的相位噪声性能特征仅仅受到激光源输出特性和光学延迟元件特性的影响。
然而，光-电振荡器通常是使用分立元件人工组装的，所述分立元件可包括但不必限制于用于频率选择的表面声波(SAW)滤波器，在其后面设置有用于升频转换的马赫-曾德尔调制器(MZM)。在这些更为传统的光电振荡器内，信号链包括：电->声学滤波器->电->阻抗匹配->电->光学增进。根据所述实施例的硅电光调制器或者声-光调制器将信号处理单片集成到一个设备中，这是通过以下信号转换来实现的：电->声学滤波器->光，把低效率限制到最小。此外，根据所述实施例的硅电光调制器或声-光调制器可以以小于约100μm2的脚位面积和零直流电功耗来制造。
图1示出了一光电振荡器的示意图，其包括用于选择射频信号并将其升频转换成光信号的声-光调制器。该声-光调制器的位置介于泵浦激光源与光学谐振器延迟元件之间。来自光学谐振器延迟元件的输出被送至光检测器、低噪声放大器(LNA)和射频联接器，其中光检测器、低噪声放大器(LNA)和射频联接器都是串联连接的，该输出为声-光调制器提供了反馈回路以及射频输出。
工作原理
图2示出了根据所述实施例的声-光调制器的示意图。这种声-光调制器包括通过机械连梁彼此机械耦联(即，连接)的两个圆盘谐振器，该机械连梁与两个圆盘谐振器集成在一起并介于这两个圆盘谐振器之间。具有射频和直流电(RF和DC)电极(即，左侧的圆盘谐振器)的第一圆盘谐振器用作电能转换成机械能(即，电-机)的换能器。通过用机械连梁将该电-机圆盘谐振器内的机械振动耦合到第二光电圆盘谐振器(即，右侧的圆盘谐振器)，该光电圆盘谐振器的变化的有效半径导致声-光调制器的光学谐振器部分内的光学谐振波长前后移动。对于在光学谐振波长附近偏置的固定输入激光波长来说，光学谐振的移动导致输出端处的光强调制。
在声-光调制器内(其示意平面图在图2中示出)，每个电-机圆盘谐振器和光学圆盘谐振器的圆盘半径R为约5至约30微米，且半径改变Δr为+/-约0.1至约1纳米。此外，该电-机圆盘谐振器和光学圆盘谐振器被机械连梁隔开并连接到机械连梁，机械连梁的长度和宽度在下面进一步讨论。
此外，电-机圆盘谐振器内的射频和直流电极与该电-机圆盘谐振器内的圆盘间隔约50至约250纳米的距离。类似地，位于图2最右侧的波导具有约300至约500纳米的线宽，且与光学圆盘谐振器内的圆盘间隔约50至约400纳米的距离。最后，该电-机圆盘谐振器包括一接地连接，该接地连接位于该电-机圆盘谐振器内的圆盘左侧，对着所述机械连梁，该机械连梁将该电-机圆盘谐振器内的圆盘与光学圆盘谐振器内的圆盘连接起来并将它们隔开。该接地连接提供了一个长度为约1至约10微米的机械支持梁，该机械支撑梁进一步用作锚定到基板的锚定点，在其上方和之上放置和形成声-光调制器，该声-光调制器包含如图2中所示的电-机圆盘谐振器和光学圆盘谐振器。
如将在下面的示意图中所示的，图2中所示的连接在一起的电-机致动圆盘和光学圆盘中的每一个均与基板分离，并悬置在基板上方约1至约3微米的距离处。
光电谐振器
如图2中所示的声-光调制器中的光学谐振器是一种音壁圆盘谐振器。当波长相当于谐振波长时，来自图2右端波导的光信号落入到音壁圆盘谐振器上。当圆盘周围的入射光在一个往返行程中增加的相位是2Л的整数倍时发生谐振，这种关系可用下述等式表示：
mλo=2ЛR neff (1)
其中m为一整数，λo为谐振时的自由空间波长，R为圆盘半径，neff为圆盘半径中的波模的有效折射率，其通过采用适当的边界条件求解麦克斯韦(Maxwell)方程而获得。
在波导输出端处观测到的透射谱凹陷(dip)是一个中心位于谐振波长λo处的洛伦兹峰(Lorentzian)，如图3所示。临界耦联时的光品质因数(Qoptical)与半高全宽(FWHM)的关系为Qoptical=λo/FWHM。凹陷宽度由吸收和散射所导致的谐振器的能量衰减率以及从波导进入光学圆盘谐振器的能量耦联率所决定。
硅声-光调制器是一种基于光电谐振器的调制器，类似于已经论证的电-光调制器。在多种电-光调制器中，通过电荷注入以获得谐振波长位移，从而改变有效折射率。在声-光调制器中，径向振动使半径改变一个微小位移量Δr。其进而使谐振波长变为：
m(λo+Δλ)=2Л(R+ΔR)neff (2)
其简化为：
Δλ/λo=ΔR/R (3)
