CN110058352B - 检测器再调制器 - Google Patents

检测器再调制器 Download PDF

Info

Publication number
CN110058352B
CN110058352B CN201910221877.6A CN201910221877A CN110058352B CN 110058352 B CN110058352 B CN 110058352B CN 201910221877 A CN201910221877 A CN 201910221877A CN 110058352 B CN110058352 B CN 110058352B
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveguide
detector
modulator
region
junction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910221877.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110058352A (zh
Inventor
H.琼斯
A.里克曼
A.齐尔基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rockley Photonics Ltd
Original Assignee
Rockley Photonics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rockley Photonics Ltd filed Critical Rockley Photonics Ltd
Publication of CN110058352A publication Critical patent/CN110058352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110058352B publication Critical patent/CN110058352B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12019—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the optical interconnection to or from the AWG devices, e.g. integration or coupling with lasers or photodiodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4295—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with semiconductor devices activated by light through the light guide, e.g. thyristors, phototransistors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • G02F1/2257—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure the optical waveguides being made of semiconducting material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/004—Transferring the modulation of modulated light, i.e. transferring the information from one optical carrier of a first wavelength to a second optical carrier of a second wavelength, e.g. all-optical wavelength converter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
    • G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/356—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types in an optical cross-connect device, e.g. routing and switching aspects of interconnecting different paths propagating different wavelengths to (re)configure the various input and output links
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274—Electrical aspects
    • G02B6/4279—Radio frequency signal propagation aspects of the electrical connection, high frequency adaptations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/0151—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction modulating the refractive index
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/212—Mach-Zehnder type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/004—Transferring the modulation of modulated light, i.e. transferring the information from one optical carrier of a first wavelength to a second optical carrier of a second wavelength, e.g. all-optical wavelength converter
    • G02F2/008—Opto-electronic wavelength conversion, i.e. involving photo-electric conversion of the first optical carrier

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

一种包括绝缘体上硅(SOI)波导平台的检测器再调制器，所述SOI波导平台包括：耦合到第一输入波导的检测器；耦合到第二输入波导和输出波导的调制器；以及将所述检测器连接到所述调制器的电路；其中所述检测器、调制器、第二输入波导和输出波导被布置在彼此相同的水平面内；以及其中所述调制器包括调制波导区域，在所述调制波导区域处，半导体结被设置成水平跨过所述波导。

