CN113820902B - 一种片上光源调制系统 - Google Patents
一种片上光源调制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113820902B CN113820902B CN202111056395.3A CN202111056395A CN113820902B CN 113820902 B CN113820902 B CN 113820902B CN 202111056395 A CN202111056395 A CN 202111056395A CN 113820902 B CN113820902 B CN 113820902B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- waveguide
- silicon nitride
- ring
- silicon
- 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
Links
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 119
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 119
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- RJCRUVXAWQRZKQ-UHFFFAOYSA-N oxosilicon;silicon Chemical compound [Si].[Si]=O RJCRUVXAWQRZKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VJJVVKGSBWRFNP-UHFFFAOYSA-N [O].[Si](=O)=O Chemical compound [O].[Si](=O)=O VJJVVKGSBWRFNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/354—Third or higher harmonic generation
-
- 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
- G02F1/0102—Constructional details, not otherwise provided for in this subclass
-
- 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
- G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
-
- 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
- G02F1/3503—Structural association of optical elements, e.g. lenses, with the non-linear optical device
-
- 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
-
- 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/56—Frequency comb synthesizer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种片上光源调制系统，包括：硅基底、二氧化硅埋氧层和氮化硅层，氮化硅层包括依次设置的第一波导至第四波导，第一波导和第二波导之间设置有微环谐振腔，且微环谐振腔与第一波导之间的间距为第一设定距离，微环谐振腔与第二波导之间的间距为第二设定距离；第二波导与第三波导之间设置有微环滤波器，微环滤波器与第二波导之间的间距为第三设定距离，微环滤波器与第三波导之间的间距为第四设定距离；第三波导与第四波导之间设置有微环调制器，微环调制器与第三波导之间的间距为第五设定距离，微环调制器与第四波导之间的间距为第六设定距离。本系统利用三个氮化硅微环结构对输入的光源进行处理，可以产生自由光谱范围更宽的光频梳。
Description
技术领域
本发明涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种片上光源调制系统。
背景技术
现有技术中，通常利用锁模激光器来得到光频梳，例如，公布号为CN108923250A的中国发明专利申请，提出了一种片上集成傅里叶锁模激光器，该激光器包括半导体光放大器、微波光子微环滤波器、分束器、光隔离器和片上集成光延时线，共同形成光学环路来产生光学谐振，从而得到光频梳。
这种通过锁模激光器得到光频梳的优点是能够实现单片集成，缺点是实现光频梳的光谱宽度较窄，光谱宽度能够达到十几个nm，梳齿间隔为十几到几十GHz之间；另外，由于锁模激光器谐振腔损耗比较大，导致相噪不是很理想，因此，得到光频梳的脉冲质量较差，相位噪声较差。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种片上光源调制系统，以解决现有技术中利用锁模激光器得到光频梳的光谱宽度较窄的问题。
基于上述目的，一种片上光源调制系统，包括：
硅基底120、二氧化硅埋氧层110和氮化硅层100，二氧化硅埋氧层110设置在硅基底120的上表面，氮化硅层100设置在二氧化硅埋氧层110的上表面；
氮化硅层100包括：依次设置的氮化硅第一波导2、氮化硅第二波导4、氮化硅第三波导6以及氮化硅第四波导10，氮化硅第一波导2和氮化硅第二波导4之间设置有微环谐振腔3，且微环谐振腔3与氮化硅第一波导2之间的间距为第一设定距离，微环谐振腔3与氮化硅第二波导4之间的间距为第二设定距离；
氮化硅第二波导4与氮化硅第三波导6之间设置有微环滤波器5，微环滤波器5与氮化硅第二波导4之间的间距为第三设定距离，微环滤波器5与氮化硅第三波导6之间的间距为第四设定距离；
氮化硅第三波导6与氮化硅第四波导10之间设置有微环调制器7，微环调制器7与氮化硅第三波导6之间的间距为第五设定距离，微环调制器7与氮化硅第四波导10之间的间距为第六设定距离；所述的微环谐振腔3、微环滤波器5、微环调制器7均采用氮化硅微环结构。