对于一个在1581.76nm处谐振的10μm圆盘来说，0.5nm的位移量所预期导致的谐振波长改变约为80pm，如图3所示。观测到如果激光输入最初就在光学谐振附近偏置，则在输出端处出现光强调制。
机械谐振器
通过使用气隙电容静电传导来激励放射形等高线态谐振器。圆盘的工作频率是通过求解下述等式得到的：
δJo(δ)/J1(δ)=1–σ (4)
其中 ωo为角谐振频率、R为圆盘半径。Ρ、E和σ分别为硅的密度、杨氏模量(Young’s modulus)以及泊松比率(Poisson’s ratio)。J0和J1为第一类贝塞尔(Bessel)函数。
所述实施例利用了机械谐振器和光-电谐振器的分离圆盘来避免光波模的失真和衰减，该光波模来自MEMS谐振器和致动电极上的自由电子电荷，在光电谐振器内行进。通过仅选择性地嵌入MEMS谐振器(即，采用n-型或者p-型掺杂，浓度为每立方厘米约1017至约1020个掺杂原子)同时保持光-电谐振器和波导区域未被掺杂，实现了进一步的隔离。
两个圆盘间的连梁可使这两个谐振器之间发生强机械作用及连接。通过使用将两个圆盘隔开并相连的约0.5μm的小梁宽(即，如图2中所示的连梁的垂直尺寸)，使来自连梁的散射损失保持在最小。为了避免惯性负荷以及额外的谐振，连梁长度(即，如图2中所示的连梁的水平尺寸)需要为谐振时的半波长。然而这将会过长，选择1.5μm的长度值(或者作为替代，在约1至约3微米的范围内)，其远小于257MHz时的四分之一波长。
制造方法学
在一个定制的“光子-SOI”晶片(即，用于低光学损耗的无掺杂250nm设备层以及用于将设备层上的波导与硅基板分隔开的3μm厚的埋氧层)上使用三掩模工艺制造根据所述实施例的声-光调制器。对顶层硅进行热氧化以获得如图4a中所示的一个薄的氧化物硬掩模层和一个厚度为220nm的硅设备层。用Ma-N2403电子束抗蚀剂(或者作为替代的操作性抗蚀剂)在氧化物的顶层上旋转，并用电子束光刻进行图案化，同样如图4a中所示。
使用基于三氟甲烷/氧的反应离子蚀刻将图案移入到氧化物中，然后使用基于氯的反应离子蚀刻将图案移入到硅设备层中以限定调制器、波导和焊垫，如图4b所示。
使用第二抗蚀剂掩模来打开嵌入开口以便用硼离子对MEMS谐振器、电极和焊垫进行掺杂，如图4c所示。
随后在调制器附近对释放窗口进行图案化(即，使用第三抗蚀剂掩模)，接着在缓冲氧化蚀刻剂中进行定时释放蚀刻以根切设备，如图4d所示。然后使用临界点干燥仪干燥样本以防止发生粘滞。
所得到的声-光调制器结构的自上而下的光学显微视图在图5A中示出。所得到的声-光调制器结构的一对互补等轴视图扫描电镜图像在图5B和图5C中示出，其中各个单个的结构被适当地标注。如在前面的附图中所示的，终端支架和定位梁、MEMS谐振器圆盘、连接梁和光学谐振器圆盘是平面状的，并被线性连接。
实验设置
为测定根据所述实施例的声-光调制器设备的光学谐振特性，从可调谐激光器发出的光线被耦入到连接切割光纤和光栅联接器的波导中。来自所述设备的光输出从输出光栅被重新收集到切割光纤中并被发送至光电二极管。通过扫描可调谐激光器并收集光电二极管的输出，得到与图3中所示近似的透射谱。在1552.425nm处谐振获得了30000的光学Q值和12dB的消光系数。来自激光器的功率输入为5dBm，而光学谐振的输出能量水平为-13dBm。
图6中示出了采用测量设备观测到的上述声-光调制器的响应。可调谐激光器被固定在光学谐振的3dB点处。网络分析仪(RF源)的端口1经由一个偏置-T被连接至机械谐振器的电极。将高速光电二极管连接至网络分析仪的端口2以观测调制器在由端口1所激励的RF频率下的响应。光电二极管产生与由检测器的变换增益所给出的光功率输入成比例的电压。光电二极管在1583nm处的增益为9000V/W。对来自端口1的RF输入进行扫频并测量传输图(S21)。
结果
通过在220MHz至260MHz的频率范围上以20V直流偏压施加0dBm射频功率以驱动MEMS谐振器。在网络分析仪的S21图中看到机械谐振频率处的光学调制为峰值，如图7中所示。该数据表明只有当针对该设备的电输入处于设备的机械谐振频率附近时才发生调制。该响应表明在237.19MHz和243.32MHz处出现了两种基于耦合弹簧所导致的机械模量分裂的振动模式。在237.19MHz处，该 模式在空气中的品质因数为1000。调制器的带宽由谐振器的工作频率与机械品质因数的比率给出。对于在空气为1000的品质因数，调制器的带宽为237kHz。辐射压力驱动的声光检测器