Description

检测器再调制器
发明领域
本发明涉及一种检测器再调制器，确切地说，涉及一种包括绝缘体上硅(SOI)波导平台的检测器再调制器。
发明背景
在光通信和光交换中，已知信号可以从第一通道或波长的第一光信号调换成第二通道或波长的第二光信号。
检测器再调制器可以用来将第一光信号转换成第二光信号，并且涉及第一信号的检测，其中第一(已调)信号被转换成电信号，随后由(已调)电信号对第二(未调)波长/通道的光进行调制。尽管在电域中，例如，信号可以有利地经过放大、整形、重新定时和滤波中的一个或多个的处理，以便将待应用的干净信号提供给第二波长/通道。然而，当前在本领域中，为了在高数据速率下以低噪声对电信号进行放大和滤波，电路必须包含在单独的电子芯片中，从而需要封装和安装，进而增加尺寸和成本并且降低功率效率。
在US6,680,791中，集成芯片具有放置在一起的光检测器和调制器，从而检测器部分和调制器部分之间的电连接较短并且电阻率低。然而，由于二极管电容和薄膜电阻限制，此结构预测最大只有10Gb/s的数据速度[O·费达纳(O.Fidaner)等人，《光学快报》第14期，第361到368页(2006)]。
US6,349,106描述一种可调谐激光器，该可调谐激光器由带有来源于第一光波长的信号的电路驱动。然而，由于它包括III-V族材料光子集成电路，并且涉及使用外延异质结构和垂直p-i-n二极管结构，因此，它的设计不可弯曲，并且因而不足够用于涉及增加切换速度、减少延迟、减少功耗以及需要更低成本和高产可制造性的新应用。具体而言，由于包括构建在半导体芯片上的调制器的半导体装置由在顶部表面上的触点与覆盖芯片的底板或下侧的全部或大部分的触点之间完成的电路驱动，因此，装置的电容无法容易被构建到结构中的设计特征控制，诸如，掺杂区域和金属触点。
发明内容
本发明的目的在于通过根据第一方面提供一种检测器再调制器来解决这些问题，所述检测器再调制器包括绝缘体上硅(SOI)波导平台，所述SOI波导平台包括：耦合到第一输入波导的检测器；耦合到第二输入波导和输出波导的调制器；以及将所述检测器连接到所述调制器的电路；其中所述检测器、调制器、第二输入波导和输出波导被布置在彼此相同的水平面内；以及其中所述调制器包括调制波导区域，在所述调制波导区域处，半导体结被设置成水平跨过所述波导。
所述调制区域可以是相位调制区域或振幅调制区域。
所述水平面应被理解成与底板表面的平面平行的任何平面。所述半导体结应被理解成对应于具有不同半导体费米能的不同区域之间的任何一个结或任何数量的结，从而形成光电子区域。所述半导体结可以或可以不包括本征区域。
所述半导体结是水平的，因为所述结由处于(和/或延伸到)所述波导的一侧的第一掺杂区域和处于(和/或延伸到)所述波导的相对侧的第二掺杂区域形成。因此，所述半导体结的所有掺杂区域沿着由所述检测器、调制器、第二输入和输出波导界定的所述水平面。
所述检测器再调制器的平面布置，且具体而言，水平结使得能够增加设计和制造的灵活性，因为处于波导的任一侧而不是波导上方或下方的掺杂部分的位置导致它们的尺寸和形状具有更大的自由度。
水平结配置还使得能够容易接近结区域中的每个。在所述结包括两个掺杂区域之间的本征区域(或第三掺杂区域)的情况下，这尤其有用，因为它使得对应于三个区域中的每个区域的电极能够放置在相应区域的顶部上。
由于本发明的检测器再调制器具有水平结配置，因此，在设计和制造期间可以容易调整和控制诸如掺杂区域的尺寸等属性，因而可以控制对操作的速度有非常重要的影响的参数，诸如，电容。
在平面配置中，检测器、调制器、电路、输入波导和输出波导形成SOI平面光波电路(SOI-PLC)。绝缘体上硅是用于构建和整合光学装置的实践平台。与III-V异质结构半导体光子集成电路技术相反，将块状半导体SOI和SOI相容材料用在此类PLC技术中允许在没有与多个异质结构的外延再生长相关联的低制造良率的情况下进行检测器和调制器的整合。现在将陈述本发明的任选特征。这些可单独应用或者以与本发明的任何方面的任何组合应用。
耦合到检测器的输入的第一输入波导优选也被布置成位于与检测器、调制器、第二输入波导和输出波导相同的水平面内。
调制区域的半导体结可以是p-n结，并且针对所述的每个调制器实施例，可以包括2个掺杂区域(p-n)；4个掺杂区域(p+、p、n、n+)；或者甚至6个区域(p++、p+、p、n、n+、n++)。
这个p-n结可以进一步包括第一和第二电极，第一电极位于p-n结的p掺杂区域的正上方，并且第二电极位于p-n结的n掺杂区域的正上方。
调制区域的半导体结可以是p-i-n结。
因此，p掺杂区域和n掺杂区域位于波导的任一侧，其间具有本征区域。掺杂区域可以延伸到波导中，从而使得本征区域的宽度少于波导的宽度。
p-i-n结可以进一步包括第一、第二和第三电极，第一电极位于p-i-n结的p掺杂区域的正上方，第二电极位于n掺杂区域的正上方，并且第三电极位于p-i-n结的本征区域的正上方。
电极优选金属带，所述金属带沿其长度位于相关掺杂区域的上方。通过这种方式，电偏压可以经由位于上方的电极而应用到相关掺杂区域。
一般来讲，电极应较小，并且半导体结(p-n、p-i-n或其他)内的掺杂区域应较小。
沿着水平面并且在与掺杂波导的纵向(或周向)轴线垂直的方向上得到的掺杂区域的宽度尤其重要。
例如，在单个半导体结，诸如p-n结中，p掺杂区域或n掺杂区域的总宽度可能不超过20μm。在p掺杂区域被分成不同子区域(例如，因为它含有p、p+和p++区域)的情况下，每个子区域可以具有不超过15μm的宽度，但不同子组的宽度可以大体不同于彼此，例如，p掺杂区域可以大于p+和p++区域中的每个。为了进一步改善调制和检测器速度，每个子区域可以具有不超过10μm、5μm、2μm、1μm、0.5μm或甚至0.3μm的宽度。
尽管以上尺寸是相对于p掺杂区域描述的，但它们同样适用于n掺杂区域。
此外，在调制器或检测器波导包括半导体-本征-半导体结(例如，p-i-n结)的情况下，每个掺杂区域可以具有沿着水平面并且在与纵向(或周向)轴线垂直的方向上得到的宽度，所述宽度不超过15μm，或者为了进一步降低操作速度，具有不超过10μm、5μm、2μm、1μm、0.5μm或甚至0.3μm的宽度。
向掺杂区域施加偏压的电极的宽度将优选少于该掺杂区域的宽度。根据相关掺杂区域的尺寸，电极因此可以具有不超过10μm的宽度，或者为了进一步降低操作的速度，具有不超过5μm、2μm、1μm、0.5μm或甚至0.3μm的宽度。
检测器或调制器区域的波导的脊部宽度可以是0.3到1μm，或者优选0.45到0.9μm，并且检测器或调制器区域的板高度可以是0到0.4μm，优选0.05到0.35μm。硅覆盖层厚度可以是0.2到3.5μm，优选0.2到3.2μm。
调制器的振幅或调制区域优选由块状半导体材料形成。
优选地，检测器也包括波导部分，其中半导体结设置成水平跨过波导。
因此，检测器的掺杂部分也位于波导的任一侧，而不是在波导的上方和下方。
检测器的半导体结可以是p-i-n结。与p-i-n调制器一样，p掺杂区域和n掺杂区域位于波导的任一侧，其间具有本征区域。
或者，检测器的半导体结可以是n-i-n、n-p-n或p-i-p结，从而使得检测器起到光电晶体管的作用。通过这种方式，检测器本身提供增益，而同时避免需要提供增益但不合需要地增加电阻的单独部件。避免需要光放大器来放大光输入信号也是有利的，因为光放大器(诸如，半导体光放大器，SOA)将噪声添加到光信号并且也吸引明显的附加电功率，以及增加SOI平台的成本和复杂性。光放大器的替代是对接收到的输入信号进行电放大。然而，除非使用跨阻抗放大器(TIA)，否则需要高跨阻抗电阻电路，该电路有利地防止高速操作。
n-i-n、n-p-n或p-i-p掺杂结构中的每个可以提供不同量的电增益和/或电带宽。通常，设计的增益越高，电带宽越低。
光电检测器优选由块状半导体材料形成。
电路可以是单个金属带或者彼此串联和/或并联放置的多个金属带，以便形成简单的RF电路。通过这种方式，降低了电路的复杂性。优选带有此类电路的检测器再调制器，其中接收到的光输入信号在短距离上行进并且因此不会引发严重的光损。在此类情况下，可能只需要信号的放大，因为信号的强度可能已降低。然而，添加的抖动或振幅的量不应明显，因此应不需要对信号进行整形或重新定时。
从检测器处的电连接到调制器处的电检测器的电路的长度可以从1.0到2×104μm中取任何值。在有利地将电路保持得较小以便增加速度的情况下，它可以不超过10μm，在1.5μm到10μm的范围内，或者甚至不超过1.5μm。电路将实际上尽可能地宽和厚(例如，5.0到50μm)。
电路可以含有一个或多个电阻器，并且一个或多个电阻器可以包括可变电阻器。
电路可以包括非线性电路元件(例如，晶体管)，其被配置成放大电信号，所述电信号形成带有高速电路的调制器的输入，和/或将电信号限制成使得信号不会下降到低于最小幅度和/或高于最大幅度。
所述电路可以是单片的。通过这种方式，DRM的所有制造都在半导体制造过程中实施。只需要额外的制造过程步骤。
所述电路可以是带状线电路。通过这种方式，电路的制造得以简化，并且因此比替代电路更具有成本效益，从而只需要应用掩模和金属化过程。在电路本身具有简单结构，诸如，单个金属带或若干金属带的情况下，这种类型的电路最适合。同样，这里只需要额外的制造过程步骤。
所述电路可以是表面安装的。当电路包括诸如晶体管、滤波器和/或附加非线性部件等部件时，这种类型的电路尤其有用。此类部件无法被添加作为带状线电路的一部分。然而，包括此类元件将增加DRM的制造成本。
调制器可以是电吸收调制器(EAM)。有利的是，这种类型的调制器简单并且提供相对较高的调制速度。
EAM调制器优选由SiGe形成。
或者，调制器是马赫-曾德尔调制器(MZM)。这种类型的调制器比EAM有利，因为它能够在更大的波长带宽上起作用。此外，可能不需要设计调制器的材料，从而使得它具有精确的带隙波长。在其他调制器，例如，EAM调制器中，需要对SiGe成分进行控制，所述成分可能包括Ge或SiGe的并入和外延生长。同质硅实施例尤其易于制造。
另一方面，装置的整体长度更长，并且更高的插入损失意味着MZM可能比EAM的能效低。此外，这种调制器需要带有更多掺杂区域的更复杂的p-n掺杂结构，以及采用相位匹配和阻抗匹配RF驱动电路的形式的更复杂的电路。可以达到25GHz和更大操作速度的RF驱动电路不是直接的。
此外，与其他调制器相比，MZM具有更大的装置尺寸，并且MZM需要附加精细调谐区域，以便针对‘开启’状态将激光波长匹配到通带波长。
优选地，MZM的每个臂包括调制区域(例如，振幅或相位调制区域)。每个调制区域具有高操作速度(即，在15或更大GHz的3-dB带宽的情况下，25Gb/s的操作速度)。
优选地，除了调制区域之外，MZM的每个臂还包括相移区域，并且相移区域优选具有比调制区域更低的速度。
相移区域可以包括p-i-n结，从而使得它通过载流子注入进行操作。另一方面，相移区域可以包括p-n结，从而使得它通过载流子消耗进行操作。