常规的硅光子学使用锗或者III-V检测器以检测光强。对应于前述实施例，另外建议将经调制的光信号直接转换成硅中的机械运动，而无需使用特殊材料。近来已报道在高Q值光学谐振器中将光信号转换成机械谐振(例如参见Carmon等人，Phy.Rev.Lett.94，223902(2005)以及Rokhsari等人，Optics Express，13(14)，5293(2005年7月11日))。图8示出了这种光电振荡器结构的示意图。在图8中，使用辐射压力驱动的检测器来代替图1中所示的光检测器、低噪声放大器和射频联接器。
因此，图8示出了既包括声-光调制器也包括辐射压力驱动检测器的光电振荡器结构。在图8中，该辐射压力驱动检测器以和声-光调制器相反的方式工作(即，该辐射压力驱动检测器接收经调制的光信号作为输入，并将该经调制的光信号转化为电信号)。因而，根据图8的这种集成的声-光调制器和辐射压力驱动检测器不需要特殊的附加电路，而特殊的附加电路需要由声-光调制器内的射频和直流电极馈电。
与图1中所示的光-声振荡器相比，图8在光-声振荡器中的声-光调制器内增加了一个额外的机械互联圆盘。尽管未在图8中特别显示，在辐射压力驱动检测器圆盘通过使用圆柱基座与基板相连的情况下，这种辐射压力驱动检测器圆盘可用作连接到基板的锚定点，其中所述圆柱基座最好与辐射压力驱动检测器圆盘在名义上均匀地物理重叠(即，此种物理重叠允许前述光信号被转换成机械信号)。对这种设备性能的一般性理论分析如下。
辐射压力驱使圆盘以受下述等式支配的径向运动伸展：
Mr"(t)+br’(t)+kr(t)=Frp(t)=2Л|Ares(t)|2ns/c (5)
其中r(t)为有效径向位移、m为有效圆盘质量、b为机械损耗、k为有效弹簧常数、Frp为辐射压力作用所产生的水平力。
因而，对于在前述参照Carmon等的背景下制造的谐振器，当谐振器内的功率达到约30瓦时产生的力为约1微牛顿。
继而，圆盘的谐动在光学谐振器内对场Ares进行调制，定义如下：
dAres(r,t)/dt+((1-T*/τ0)+(αc/ns)+(r(t)/R)Ares(r,t))=K*c Ain(t)/ns2ЛR
(6)
其中：(1)Ain(t)为光场幅值，其被归一化以使得|Ain(t)|2为输入到光学谐振器的输入光强；(2)α为谐振器内每单位长度的损耗；(3)c为光速；(4)ns为谐振器的有效折射率；(5)T和K为联接器的透射和耦合系数，T*和K*为其复共轭；(6)τ0为光在谐振器中的往返行程传播时间；(7)R为光学谐振器的半径；(8)r(t)为有效径向位移，根据图9中所提供的定义。
在恒定幅值输入Ain的情况下证实了这种光学压力效应。在声光振荡器的情况下，检测器的Ain为从调制器中的圆盘输出的经调制的光输出。调制频率被选择为接近检测器的机械谐振频率ωmech。根据等式5和等式6可将经调制的Ain的幅值变化和相位信息转换为检测圆盘中的声学振动。建议在存在经调制光源的情况下分析推导光学-机械换能机制。已经数值求解得到所建议的结构并可实现检测器圆盘至声-光调制器的锁相，为振荡器提供了稳定反馈。因而，如图8中所示的光-声振荡器在声-光调制器的背景内下包括一具有集成滤波的全硅、零电功率检测器。
所述实施例还预期：与缺少光学圆盘谐振器(即，在图8左手侧底部的两个圆盘，而非图8左手侧顶部的圆盘)的微型电子机械系统(MEMS)圆盘谐振器相关联的辐射压力驱动检测器在将通常经过调制的光信号转换成电信号的背景下作出贡献。因而，根据所述实施例且总体上与图2所示电-光结构相一致的电-光结构可用于：(1)在致动器电极处引入电信号，以在波导内调制光信号；或者(2)向波导中引入经调制的光信号，以在致动器电极处提供电信号。光-声振荡器的仿真结果
在Simulink软件中开发如图1中所示的光-声振荡器的四个部件(即，声-光调制器、光学延迟线、光检测器和放大器)的解析及数值模型，并进行瞬态仿真以表征图1中光-声振荡器的性能。由于机械滤波器具有机械式的输入和输出，其传递函数在谐振下被归一化为一。使用MEMS滤波器中的时变静电电容器移除射频信号，从而使其不会直接影响光-声振荡器。