相移区域可以是低速，因为它们的功能是空腔FSR精细调谐。通过这种方式，它们提供一种操作波长精细调谐以及热漂移补偿的方法。
调制区域可以是同质硅或者可以是硅锗。
马赫-曾德尔调制器可以是单驱动的，或者可以是双驱动的，并且可以是推/拉式马赫-曾德尔调制器。在使用推/拉配置的情况下，每个臂中需要更低的驱动电压。
根据一个替代实施例，调制器可以是法布里-珀罗谐振器调制器。
法布里-珀罗(F-P)谐振器调制器可以由串联的两个反射器在单个波导部分中形成，其中一个或多个调制区域(例如，相位调制区域或振幅调制区域)位于两个反射器之间。
通过这种方式，IIR滤波器的使用意味着由调制区域引起的折射率变化的效果通过谐振器空腔中的往返数量的增加而得到增强。在由载流子注入实施调制的情况下，需要更小的注入电流密度以给定的消光比执行调制。在由载流子消耗实施调制的情况下，需要更小的偏压以给定的消光比执行调制。因此，在DRM中，需要更少的光放大或电放大来执行调制(与EAM或MZM实施例相比)。在使用精细调谐的情况下，F-P也可以在更大的带宽上工作。
另一方面，由于并入了DBR光栅或反射器，法布里-珀罗实施例的制造和设计复杂性更大。随着调制器的高速度逐渐增加(25或40Gb/s)，制造复杂性和公差增加。此外，空腔的光子寿命必须保持在最佳低水平，这意味着空腔长度必须短并且精细度足够低。
此外，F-P调制器和IIR谐振器通常对温度更敏感，因此需要波长的主动精细调谐。
与先前实施例一样，调制区域可以是同质Si或SiGe。
法布里-珀罗谐振器调制器的反射器可以是DBR光栅，并且优选带有较短长度和较深蚀刻深度的宽带DBR光栅。每个DBR反射器可以刚好采用单线宽带部分反射器的形式(即，每个可以只含有每反射器一个光栅线，也就是说，单个波导缺陷)。
DBR优选在调制器的操作带宽上具有相等的反射率。光栅的反射值经过选择以给出精细度值，所述值足够大以便创建足够的空腔往返来增强Δn的效果，从而充分降低以所需的消光比执行调制需要的驱动电流或驱动电压的量，但所述值足够小以便给出少于1/(位周期)的空腔寿命。
优选地，除了调制区域之外，法布里-珀罗谐振器空腔还可以包括相移区域，其中相移区域具有比调制区域更低的速度。
与本文中描述的其他调制器实施例一样，相移区域为空腔FSR调谐提供一种方法，并且可以包括p-i-n结或可以包括p-n结。
根据另一替代实施例，调制器是环形谐振器调制器。
与法布里-珀罗调制器相比，有利的是，环形谐振器调制器制造起来更简单，但具有更紧密的制造公差。
此外，精细调谐优选需要热调谐(加热器衬垫)，环形谐振器本身是本领域中已知的。环形谐振器调制器优选包括环形谐振器，其中半导体结形成光电子区域，并且与上述的先前调制器一样，半导体结可以是p-n相位调谐区域。通过这种方式，通过在p-n结上施加偏压，环形谐振器能够起到调制器的作用。
p-n结的p掺杂区域和n掺杂区域相遇的实际边界优选是圆形的，并且沿着波导轨道的中心或在该中心的附近，与内部和外部波导脊部等距。n掺杂区域可以位于环形波导的内部上，所述内部包括环形波导本身的内半部但也向内延伸到内部波导脊部之外。p掺杂区域可以位于环形波导的外部上，所述外部包括环形波导的外半部但也向外延伸到外部波导脊部之外。
在一个替代实施例中，p掺杂区域可以位于环形波导的内部(包括环形波导本身的内半部但也向内延伸到内部波导脊部之外)上，而n掺杂区域可以位于环形波导的外部(包括环形波导的外半部但也向外延伸到外部波导脊部之外)上。
任选地，环形谐振器调制器包括环形波导；将光耦合到环形波导中的第一直波导；以及将光耦合离开环形波导的第二直波导。在这种情况下，透射光谱将形成峰的周期集合，每个峰经由与环形谐振器调制器的自由光谱范围(FSR)成比例的波长差而与相邻的两个峰分开。
任选地，环形谐振器调制器包括环形波导，以及单个直波导，所述单个直波导将光耦合进入和离开环形波导。在这种情况下，透射光谱将形成尖形谷的周期集合，每个谷经由与环形谐振器调制器的自由光谱范围(FSR)成比例的波长差而与两个直接相邻的谷分开。由于这个透射光谱是“双直波导”实施例的反向光谱，因此，与单个耦合的波导版本相比，此类布置将需要相反驱动信号(偏压将要施加在p-n结上)，以便产生相同的调制效果。
在环形谐振器调制器包括第一和第二耦合波导的情况下，第一直波导位于环形波导的一侧，并且第二直波导位于环形波导的相对侧。
不论用于将光耦合进入和离开环形波导的机构如何，除了半导体结之外，环形谐振器调制器都还优选包括精细调谐区域。这个精细调谐区域可以是用于热调谐的加热器。应用于环形谐振器的此类加热器是本领域中已知的(见董(Dong)等人，《光学快报》第18期11号，10941，2010年5月24日)。
或者，精细调谐区域可以包括并入到谐振器中的附加半导体结(即，除了控制高速调制的p-n结之外)。
耦合到两个直波导的环形谐振器调制器比带有单一直波导的实施例有利，因为它不转换驱动信号(高压处于‘开启’)。此外，由于开启谐振给出较高的透射，因此，环形谐振器调制器需要较少的电压摆动，以获得良好的消光比。然而，第二直波导的添加增加了制造的复杂性以及增加了波导上的金属量，从而不仅增加了工作装置的光损耗，而且增加了制造期间的复杂的可能性。
在所有实施例中，在将光耦合到检测器中的输入波导之前，半导体光放大器(SOA)可以位于波导平台内。
根据本发明的第二方面，提供一种用在绝缘体上硅波导平台中的检测器再调制器，所述检测器再调制器包括：检测器；调制器；以及将所述检测器连接到所述调制器的电路；其中所述调制器是环形谐振器调制器。
根据本发明的第三方面，提供一种在绝缘体上硅平台上制造检测器再调制器的方法，所述方法包括下列步骤：提供检测器和耦合到所述检测器的第一输入波导；提供包括具有电光区域的波导的调制器、耦合到所述调制器的第二输入波导，以及也耦合到所述调制器的输出波导；以及提供将所述检测器电连接到所述调制器的电路；其中所述检测器、调制器、输入波导和输出波导都位于彼此相同的水平面内；所述方法进一步包括下列步骤：在所述波导的一侧生成第一掺杂区域并且在所述波导的相对侧生成第二掺杂区域，所述第一和第二掺杂区域形成被设置为水平跨过调制器波导的半导体结。
掺杂区域的尺寸可以经过选择，以优化装置的速度。
所述方法可以进一步包括下列步骤：相对于第一方面的一个或多个实施例来提供本文所述的特征。
下文陈述本发明的其他任选特征。
附图说明
现在将参考附图通过实例的方式来描述本发明的实施例，其中：
图1示出根据本发明的包括检测器再调制器的波长转换芯片的示意电路图；
图2示出包括EAM调制器的绝缘体上硅检测器再调制器的俯视示意图；
图3示出沿着图2的线A-B得到的检测器再调制器的截面图，其中：(a)电路包括金属带；(b)和(c)电路包括单片掺杂导线；以及(d)电路包括表面安装芯片；
图4示出采用马赫-曾德尔调制器形式的替代调制器的俯视示意图；
图5示出沿着图4的线X-Y得到的图4的调制器的侧视图；
图6示出采用法布里-珀罗谐振器调制器形式的替代调制器的俯视示意图；
图7示出法布里-珀罗谐振器调制器的透射光谱的示例图；
图8a示出调谐到激光器发射波长的法布里-珀罗谐振器的透射光谱中的峰(“开启状态”)，并且图8b示出从激光器发射波长去谐的法布里-珀罗谐振器的透射光谱中的峰(“关闭状态”)；
图9示出采用环形谐振器调制器形式的替代调制器的俯视示意图；
图10示出沿着图9的线M-N得到的图9的环形谐振器调制器的侧视图；
图11示出环形谐振器调制器的透射光谱的实例；
图12示出采用替代环形谐振器调制器形式的另一替代调制器的俯视示意图；
图13示出图12的环形谐振器调制器的透射光谱的实例，(a)调谐到激光器发射波长(“开启状态”)和(b)从激光器发射波长去谐(“关闭状态”)；以及
图14a和图14b示出本发明的DRM或多个DRM上的ASIC芯片的位置。
具体实施方式和本发明的其他任选特征
图1示出根据本发明的包括检测器再调制器(DRM)1的转换芯片10。检测器再调制器1包括绝缘体上硅(SOI)波导平台，所述SOI波导平台包括：检测器2、调制器3，以及将检测器电连接到调制器的电路4。检测器2耦合到输入波导5，并且调制器3耦合到输出波导6。
在SOI波导平台内，检测器2、调制器3、输入波导5和输出波导6被布置在彼此相同的水平面内。在所示实施例中，电路的一部分直接位于检测器与调制器之间。
转换芯片包括用于第一波长λ1的(已调)第一光信号7的波导。在图1所示的实施例中，波导经由第一光放大器71和第二光放大器72耦合到检测器2的输入波导5，但在一个替代实施例(未示出)中，第一光信号可以直接耦合到检测器的输入波导5。检测器将已调输入信号转换成电信号，所述电信号随后经由电路4而应用到调制器。
转换芯片还包括用于对应于第二波长λ2的未调光信号8的波导。这个波导经由光放大器81耦合到调制器3的输入波导9(但可以替代地直接耦合到输入波导9)。调制器的输入波导9也形成DRM的一部分，并且沿着包括检测器和调制器以及检测器输入波导和调制器输出波导的水平面取向。
来自电路4的电信号将对(未调)光输入8进行调制，从而生成由调制器经由调制器输出波导6输出的第二波长λ2的已调光信号。第二波长的这个已调输出随后可以经由耦合到调制器输出波导6的光放大器61进行放大。
可以存在功率监控器(未示出)。
下文参考图2到图12来描述可以形成图1所示的DRM 1的实施例的部分的检测器、电路部件和调制器的实例，其中相同的参考数字用来指代上文参考图1描述的特征。
图2示出DRM 21的第一实施例的俯视图，其中调制器23是电吸收调制器(EAM)。图2的DRM 21包括检测器22、调制器23和电路24，所述电路的一部分位于检测器与调制器之间。
检测器22由块状半导体材料组成，在这种情况下，由锗组成，并且包括波导部分25，检测器的半导体结设置成水平跨过所述波导部分。检测器22的水平半导体结由三个区域组成：第一掺杂区域26a、第二掺杂区域26b以及第一与第二掺杂区域之间的第三区域26c。这个第三区域可以是本征区域或者也可以掺杂。
在图2所示(并且标记为选项a))的本实施例的变型中，第一区域是n型区域；第二区域是p型区域；并且第三区域是本征区域，从而使得检测器22的半导体结是p-i-n结。
在其他变型中，第一、第二和第三区域可以反而形成p-i-p、n-i-n或n-p-n结(如图2中的选项b)到d)所示)。在这三个变型中的每个中，检测器起到光电晶体管的作用。
在图2所示的实施例中，第一掺杂区域(在这种情况下，p型区域)26a位于检测器的波导25的一侧，并且经过波导壁延伸到波导中。第二掺杂区域(在这种情况下，n型区域)26b位于波导的与第一区域相对的侧，并且也延伸到检测器的波导25中。因此，对应于p-i-n结的本征部分的第三区域26c具有沿着水平面的宽度，所述宽度少于检测器的波导的宽度w。