上述仿真实验的结果在图10的图表中示出，其示出了在振荡环路中具有机械元件和不具有机械元件这两种情况下，图1所示光-声振荡器的经仿真的归一化输出或传输与频率之间的关系。
本发明的前述实施例用于阐述本发明而不是限制本发明。为此，在仍然提供根据本发明、以及进一步根据所附权利要求的电-光结构(如声-光调制器)和相关方法的情况下，可对根据所述实施例的电-光结构(如声-光调制器)的方法、材料、结构及尺寸或者相关方法作出调整和改变。
如本领域技术人员所理解的，在上述公开内容的上下文中，所有参考文献，包括这里所引用的出版物、专利申请和专利，其在被允许的、且在以与各参考文献被单独和特别地指出以参照的方式并入到本发明中且在本发明中被全部阐明的相同的程度上，以全文参照的方式并入本发明。
除非在本发明中另作说明或与上下文明显矛盾，在描述本发明的上下文中(特别是在如下权利要求的上下文中)的术语“一”和“一个”以及“该”和类似所指物的使用被理解为同时涵盖单数形式和复数形式。除非另作说明，术语“带有”、“具有”、“包括”和“包含”被理解为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)。术语“连接”被理解为部分或全部包括在内、附加、或连接在一起，即便还有一些其他元件介入。
除非在本发明中另作说明，本发明中数值范围的列举仅仅用作各个提及落入该范围内的各间隔数值的有效方法，且各间隔数值以如同其在本发明中被单独提及的方式并入本说明书中。
除非在本发明中另作说明或者与上下文明显矛盾，可以以任何适当的次序执行本发明所描述的所有方法。除非另作说明，任意及全部实例、或本发明所提供的示例性语言(如，“诸如”)的使用，仅仅意图更好地阐明本发明的实施例而不是对本发明的范围加以限制。
不应把说明书中的任何语言理解为表明任何未要求保护的元件对于本发明的实现是必要的。
在不脱离本发明主旨和保护范围的基础上可对本发明作出各种改变或改动，这对本领域技术人员而言是显而易见的。无意将本发明限制于一种或多种特定的形式，相反地，意图涵盖落入本发明主旨和保护范围内的各种改变、变 体及同等物，如附加的权利要求所限定的。因此，本发明意图涵盖在本发明所附权利要求内提供的改变和变体及其同等物。
Claims (28)
1.一种电-光结构，包括：
基板；
多个至少部分悬置于所述基板上方且以一端锚定到基板的锚定点上的连接圆盘，所述多个连接圆盘机械耦联在一起；
至少一个位于所述基板上方且与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘操作性间隔的致动器电极；以及
位于所述基板之上且与所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘操作性间隔的波导。
2.权利要求1的电-光结构，其中所述电-光结构包括声-光调制器结构。
3.一种光-声振荡器，其包括如权利要求2中所述的电-光结构。
4.权利要求1的电-光结构，其中所述基板包括硅绝缘体基板。
5.权利要求1的电-光结构，其中：
所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘的位置接近所述锚定点；以及
所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘的位置远离所述锚定点。
6.权利要求1的电-光结构，其中：
所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘及至少一个致动器电极包括掺杂的单晶硅材料；以及
所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘及波导包括未经掺杂的单晶硅材料。
7.权利要求1的电-光结构，其中所述多个连接圆盘相对于所述锚定点是共面的，且与所述锚定点线性连接。
8.权利要求1的电-光结构，其中所述多个连接圆盘与至少一个终端梁相连接，该终端梁与所述多个连接圆盘共面且使得所述多个连接圆盘与所述锚定点间隔1.5至10微米。
9.权利要求1的电-光结构，其中所述多个连接圆盘包括两个连接圆盘。
10.权利要求1的电-光结构，其中所述多个连接圆盘与所述基板间隔1至3微米的距离。
11.权利要求1的电-光结构，其中所述多个连接圆盘中的每一个具有5至30微米的半径。