用于将偏压施加到第一掺杂区域的第一电极位于第一掺杂区域的上方，用于将偏压施加到第二掺杂区域的第二电极位于第二掺杂区域的上方，并且用于将偏压施加到第三区域的第三电极位于第三区域的上方。在所有三种情况下，电极都直接位于相关掺杂区域的顶部上。
DRM的电吸收调制器23也具有采用振幅调制区域形式的调制波导区域，在该区域处，半导体结被设置成水平跨过波导。调制器23由块状半导体材料组成，在这种情况下，由掺杂硅锗(SiGe)组成，并且包括波导部分28，检测器的半导体结设置成水平跨过所述波导部分。调制器23的水平半导体结由三个区域组成：第一掺杂区域27a、第二掺杂区域27b以及第一与第二掺杂区域之间的第三区域27c。
在所示的实施例中，第一掺杂区域(在这种情况下，p型区域)27a位于调制器的波导28的一侧，并且经过波导壁延伸到波导中。第二掺杂区域(在这种情况下，n型区域)27b位于波导的与第一区域相对的侧，并且也延伸到检测器的波导28中。因此，对应于p-i-n结的本征部分的第三区域27c具有沿着水平面的宽度，所述宽度少于调制器的波导的宽度。
在一个替代实施例(未示出)中，掺杂区域可以包括多个掺杂区域(例如，总共5个区域，包括p+、p、本征、n和n+；或者甚至总共7个区域，包括p++、p+、p、本征、n、n+和n++)。
在将光耦合到检测器中的输入波导之前，半导体光放大器(SOA)位于波导平台内。
调制器23包括调制器输入波导9与调制波导区域之间的第一波导过渡区域244，在所述调制波导区域处，半导体结被设置成水平跨过波导。调制器还包括调制波导区域与调制器输出波导6之间的第二过渡区域245。
在第一波导过渡区域244处，波导高度和/或宽度从较大尺寸减少到较小尺寸，并且在第二过渡区域245处，波导高度和/或宽度从较小尺寸增加到较大尺寸。通过这种方式，调制器内的波导尺寸比输入和输出波导的那些尺寸小。这有助于改善调制器的操作速度(但以更大的损失为代价)。
检测器22包括检测器的输入波导5与检测器的实际波导之间的过渡区域243，在该过渡区域处，波导的高度和/或宽度从较大尺寸减少到较小尺寸。通过这种方式，检测器内的波导尺寸比输入波导小，从而有助于改善检测器的操作速度。
电路24的一部分位于检测器的第二掺杂区域与调制器的第一掺杂区域之间，从而形成检测器与调制器之间的电连接。图3中示出沿着图2的线A-B得到的这个连接部分的不同配置的截面图。在图3a所示的配置中，电路的连接部分是采用金属带形式的带状线电路221，所述金属带从检测器的第二掺杂区域的顶部上的电极延伸到调制器的第一掺杂区域的顶部上的电极。检测器的第二掺杂区域和调制器的第一掺杂区域被分开给定距离d，并且检测器与调制器掺杂区域之间的平面空间可以保持为硅或Ge或SiGe，或者可以用绝缘介电材料225，诸如SiO2填充。金属带在这个绝缘填料的上方形成连接。
在图3b和图3c所示的变型中，电路是单片掺杂导线222、223。这个导电层可以沿着平台厚度的整个深度向下延伸到箱水平(即，t到h)，如图3b所示，或者可以只延伸平台厚度的部分，如图3c所示，在这种情况下，绝缘层226位于单片层的下方。在图3d所示的另一变型中，电路224的连接部分是表面安装芯片，诸如，专用集成电路(ASIC)，在这种情况下，导电衬垫位于平台上，从而使得它们可以连接到芯片的衬垫或引脚。图14a和图14b给出这个实施例的替代视图。在图14a中，ASIC芯片224示为安装在光波导的上方。ASIC芯片上的电衬垫30和39分别连接到光芯片上的电衬垫20和29。图14a是波导具有硅的区域中的截面图。此类波导与例如图3d中示出的主动光电检测器和调制器波导邻接。在图14b中是相同实施例的另一视图，其中ASIC芯片安装在两个或更多DRM的波导的主动区域以及被动(硅)区域的一些部分的上方。很明显，一个ASIC芯片可以安装在多个DRM的上方，并且被配置成在多个DRMS中的调制器与光电检测器之间进行电连接。
如可从图3的截面图中看出，掺杂区域延伸到检测器波导和调制器波导中，并且贯穿波导的整个脊部高度h。
下文参考图4和图5描述一个替代调制器。这个调制器可以取代图2所示的实施例中的EAM，以便形成根据本发明的替代DRM，其中参考图2描述的DRM(不同于EAM)的剩余特征和选项仍适用。在这个替代DRM实施例中，调制器是马赫-曾德尔调制器33。
马赫-曾德尔调制器由两个波导分支组成，所述波导分支形成第一干涉臂31和第二干涉臂32；每个臂包括一个或多个相移调制区域。实际上，在所示实施例中，每个臂含有多个相移调制区域311、312、321、322(每个臂中示出两个所述相移调制区域)，以及附加相移区域313、323。
每个调制区域是由块状半导体材料组成的相位调制区域，所述材料经过掺杂以形成采用p-n结形式的水平半导体结(但采用水平p-i-n结形式的替代半导体结将是可行的)。p-n结由p型区域331、341和n型区域332、342组成。p型区域各自分成具有不同掺杂强度的三层：p、p+和p++，并且n掺杂区域也分成具有不同掺杂强度的三层n、n+和n++，所述层被布置成使得p层和n层与臂波导重叠并且p++和n++层进一步远离波导。电极位于最外面的掺杂区域的正上方。具体而言，电极位于掺杂区域的p++和n++层的正上方。用于调制区域的合适块状半导体材料包括SiGe或同质硅。
分级的p-n结结构延伸水平结的尺寸，并且使得向掺杂区域施加偏压的电极能够有利地放置成远离脊部。每个额外的成对层导致进一步分开的电极，因为电极优选位于最重掺杂区域的正上面。电极间距的这种增加导致装置设计的灵活性增加，而没有折衷速度。
在调制器和检测器的情况下，将块状半导体材料掺杂以形成电光区域是本领域中已知的。在本文所述的所有装置中，所使用的掺杂浓度将对应于现有技术中发现的典型值。例如，检测器的掺杂区域可以包括浓度高达10×1019cm-3的区域针对p掺杂区域，调制器的掺杂区域可以取典型值10×1015cm-3到10×1017cm-3，并且针对n掺杂区域，取典型值10×1015cm-3到10×1018cm-3。然而，掺杂区域(p和/或n)可以具有差不多10×1020cm-3到10×1021cm-3的更高值。
附加相移区域具有比调制区域更低的速度，因此可以由替代材料(诸如，同质硅)组成。在所示实施例中，附加相移区域包括采用p-i-n结形式的水平半导体结，其中p和n掺杂区域并不延伸到第一或第二波导臂的波导中。实际上，本征区域335、345延伸到边界之外。将偏压施加到p掺杂区域的电极339a、349a位于相应p掺杂区域333、343的正上方，并且将偏压提供到n掺杂区域的电极339b、349b位于n掺杂区域334、344的正上方。
在调制区域和相移区域上方的电极是沿着掺杂区域的长度(沿着平行于波导的纵向轴线的方向)的带。电极需要尽可能地与相应的掺杂区域接触，而同时保留对调制的速度有利的小尺寸。
输入1×2耦合器将来自输入波导9的未调光耦合到调制器的两个臂中，并且输出2×1耦合器将来自两个臂的光耦合到输出波导6中，以形成与未调输入信号具有相同波长的已调输出信号。高速马赫-曾德尔调制器是所属领域的技术人员已知的，并且可以采用由《光学快报》第6163到6169页(2012)的董(Dong)等人或《光学快报》第11507到11516页(2011)的D·J·汤普森(D.J.Thompson)等人描述的马赫-曾德尔调制器的形式。离开第一臂的已调光与离开第二臂的已调光之间的相位差将影响当来自两个臂的光组合时(适时)生成的干涉图样，因而改变输出中的光的振幅。
每个臂包括输入1×2耦合器与相移区域之间的波导过渡区域314、324以及调制区域与输出2×1耦合器之间的另一波导过渡区域315、325。通过这种方式，谐振器调制器内的波导尺寸比输入和输出波导的那些尺寸小。这有助于改善调制器的操作速度(但以更大的损失为代价)。
中心电路35(它是DRM电路的延伸)位于一个臂的调制区域与第二臂的调制区域之间。当MZM的两个臂的相应调制区域在单驱动条件或双驱动条件下被串联驱动时，需要这个电路。这个中心电路35的性质将控制MZM是单驱动还是双驱动，而且控制两个臂是串联驱动还是并联驱动。
M-Z调制器与检测器(检测器未示出)之间的电路连接34以及两个臂中的调制区域之间的中心电路连接35可以各自采用上文参考图3a到图3d描述的电路连接中的任一个的形式，但在图5中描绘为采用单个金属带形式的带状线电路，其中绝缘填充材料位于所述带的下方。除了这个电连接之外，马赫-曾德尔调制器还包括位于第一臂310的相位调制区域与第二臂320中的对应相位调制区域之间的另一电连接35，以便将第一臂310的相位调制区域312的n++掺杂区域上方的电极319e与第二臂320的对应相位调制区域322的p++掺杂区域上方的电极329d相连接。下文参考图6、图7和图8描述另一替代调制器。这个调制器可以取代图2所示的实施例中的EAM，以便形成根据本发明的另一替代DRM，其中参考图2描述的DRM(不同于EAM)的剩余特征和选项将仍适用。在这个替代DRM实施例中，调制器是法布里-珀罗(F-P)谐振器调制器43。
F-P谐振器调制器43由串联的两个反射器形成在单个波导部分中，其中一个或多个调制区域411、412、413位于两个反射器之间。在图6所示的实施例中，反射器采用分布布拉格反射器(DBR)DBR1、DBR2的形式。
图6所示的法布里-珀罗谐振器空腔实际上包括多个调制区域411、412、413(示出其中3个)。这些形成在块状半导体介质中，并且包括与上文参考图4描述的调制区域的那些相同的p-n结。
每个调制区域411、412、413由块状半导体材料组成，所述材料经过掺杂以形成采用p-n结形式的水平半导体结(但采用水平p-i-n结形式的替代半导体结也是可行的)。每个p-n结由p型区域431和n型区域432组成。p型区域各自分成具有不同掺杂强度的三层：p、p+和p++；并且n掺杂区域也分成具有不同掺杂强度的三层n、n+和n++。这些层被布置成使得p层和n层与波导重叠，之后是p+和n+层以及p++和n++层，以使得p++和n++层离波导最远。电极位于最外面的掺杂区域的正上方。具体而言，电极位于掺杂区域的p++和n++层的正上方。用于调制区域的合适材料包括SiGe或同质硅。
法布里-珀罗谐振器空腔还包括操作速度比调制区域低的附加相移区域414。与上文参考马赫-曾德尔调制器描述的相移区域一样，这个相移区域414的功能是提供低速空腔FSR精细调谐，并且因此操作波长精细调谐和热漂移补偿。相移区域在图6中示为在载流子注入模式下操作的p-i-n半导体结(但可以替代地包括在载流体消耗模式下操作的p-n相移区域)。与上述p-i-n相移区域一样，p和n掺杂区域并不延伸到第一或第二波导臂的波导中。实际上，本征区域延伸到边界之外。将偏压施加到p掺杂区域的电极439a位于相应p掺杂区域433的正上方，并且将偏压提供到n掺杂区域的电极439b位于n掺杂区域434的正上方。
在调制区域和相移区域上方的电极是位于掺杂区域之上并且沿着掺杂区域的长度(沿着平行于波导的纵向轴线的方向)的带。电极沿着掺杂区域的整个长度(平行于波导的纵向轴线的长度)，因为电极需要尽可能地与相应的掺杂区域接触，而同时保留对调制的速度有利的小尺寸(小厚度)。
F-P调制器与检测器(检测器未示出)之间的电路连接44可以采用上文参考图3a到图3d描述的电路连接中的任一个的形式。
F-P谐振器是谐振F-P滤波器(也是无限脉冲响应或IIR滤波器)，它以调谐速度为代价来增加调制调谐效率、增加温度敏感性，并且由于需要包括DBR光栅而增加制造复杂性。在IIR滤波器中，由移相器引起的折射率变化的效果通过谐振器空腔中的往返数量而得到增强，因此需要更小的注入电流密度(在载流子注入的情况下)或偏压(在载流子消耗的情况下)以相同的消光比执行调制。因此，与先前描述的EAM和M-Z实施例相比，将需要更少的光放大或电放大来执行调制。然而，由于为了达到25或40Gb/s的高调制速度而增加制造复杂性和公差，空腔的光子寿命必须保持较小(除了制作高速调相器的需求之外)，从而意味着空腔长度必须短并且精细度足够低。因此，由于需要并入带有可能较短长度和较深蚀刻深度的DBR光栅，制造和设计复杂性较高。
F-P调制器包括输入波导9与第一DBR之间的波导过渡区域444，以及第二DBR与输出波导之间的另一波导过渡区域445。在第一过渡区域444处，波导高度和宽度减少，并且在第二过渡区域处，波导高度和宽度增加。通过这种方式，空腔内的波导尺寸比输入和输出波导的那些尺寸小。这可以用来帮助改善调制器的操作速度(但以更大的损失为代价)。
下文参考图7和图8描述谐振器的调制。参考图7的反射光谱，显然DBR光栅DBR1和DBR2是在可调谐激光器的操作带宽上具有相等反射率的宽带反射器。反射率值R1和R2经过选择以给出精细度值，所述值足够大以便创建足够的空腔往返来增强Δn(谐振器的足够X因数)的效果，从而充分降低以所需的消光比执行调制需要的驱动电流或驱动电压的量，但所述值足够小以便给出仍<1/(位周期)的空腔寿命。谐振器的透射率优选具有介于0.8与1之间的最大值，并且可以是0.8，如图7所示。
参考图8所示的透射光谱92、93，F-P空腔的谐振峰必须调谐到开启状态的(非调制)激光器(P激光器(λ))的波长(图8a)。然而，在关闭状态(图8b)，空腔的相位经过改变以便使谐振峰失谐远离激光器的波长，从而产生足够的调制消光比。当偏压施加到调制区域的p-n结的电极并且偏压在开启与关闭状态之间进行调制时，透射光谱因而在开启与关闭位置之间切换，从而导致输出从开启调制到关闭，反之亦然。通过将偏压主动调整到相移区域，在存在热漂移的情况下，可以维持将F-P空腔的谐振峰对准到激光器的波长。
下文参考图9到图13描述另外的替代调制器。这些调制器中的每个可以取代图2所示的实施例中的EAM，以便形成根据本发明的另一替代DRM，其中参考图2描述的DRM(不同于EAM)的剩余特征和选项将仍适用。在这些替代实施例的每个中，调制器是环形谐振器调制器53、153。
以两个环形谐振器DRM实施例中的第一个为例并且具体参考图9到图11，环形谐振器调制器53由下列形成：环形波导部分、耦合到环形波导的一侧的第一直波导59，以及耦合到环形波导的另一侧的第二直波导60。环形波导界定在内部波导脊部边缘56与外部波导脊部边缘57之间。图10中示出沿着图9中的虚线M-N得到的截面图。环形谐振器调制器还包括形成在块状半导体介质中的调制区域512，所述块状半导体介质被掺杂以形成圆形p-n结，所述p-n结被设置成水平跨过波导(采用水平p-i-n结形式的替代半导体结也将起作用)。
在本文档中，环形波导可以采用任何环形形状的形式，包括：圆(如图9和图12所示)、跑道或者椭圆形。此外，圆形掺杂区域可以采用下列形式：具有固定半径的圆；跑道形；或者椭圆形。
在图9所示的实施例中，圆形p-n结沿着圆周的一部分不连续，其中连续的圆形掺杂区域将以其他方式与输入和输出直波导重叠。用于调制区域的合适块状半导体材料包括SiGe和同质硅。
p-n结由p型区域551和n型区域552组成。p型区域各自分成具有不同掺杂强度的三个同心层：p、p+和p++，并且n掺杂区域也分成具有不同掺杂强度的三个同心层n、n+和n++，所述层被布置成使得p层和n层与环形波导重叠并且在结的水平面内分别径向向外和向内延伸到外部和内部波导脊部边缘之外。p++和n++掺杂层离环形波导最远。由于外部掺杂部分的不连续性质，p+、p++、n+和n++层各自由两个相对的新月形区域组成，而不是完整的圆形，因为它们没有延伸环形波导周围的全长。这为直波导59、60提供空隙，所述直波导将光耦合进入和离开环形波导，从而确保p-n结没有更改光耦合区域中的折射率，并且因此没有更改环形与直波导之间的耦合比。
环形间隙间距55存在于环形波导与直波导59、60中的每个之间的环形波导的任一侧上。这个间隙的幅度确定了谐振器的耦合系数κ的值。
电极位于最里面和最外面相应掺杂区域的正上方。具体而言，电极位于掺杂区域的p++和n++层的正上方。中心圆形电极439b位于n++掺杂区域的上方，以便将偏压施加到n掺杂区域。偏压经由环状电极439a而施加到p掺杂区域，所述环状电极在新月形p++区域的上方沿着该区域延伸，从而形成两个新月形电极部分，所述两个新月形电极部分随后由跨过直波导中的一个的另外电极部分接合在一起，以形成封闭的单个电极。
环形谐振器调制器与检测器(检测器未示出)之间的电路连接54可以采用上文参考图3a到图3d描述的电路连接中的任一个的形式。
环形谐振器调制器53包括调制器输入波导9与将光耦合到环形谐振器中的第一直波导59之间的第一波导过渡区域544，以及将光耦合离开波导的第二直波导与调制器输出波导6之间的第二过渡区域545。
在第一过渡区域544处，波导高度和/或宽度减少，并且在第二过渡区域处，波导高度和/或宽度增加。通过这种方式，环形谐振器调制器内的波导尺寸比输入和输出波导的那些尺寸小。这有助于改善调制器的操作速度(但以更大的损失为代价)。
图11中将环形谐振器的透射光谱示为峰的周期集合，每个峰经由与环形谐振器的自由光谱范围(FSR)相等的波长差而与相邻的两个峰分开。透射率信号的自由光谱范围由环形波导的尺寸设置。谐振器的透射率优选具有介于0.8与1之间的最大值，并且可以是0.8。
光的调制经由与F-P调制器相同的过程来进行，环形谐振必须调谐到开启状态的(非调制)激光器(P激光器(λ))的波长(图8a)。然而，在关闭状态(图8b)，空腔的相位经过改变以便使谐振峰失谐远离激光器的波长，从而产生足够的调制消光比。当偏压施加到环的p-n结的电极并且偏压在开启与关闭状态之间进行调制时，透射光谱因而在开启与关闭位置之间切换，从而导致输出从开启调制到关闭，反之亦然。
环形谐振器调制器53还包括采用用于热调谐的加热器(未示出)的形式的精细调谐区域。
通过主动调整相位调谐加热器衬垫58a和58b上的电压，在存在环境热漂移的情况下，可以维持将F-P空腔的谐振峰对准到激光器的波长。
参考图10、图12和图13，描述根据两个环形谐振器DRM实施例中的第二个的环形谐振器调制器153。图12的环形谐振器调制器与图9之间的差异在于以下事实：图12的谐振器调制器耦合到不超过一个直波导。单个直波导159只在一侧耦合到环形波导。在此实施例中，单个直波导因此被配置成将光耦合进入和离开环形波导。
与先前的环形谐振器实施例一样，环形波导界定在内部波导脊部56与外部波导脊部57之间。图10还示出用于此实施例的沿着虚线M-N的截面，并且因此，与图10相关的上述描述的部分在此处也适用。具体而言，图12的环形谐振器实施例也包括形成在块状半导体介质中的调制区域512，所述块状半导体介质被掺杂以形成圆形p-n结，所述p-n结被设置成水平跨过波导。
p-n结由p型区域551和n型区域552组成。p型区域各自分成具有不同掺杂强度的三个同心层：p、p+和p++，并且n掺杂区域也分成具有不同掺杂强度的三个同心层n、n+和n++，所述层被布置成使得p层和n层与环形波导重叠并且在半导体结的水平面内分别径向向外和向内延伸到波导脊部边缘56、57之外。
p、n、n+和n++区域是环形的。然而，p型区域的外部上的p+和p++区域是C形的；从而界定不连续性，其中环形波导与直波导紧密接触(即，其中最外面的掺杂区域将以其他方式与直波导重叠)。掺杂区域与直波导之间的空隙确保p-n结没有更改光耦合区域中的折射率，并且因此没有更改环形与直波导之间的耦合比。
环形间隙间距155存在于环形波导与单个直波导159之间，所述间隙的振幅确定了谐振器的耦合系数κ的值。
电极位于它们施加偏压的相应最外面和最里面掺杂区域的正上方。具体而言，电极位于掺杂区域的p++和n++层的正上方。中心圆形电极439b位于n++掺杂区域的上方，以便将偏压施加到n掺杂区域。偏压经由环状电极439a而施加到p掺杂区域，所述环状电极沿着C形延伸(即，p++区域的不连续圆周的整个长度)。
环形谐振器调制器与检测器(检测器未示出)之间的电路连接54可以采用上文参考图3a到图3d描述的电路连接中的任一个的形式。
环形谐振器调制器153包括调制器输入波导9与将光耦合到环形谐振器中的第一直波导59之间的第一波导过渡区域544，以及单个直波导59与调制器输出波导6之间的第二过渡区域546。
在第一过渡区域544处，波导高度和宽度减少，并且在第二过渡区域546处，波导高度和宽度增加。通过这种方式，环形谐振器调制器内的波导尺寸比输入和输出波导的那些尺寸小。
环形谐振器的透射光谱在图13中示出并且采用尖形谷的周期集合的形式，每个谷经由与环形谐振器的自由光谱范围(FSR)相等的波长差而与两个直接相邻的谷分开。由于这个透射光谱是“双直波导”实施例的反向光谱，因此，与单个耦合的波导版本相比，图12和图13的环形谐振器调制器将需要相反驱动信号(施加在p-n结上的偏压)，以便产生相同的调制效果。
谷中的谐振器的透射率优选具有介于0.8与1之间的最大值，并且可以是0.8。与先前的环形谐振器实施例一样，当偏压从电路连接器经由电极施加在p-n结上时，实现调制。这使用(未调)激光器的波长来调谐透射光谱开启和关闭谐振，继而导致传输的输出信号被开启94和关闭95。然而，由于透射率是谷开启谐振，因此，偏压变化的幅度较大，以便针对“双直波导”实施例得到相同的消光比。
这个实施例的优点在于：在圆周周围的p-n结中只有一个直波导和一个不连续部分，从而意味着用于p掺杂区域的电极不必穿过直波导。当金属电极穿过波导时，引入附加光损耗。
环形谐振器调制器153还包括采用用于热调谐的加热器(未示出)的形式的精细调谐区域。通过主动调整相位调谐加热器衬垫58a和58b上的电压，在存在环境热漂移的情况下，可以维持将F-P空腔的谐振峰对准到激光器的波长。
尽管结合上述示例性实施例描述了本发明，但在给出本公开之后，所属领域的技术人员将明白许多等效更改和变化。因此，上文列出的本发明的示例性实施例应被视作示例性的，而非限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所述实施例进行各种变化。上文提及的所有参考特此以引用的方式并入。