12.权利要求1的电-光结构，其中所述致动器电极包括多个射频和直流电极。
13.权利要求12的电-光结构，其中所述多个射频和直流电极与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘操作性间隔50至250纳米的距离。
14.权利要求1的电-光结构，其中所述光波导具有300至500纳米的线宽，且与第二个圆盘操作性间隔50至400纳米的距离。
15.一种电-光结构，包括：
基板；
至少三个至少部分悬置于所述基板上方且以一端锚定到基板的锚定点上的连接圆盘，其中所述至少三个连接圆盘机械耦联在一起；
至少一个位于所述基板上方且与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘操作性间隔的致动器电极；
位于所述基板上方且与所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘操作性间隔的第一波导；以及
位于所述基板上方且与所述多个连接圆盘中的第三个连接圆盘操作性间隔的第二波导，其中所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘介于所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘和所述多个连接圆盘中的第三个连接圆盘之间。
16.权利要求15的电-光结构，其中所述电-光结构包括声-光调制器，该声-光调制器与辐射压力驱动检测器集成在一起。
17.一种光-声振荡器，其包括如权利要求16所述的与辐射压力驱动检测器集成在一起的电-光结构。
18.一种用于制造电-光结构的方法，包括：
在硅绝缘体基板内对表面半导体层进行图案化，以在埋氧层上形成多个连接圆盘、与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘相分离的致动器电极、以及与所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘相分离的光波导，其中所述多个连接圆盘机械耦联在一起；以及
对部分埋氧层进行蚀刻，以使所述多个连接圆盘与基板相分离且至少部分悬置于基板上方，但以一端锚定到基板上。
19.权利要求18的方法，其中所述多个连接圆盘包括至少两个圆盘。
20.权利要求18的方法，其中所述多个连接圆盘包括至少三个圆盘。
21.权利要求18的方法，还包括至少对致动器电极进行掺杂。
22.权利要求21的方法，其中：
使用第一掩模进行图案化；
使用第二掩模进行掺杂；以及
使用第三掩模进行蚀刻。
23.权利要求18的方法，其中所述图案化使得所述致动器电极与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘间隔50至250纳米的距离。
24.权利要求18的方法，其中所述图案化使得所述波导与所述多个连接圆盘中的第二个连接圆盘间隔50至400纳米的距离。
25.权利要求18的方法，其中所述图案化步骤使用各向异性蚀刻法，而所述蚀刻步骤使用各向同性蚀刻法。
26.一种操作电光设备的方法，包括：
提供一电-光结构，该电-光结构包括：
基板：
多个至少部分悬置于基板上方且以一端锚定到基板的锚定点上的连接圆盘，其中所述多个连接圆盘机械耦联在一起；
至少一个位于基板上方且与所述多个连接圆盘中的第一个操作圆盘操作性间隔的致动器电极；以及
位于基板上方且与所述连接圆盘中的第二个连接圆盘操作性间隔的波导；以及
向所述至少一个致动器电极内引入电信号，以在所述波导内对光信号进行调制。
27.一种操作电光设备的方法，包括：
提供一电-光结构，该电-光结构包括：
基板；
多个至少部分悬置于基板上方且以一端锚定到基板的锚定点上的连接圆盘，其中所述多个连接圆盘机械耦联在一起；
至少一个位于基板上方且与所述多个连接圆盘中的第一个连接圆盘操作性间隔的致动器电极；以及
位于基板上方且与所述连接圆盘中的第二个连接圆盘操作性间隔的波导；
向所述波导内引入光信号，以在至少一个致动器电极处产生电信号。
28.权利要求27的方法，其中所述光信号是经调制的光信号。
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