Claims (27)

1.一种检测器再调制器，包括：
绝缘体上硅芯片；
耦合到第一输入波导的检测器，所述检测器包括第一掺杂区域和第二掺杂区域；
硅锗或同质硅调制器，位于所述绝缘体上硅芯片上，耦合到第二输入波导和输出波导；以及
将所述检测器连接到所述调制器的电路；
其中所述调制器包括波导，所述波导包括调制区域，在所述调制区域半导体结水平跨过所述调制器的所述波导来设置，所述半导体结包括第一掺杂区域和第二掺杂区域；
其中，所述电路连接到所述调制区域的第一侧上的第一电衬垫，所述第一电衬垫形成直接到所述半导体结的第一掺杂区域的接触，并且所述电路连接到所述检测器的第二侧上的第二电衬垫，所述第二电衬垫形成直接到所述检测器的第二掺杂区域的接触，并且所述电路包括从所述检测器到所述调制器的信号通路，所述信号通路具有在集成电路中的一部分。
2.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述第一输入波导、所述检测器、所述调制器、所述第二输入波导、以及所述输出波导被布置在彼此相同的水平面内。
3.根据权利要求1或2所述的检测器再调制器，其中所述调制区域的所述半导体结是具有p掺杂区域和n掺杂区域的p-n结。
4.根据权利要求3所述的检测器再调制器，其中所述第一电衬垫形成直接到所述p-n结的所述p掺杂区域的接触，所述调制区域的第二电衬垫形成直接到所述p-n结的所述n掺杂区域的接触。
5.根据权利要求1或2所述的检测器再调制器，其中所述调制区域的所述半导体结是具有p掺杂区域、本征区域、和n掺杂区域的p-i-n结。
6.根据权利要求5所述的检测器再调制器，其中所述第一电衬垫形成直接到所述p-i-n结的所述p掺杂区域的接触，所述调制区域的第二电衬垫形成直接到所述p-i-n结的所述n掺杂区域的接触。
7.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述调制器的所述调制区域由块状半导体材料形成。
8.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述检测器包括波导部分，其中半导体结设置成水平跨过所述波导部分。
9.根据权利要求8所述的检测器再调制器，其中所述检测器的所述半导体结是p-i-n结。
10.根据权利要求9所述的检测器再调制器，其中所述检测器的所述半导体结包括n-i-n结、n-p-n结或p-i-p结，使得所述检测器起到光电晶体管的作用。
11.根据权利要求9所述的检测器再调制器，其中所述电路连接到第三电衬垫，所述第三电衬垫形成直接到所述p-i-n结的本征区域的接触。
12.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述检测器由块状半导体材料形成。
13.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述电路是单片的。
14.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述电路是带状线电路。
15.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述调制器是电吸收调制器。
16.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述调制器是马赫-曾德尔调制器。
17.根据权利要求16所述的检测器再调制器，其中所述马赫-曾德尔调制器的每个臂包括调制区域和除了所述调制区域之外的相移区域，并且其中所述相移区域具有比所述调制区域更低的速度。
18.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述调制器是法布里-珀罗谐振器调制器。
19.根据权利要求18所述的检测器再调制器，其中所述调制器由串联的两个反射器在单个波导部分中形成，其中一个或多个调制区域位于所述两个反射器之间。
20.根据权利要求19所述的检测器再调制器，其中所述反射器是DBR光栅。
21.根据权利要求20所述的检测器再调制器，其中所述法布里-珀罗谐振器空腔包括除了所述调制区域之外的相移区域。
22.根据权利要求21所述的检测器再调制器，其中所述相移区域具有比所述调制区域更低的速度。
23.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述调制器是环形谐振器调制器。
24.根据权利要求23所述的检测器再调制器，其中所述环形谐振器调制器包括环形波导和单个直波导，其中所述直波导用于将光耦合进入和离开所述环形波导。
25.根据权利要求23所述的检测器再调制器，其中所述环形谐振器包括环形波导、第一直波导和第二直波导，其中所述第一直波导用于将光耦合进入所述环形波导，而所述第二直波导用于将光耦合离开所述环形波导。
26.根据权利要求1所述的检测器再调制器，其中所述电路包括可变电阻器。
27.根据权利要求1至12中任一项所述的检测器再调制器，其中所述电路是表面安装的。
CN201910221877.6A 2014-02-24 2015-02-24 检测器再调制器 Active CN110058352B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1403191.8 2014-02-24
GB1403191.8A GB2523383B (en) 2014-02-24 2014-02-24 Detector remodulator
CN201580009961.1A CN106461987B (zh) 2014-02-24 2015-02-24 检测器再调制器

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580009961.1A Division CN106461987B (zh) 2014-02-24 2015-02-24 检测器再调制器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110058352A CN110058352A (zh) 2019-07-26
CN110058352B true CN110058352B (zh) 2020-09-04

Family

ID=50482676

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580009961.1A Active CN106461987B (zh) 2014-02-24 2015-02-24 检测器再调制器
CN201910221877.6A Active CN110058352B (zh) 2014-02-24 2015-02-24 检测器再调制器
CN202010446627.5A Active CN111665601B (zh) 2014-02-24 2015-11-11 电子/光子芯片集成和接合

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580009961.1A Active CN106461987B (zh) 2014-02-24 2015-02-24 检测器再调制器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010446627.5A Active CN111665601B (zh) 2014-02-24 2015-11-11 电子/光子芯片集成和接合

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9513498B2 (zh)
EP (1) EP3111571B1 (zh)
JP (2) JP6567663B2 (zh)
CN (3) CN106461987B (zh)
GB (5) GB2523383B (zh)
WO (1) WO2015124953A1 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10928659B2 (en) 2014-02-24 2021-02-23 Rockley Photonics Limited Optoelectronic device
EP3111261A2 (en) 2014-02-24 2017-01-04 Rockley Photonics Limited Detector remodulator and optoelectronic switch
GB2564158B (en) 2017-07-05 2019-12-18 Rockley Photonics Ltd Optoelectronic device
US10222677B2 (en) 2014-02-24 2019-03-05 Rockley Photonics Limited Optoelectronic device
GB2523383B (en) * 2014-02-24 2016-09-14 Rockley Photonics Ltd Detector remodulator
GB2530814A (en) 2014-09-30 2016-04-06 Rockley Photonics Ltd Optical bridge
US9781059B2 (en) 2014-09-30 2017-10-03 Rockley Photonics Limited Optoelectronic switch
US11150494B2 (en) 2015-03-05 2021-10-19 Rockley Photonics Limited Waveguide modulator structures
US10921616B2 (en) 2016-11-23 2021-02-16 Rockley Photonics Limited Optoelectronic device
US10216059B2 (en) 2015-03-05 2019-02-26 Rockley Photonics Limited Waveguide modulator structures
US10678115B2 (en) 2015-03-05 2020-06-09 Rockley Photonics Limited Waveguide modulator structures
US10191350B2 (en) 2015-03-05 2019-01-29 Rockley Photonics Limited Waveguide modulators structures
WO2017055848A1 (en) 2015-09-29 2017-04-06 Rockley Photonics Limited Optoelectronic switch
US10634973B2 (en) * 2016-08-02 2020-04-28 University Of Southern California Two-dimensional optical phased array
US11101256B2 (en) 2016-11-23 2021-08-24 Rockley Photonics Limited Optical modulators
GB2572876B (en) * 2016-11-23 2020-08-12 Rockley Photonics Ltd Electro-optically active device
US10831043B2 (en) * 2016-11-23 2020-11-10 Rockley Photonics Limited Electro-optically active device
GB2559458B (en) 2016-12-02 2020-06-03 Rockley Photonics Ltd Waveguide device and method of doping a waveguide device
GB2559252B (en) 2016-12-02 2020-06-03 Rockley Photonics Ltd Waveguide optoelectronic device
EP3714321B1 (en) 2017-11-23 2023-12-13 Rockley Photonics Limited Electro-optically active device
WO2019166875A1 (en) * 2018-02-27 2019-09-06 Rockley Photonics Limited Electro-absorption modulator
CA3093169A1 (en) 2018-03-09 2019-09-12 Universite Laval Optical phase modulator and optical modulator
JP7096758B2 (ja) * 2018-11-13 2022-07-06 富士通株式会社 光送受信器
US10666353B1 (en) * 2018-11-20 2020-05-26 Juniper Networks, Inc. Normal incidence photodetector with self-test functionality
CN111220964B (zh) * 2018-11-27 2022-04-15 北京万集科技股份有限公司 混合材料相控阵激光雷达发射芯片、制作方法及激光雷达
US11588302B2 (en) * 2019-06-21 2023-02-21 Seagate Technology Llc Optical switches
US11249266B2 (en) 2019-11-21 2022-02-15 Cisco Technology, Inc. Configurable optical assemblies in optical cables
US11424175B2 (en) * 2019-12-11 2022-08-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device with heating structure
CN113777721B (zh) * 2020-06-10 2024-05-24 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN113281841B (zh) 2021-04-16 2022-05-27 武汉联特科技股份有限公司 硅光多通道并行光组件及其耦合方法
CN113721321B (zh) * 2021-09-14 2024-04-16 希烽光电科技(南京)有限公司 一种光子计算芯片
CN113917631B (zh) * 2021-10-20 2024-03-01 东莞立讯技术有限公司 共封装集成光电模块及共封装光电交换芯片结构
DE102022106271A1 (de) * 2022-03-17 2023-09-21 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronisches modul und verfahren zum betrieb eines optoelektronischen moduls

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10243424A (ja) * 1996-12-27 1998-09-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光クロスコネクトシステム
CN1941525A (zh) * 2005-09-28 2007-04-04 中国科学院半导体研究所 与标准集成电路工艺兼容的硅基dbr激光器及其工艺
EP1873575A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-02 Alcatel Lucent Optical modulation apparatus and method to control it
CN101216678A (zh) * 2007-12-28 2008-07-09 上海微电子装备有限公司 光刻设备的探测装置与探测方法
JP2009537871A (ja) * 2006-06-30 2009-10-29 インテル・コーポレーション 集積変調器アレイ及びハイブリッド接合型多波長レーザアレイを有する送信器／受信器
CN101639576A (zh) * 2008-07-31 2010-02-03 中国科学院半导体研究所 硅基级联谐振腔结构的低功耗电光调制器
CN102636887A (zh) * 2012-01-10 2012-08-15 东南大学 一种马赫-曾德尔硅光调制器
JP2013080009A (ja) * 2011-09-30 2013-05-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4695120A (en) * 1985-09-26 1987-09-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Optic-coupled integrated circuits
DE3856531T2 (de) 1987-09-30 2003-01-16 Nec Corp Zeit- und Wellenlängenmultiplex-Umschaltsystem
JP3158706B2 (ja) * 1992-09-09 2001-04-23 株式会社日立製作所 光分配装置
JP2619199B2 (ja) * 1993-06-17 1997-06-11 沖電気工業株式会社 光切替えスイッチモジュールにおける光導波路基板の実装構造
DE69315359T2 (de) 1993-09-21 1998-06-10 Bookham Technology Ltd Elektro-optische vorrichtung
HUT76920A (hu) * 1994-09-15 1998-01-28 Robert Bosch Gmbh. Lézermodul
US6584239B1 (en) 1998-05-22 2003-06-24 Bookham Technology Plc Electro optic modulator
US6317444B1 (en) * 1998-06-12 2001-11-13 Agere System Optoelectronics Guardian Corp. Optical device including carbon-doped contact layers
US6343171B1 (en) * 1998-10-09 2002-01-29 Fujitsu Limited Systems based on opto-electronic substrates with electrical and optical interconnections and methods for making
GB2348293A (en) 1999-03-25 2000-09-27 Bookham Technology Ltd Optical phase modulator
US6614819B1 (en) 1999-09-02 2003-09-02 Agility Communications, Inc. Method of modulating an optical wavelength with an opto-electronic laser with integrated modulator
US6349106B1 (en) * 1999-09-02 2002-02-19 Agility Communications, Inc. Method for converting an optical wavelength using a monolithic wavelength converter assembly
US6580739B1 (en) 1999-09-02 2003-06-17 Agility Communications, Inc. Integrated opto-electronic wavelength converter assembly
US6549313B1 (en) 1999-09-21 2003-04-15 Lucent Technologies Inc. Broadbrand electronic N×N cross-connect switch using tunable lasers
US6445839B1 (en) * 1999-11-05 2002-09-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Optical wavelength-division-multiplexed cross-connect incorporating optically controlled optical switch
JP2001358362A (ja) * 2000-06-16 2001-12-26 Oki Electric Ind Co Ltd 光モニタ，光フィルタ，および光モジュール
US6665495B1 (en) 2000-10-27 2003-12-16 Yotta Networks, Inc. Non-blocking, scalable optical router architecture and method for routing optical traffic
US6710911B2 (en) 2001-03-02 2004-03-23 Evident Technologies Optical wavelength converter
US6563627B2 (en) 2001-04-06 2003-05-13 Sung-Joo Ben Yoo Wavelength converter with modulated absorber
US6594409B2 (en) * 2001-04-18 2003-07-15 Apic Corporation WDM transmitter or receiver including an array waveguide grating and active optical elements
US6680791B2 (en) * 2001-10-01 2004-01-20 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Semiconductor device for rapid optical switch by modulated absorption
WO2003032021A2 (en) * 2001-10-09 2003-04-17 Infinera Corporation TRANSMITTER PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (TxPIC) AND OPTICAL TRANSPORT NETWORKS EMPLOYING TxPICs
US6859571B2 (en) * 2001-10-26 2005-02-22 Massachusetts Institute Of Technology Hybrid integration of electrical and optical chips
GB2381593A (en) * 2001-10-30 2003-05-07 Bookham Technology Plc Optical device with optically connected planar lightwave circuits
WO2003060599A2 (en) 2001-12-27 2003-07-24 Bookham Technology Plc An in-line waveguide photo detector
US6768827B2 (en) * 2002-01-16 2004-07-27 The Regents Of The University Of California Integrated optical router
US7092609B2 (en) * 2002-01-31 2006-08-15 Intel Corporation Method to realize fast silicon-on-insulator (SOI) optical device
US6873763B2 (en) 2002-04-12 2005-03-29 Intel Corporation Managing channels with different wavelengths in optical networks
CA2520972C (en) * 2003-04-21 2010-01-26 Sioptical, Inc. Cmos-compatible integration of silicon-based optical devices with electronic devices
US7043097B2 (en) * 2003-07-25 2006-05-09 Agility Communications, Inc. Traveling-wave optoelectronic wavelength converter
JP2005079385A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Toshiba Corp 光半導体装置および光信号入出力装置
US8401385B2 (en) 2003-10-02 2013-03-19 Trex Enterprises Corp. Optically switched communication network
JP2007531022A (ja) * 2004-03-31 2007-11-01 ピレリ・アンド・チ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ 光変調器
US7394948B1 (en) 2004-06-07 2008-07-01 Kotura, Inc. High speed optical phase modulator
US7570844B2 (en) 2005-01-18 2009-08-04 Doron Handelman Photonic integrated circuit device and elements thereof
EP1761103B1 (en) 2005-09-01 2011-07-06 Lucent Technologies Nederland B.V. Non-blocking cyclic AWG-based node architectures
WO2007061986A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-31 Massachusetts Institute Of Technology High speed and low loss gesi/si electro-absorption light modulator and method of fabrication using selective growth
US7256929B1 (en) 2006-01-20 2007-08-14 Intel Corporation Semiconductor waveguide based high speed all optical wavelength converter
US7522783B2 (en) * 2006-06-05 2009-04-21 Fujitsu Limited Optical interconnect apparatuses and electro-optic modulators for processing systems
US7373033B2 (en) * 2006-06-13 2008-05-13 Intel Corporation Chip-to-chip optical interconnect
US9086584B2 (en) * 2006-08-24 2015-07-21 Cornell University Dynamic wavelength converter
CN101529306B (zh) * 2006-08-24 2012-08-29 康乃尔研究基金会有限公司 电-光调制器
US7603016B1 (en) * 2007-04-30 2009-10-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Semiconductor photonic nano communication link apparatus
JP4871413B2 (ja) 2007-08-08 2012-02-08 エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ 電気光学デバイスおよび電気光学デバイス製造方法
US7811844B2 (en) * 2007-10-26 2010-10-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for fabricating electronic and photonic devices on a semiconductor substrate
US8571363B2 (en) * 2007-12-14 2013-10-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ring resonator with inductance coupled heat tuning
US7961990B2 (en) * 2007-12-21 2011-06-14 Oracle America, Inc. Multi-chip system including capacitively coupled and optical communication
US20090169149A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Bruce Andrew Block Stabilized ring resonator modulator
CN102067284A (zh) * 2008-01-18 2011-05-18 加利福尼亚大学董事会 硅激光器-量子阱混合晶片结合的集成平台
US7941014B1 (en) * 2008-04-09 2011-05-10 Sandia Corporation Optical waveguide device with an adiabatically-varying width
US7916377B2 (en) * 2008-11-03 2011-03-29 Luxtera, Inc. Integrated control system for laser and Mach-Zehnder interferometer
US7977622B2 (en) * 2009-02-09 2011-07-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Tuning an optical resonator using a feedback signal representing an average DC balanced coding
US8346025B2 (en) * 2009-05-18 2013-01-01 Alcatel Lucent Compact electrooptic modulator
US20100316337A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Igor Zhovnirovsky Fiber Optic Cable Interface
US8242432B2 (en) 2009-10-23 2012-08-14 Kotura, Inc. System having light sensor with enhanced sensitivity including a multiplication layer for generating additional electrons
US8346028B2 (en) 2009-12-15 2013-01-01 Kotura, Inc. Optical device having modulator employing horizontal electrical field
US8897606B2 (en) 2009-12-15 2014-11-25 Kotura, Inc. Ring resonator with wavelength selectivity
US8983292B2 (en) 2009-12-23 2015-03-17 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Electrical signal packet routing
US8472805B2 (en) * 2010-05-26 2013-06-25 Google Inc. Tunable multi-wavelength optical transmitter and transceiver for optical communications based on wavelength division multiplexing
US8588570B2 (en) * 2010-09-30 2013-11-19 Intel Corporation Two-photon-absorption-based silicon waveguide photo-power monitor
US8403571B2 (en) 2010-12-07 2013-03-26 Corning Cable Systems Llc Apparatuses, systems, and methods for facilitating optical communication between electronic devices
US20120207426A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 International Business Machines Corporation Flip-chip packaging for dense hybrid integration of electrical and photonic integrated circuits
JP5817315B2 (ja) * 2011-08-10 2015-11-18 富士通株式会社 光半導体素子
US9229169B2 (en) * 2011-08-16 2016-01-05 International Business Machines Corporation Lens array optical coupling to photonic chip
WO2013033448A1 (en) 2011-08-30 2013-03-07 University Of Houston Methods and apparatuses for dwdm multi-mode switching router and dynamic multi-mode configuration and reconfiguration
US8855452B2 (en) * 2012-01-18 2014-10-07 International Business Machines Corporation Silicon photonic chip optical coupling structures
US9285554B2 (en) * 2012-02-10 2016-03-15 International Business Machines Corporation Through-substrate optical coupling to photonics chips
TWI502689B (zh) * 2012-03-16 2015-10-01 Luxtera Inc 光子材料中介層的方法及系統
US8792787B1 (en) 2012-07-19 2014-07-29 Google Inc. Optoelectronic packet switch/routers
US9036952B2 (en) * 2012-07-25 2015-05-19 International Business Machines Corporation Electro-optical assembly for silicon photonic chip and electro-optical carrier
GB2506406A (en) * 2012-09-28 2014-04-02 Ibm Optical adaptor with horizontal and vertical reference surfaces
CN103235363A (zh) * 2013-04-22 2013-08-07 天津工业大学 一种阵列波导光栅解调集成微系统
GB2523383B (en) * 2014-02-24 2016-09-14 Rockley Photonics Ltd Detector remodulator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10243424A (ja) * 1996-12-27 1998-09-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光クロスコネクトシステム
CN1941525A (zh) * 2005-09-28 2007-04-04 中国科学院半导体研究所 与标准集成电路工艺兼容的硅基dbr激光器及其工艺
EP1873575A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-02 Alcatel Lucent Optical modulation apparatus and method to control it
JP2009537871A (ja) * 2006-06-30 2009-10-29 インテル・コーポレーション 集積変調器アレイ及びハイブリッド接合型多波長レーザアレイを有する送信器／受信器
CN101216678A (zh) * 2007-12-28 2008-07-09 上海微电子装备有限公司 光刻设备的探测装置与探测方法
CN101639576A (zh) * 2008-07-31 2010-02-03 中国科学院半导体研究所 硅基级联谐振腔结构的低功耗电光调制器
JP2013080009A (ja) * 2011-09-30 2013-05-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器
CN102636887A (zh) * 2012-01-10 2012-08-15 东南大学 一种马赫-曾德尔硅光调制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN110058352A (zh) 2019-07-26
US9513498B2 (en) 2016-12-06
EP3111571B1 (en) 2021-08-25
GB201420063D0 (en) 2014-12-24
GB2523383B (en) 2016-09-14
GB201512430D0 (en) 2015-08-19
GB201403191D0 (en) 2014-04-09
JP6720378B2 (ja) 2020-07-08
CN106461987B (zh) 2020-05-22
GB2532306A (en) 2016-05-18
GB2599040B (en) 2022-09-28
GB2523433B (en) 2016-02-10
GB202117500D0 (en) 2022-01-19
JP2019148809A (ja) 2019-09-05
GB2532306A8 (en) 2019-11-13
WO2015124953A1 (en) 2015-08-27
CN111665601A (zh) 2020-09-15
GB2523433A (en) 2015-08-26
GB2532306B (en) 2022-03-30
GB2599040A (en) 2022-03-23
JP2017537348A (ja) 2017-12-14
GB201420064D0 (en) 2014-12-24
CN111665601B (zh) 2022-01-04
EP3111571A1 (en) 2017-01-04
CN106461987A (zh) 2017-02-22
GB2523434A (en) 2015-08-26
JP6567663B2 (ja) 2019-08-28
GB2523383A (en) 2015-08-26
US20150277157A1 (en) 2015-10-01
GB2523434B (en) 2018-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110058352B (zh) 检测器再调制器
US20170082876A1 (en) Detector remodulator
US9979489B2 (en) Optical modulation apparatus, optical transmitter and controlling method for optical modulator
JP5300807B2 (ja) 光変調素子
US9904015B2 (en) Optoelectronic integrated circuitry for transmitting and/or receiving wavelength-division multiplexed optical signals
US7977622B2 (en) Tuning an optical resonator using a feedback signal representing an average DC balanced coding
US9239475B2 (en) Optical semiconductor element having ring modulators
US9229249B2 (en) Optical semiconductor device
JP5455955B2 (ja) リング光変調器
EP1779161B1 (en) Pn diode optical modulators fabricated in rib waveguides
US9261716B2 (en) Optical semiconductor device and optical semiconductor device control method
KR20090071432A (ko) 광 링 공진기 변조기, 광 강도 최대화 방법 및 광 변조 시스템
KR20150128718A (ko) 결합 링 공진기 시스템
CN114509845B (zh) 一种微环谐振器以及电子器件
JP4370203B2 (ja) 半導体素子
US6870977B2 (en) Monolithic integrated optical component including a modulator and a heterojunction bipolar transistor
US20050002604A1 (en) Resonant cavity enhanced photodetector, corresponding matrix and telecommunication system
US10768454B2 (en) Athermal modulator-switch with two superimposed rings
JP7480032B2 (ja) ハイブリッドフォトニックリング変調器
US11953723B2 (en) Thermally tunable waveguide and photonic integrated circuit component having the same
US20240204881A1 (en) Optical devices and systems for optical source redundancy
KR100369319B1 (ko) 마이크로웨이브와 광파의 속도정합을 위한 버섯형 전계흡수 광소자

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: WA14 2DT, 3rd Floor, 1 Ashley Road, Altringham, Cheshire, UK

Patentee after: ROCKLEY PHOTONICS Ltd.

Address before: London

Patentee before: ROCKLEY PHOTONICS Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Detector modulator

Effective date of registration: 20230621

Granted publication date: 20200904

Pledgee: Wilmington Savings Fund Association

Pledgor: ROCKLEY PHOTONICS Ltd.

Registration number: Y2023990000308

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right