优选地，所述的微环调制器7上设置有第一电极8和第二电极9，第一电极8用于连接电源正极，第二电极9用于连接电源负极。
优选地，第一设定距离、第二设定距离、第三设定距离、第四设定距离、第五设定距离、第六设定距离均为设定值，各个设定距离的设定范围为300-700nm。
优选地，所述的氮化硅第一波导2、氮化硅第二波导4、氮化硅第三波导6、氮化硅第四波导10，以及微环谐振腔3、微环滤波器5、微环调制器7的高度均相同。
优选地，硅基底120的高度大于二氧化硅埋氧层110的高度，二氧化硅埋氧层110的高度大于氮化硅层100的高度。
优选地，氮化硅层100中各部件的高度范围为0.3-1.5μm。
优选地，所述硅基底120的高度为600μm。
优选地，二氧化硅埋氧层110的高度范围为2-3μm。
优选地，所述微环调制器7上的第一电极8和第二电极9之间施加的电源电压范围为0～30V。
优选地，所述微环调制器7和微环滤波器5的半径相等，所述微环谐振腔3的半径大于微环滤波器5的半径。
本发明利用三个用氮化硅微环结构和四个氮化硅波导构成氮化硅层，设置在二氧化硅埋氧层的上表面，利用三个氮化硅微环结构对输入的光源进行处理，可以产生自由光谱范围更宽的光频梳，获得尽可能多的波长，以及大小合适的光强。并且，本系统通过光电调制，实现调制的速度更快，效率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中提供的片上光源调制系统结构的侧视图；
图2是本发明实施例1中提供的片上光源调制系统中n1层结构的俯视图；
图3是本发明实施例2中提供的片上光源调制系统中n1层结构的俯视图；
符号说明如下：
100、氮化硅层；110、二氧化硅埋氧层；120、硅基底；1、光源；2、氮化硅第一波导；3、微环谐振腔；4、氮化硅第二波导；5、微环滤波器；6、氮化硅第三波导；7、微环调制器；8、第一电极；9、第二电极；10、氮化硅第四波导。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示的片上光源调制系统，主要分为三层，从下到上依次为n3层、n2层、n1层，其中n3层为硅基底120，n2层为二氧化硅埋氧层110，n1层为氮化硅层100，硅基底120的高度大于二氧化硅埋氧层110的高度，二氧化硅埋氧层110的高度大于氮化硅层100的高度。
该氮化硅层100的结构如图2所示，主要包括微环谐振腔3、微环滤波器5、微环调制器7以及若干个波导，微环调制器7和微环滤波器5的半径相等，微环谐振腔3的半径大于微环滤波器5的半径。氮化硅层100中各部件之间的具体位置关系为：
氮化硅层100中包括依次设置的氮化硅第一波导2、氮化硅第二波导4、氮化硅第三波导6以及氮化硅第四波导10，氮化硅第一波导2和氮化硅第二波导4之间设置有微环谐振腔3，且微环谐振腔3与氮化硅第一波导2之间的间距为第一设定距离，微环谐振腔3与氮化硅第二波导4之间的间距为第二设定距离。
氮化硅第二波导4与氮化硅第三波导6之间设置有微环滤波器5，微环滤波器5与氮化硅第二波导4之间的间距为第三设定距离，微环滤波器5与氮化硅第三波导6之间的间距为第四设定距离。
氮化硅第三波导6与氮化硅第四波导10之间设置有微环调制器7，微环调制器7与氮化硅第三波导6之间的间距为第五设定距离，微环调制器7与氮化硅第四波导10之间的间距为第六设定距离。并且，微环调制器7上设置有第一电极8和第二电极9，第一电极8用于连接电源正极，第二电极9用于连接电源负极。
本系统中，第一设定距离、第二设定距离、第三设定距离、第四设定距离、第五设定距离、第六设定距离均为设定值，各个设定距离的设定范围为300-700nm。在确定各个设定距离时，可根据需要在该设定范围内进行选择。本实施例中，第一设定距离～第六设定距离均采用相同的设定值，作为其他实施方式，第一设定距离～第六设定距离也可以采用互不相同的设定值，又或者，第一设定距离、第二设定距离采用相同的设定值L1，第三设定距离、第四设定距离采用相同的设定值L2，第五设定距离、第六设定距离采用相同的设定值L3，且L1≠L2≠L3。
本系统中，氮化硅层100中所有部件(即各波导、微环谐振腔、微环滤波器、微环调制器)的材料均为氮化硅，并且，所有波导、微环谐振腔3、微环滤波器5、微环调制器7的高度均一致，氮化硅层100中各部件的高度范围为0.3-1.5μm。并且，本系统中，硅基底120的厚度(即图1中n3层的高度)为600μm，二氧化硅埋氧层110的厚度(即图1中n2层的高度)范围为2-3μm，即硅基底120的厚度大于二氧化硅埋氧层110的厚度，二氧化硅埋氧层110的厚度大于氮化硅层100的厚度(即氮化硅层100的高度)。
本系统中，适用的光源1为设定输出中心波长的窄线宽可调谐激光，设定输出中心波长为可见光(以500nm为主)，近红外光(以1550nm为主)，中红外光(以2800nm为主)。
本系统的工作原理如下：
光源1通过端面耦合进入氮化硅第一波导2，并通过倏逝场耦合进入微环谐振腔3，微环谐振腔3用于根据氮化硅的三阶非线性光学效应，主要是简并的四波混频，产生光频梳，然后再通过倏逝场耦合方式，将微环谐振腔3中产生的光频梳耦合进入氮化硅第二波导4；氮化硅第二波导4对光频梳进行传输，通过倏逝场耦合方式，使光频梳进入微环滤波器5中，微环滤波器5用于对从氮化硅第二波导4传输过来的光进行滤波，得到一系列特定谐振波长的光，其余波长的光被滤掉。
经过微环滤波器5输出的光，通过倏逝场耦合方式进入氮化硅第三波导6中，氮化硅第三波导6用于将微环滤波器5输出的光进行传输，并耦合进入微环调制器7中，微环调制器7用于改变光在环内的谐振波长，以调制光的强度大小，最后，由氮化硅第四波导10将微环调制器7调制好的光进行输出。
本系统中，微环调制器7也采用微环结构，微环调制器7的尺寸和微环滤波器5的尺寸相等，且当微环调制器7在通电或不通电的情况下，微环调制器7的作用有所区别。具体的，下面分情况阐述微环调制器7的作用：
情况一，在微环调制器7的两个电极不加电的情况下，微环调制器7的作用与微环滤波器5的作用相同，均用于实现一定波长的谐振，并且当微环调制器7的尺寸和微环滤波器5的尺寸相等时，在微环调制器7和微环滤波器5内的谐振波长相等。
情况二，在微环调制器7的两个电极加电调制的情况下，可以改变微环内的谐振波长。具体实现做法是：通过对微环调制器7的第一电极8、第二电极9施加不同电压，改变微环调制器7内的谐振波长，以调制微环内光的强度大小。本实施例中，对微环调制器7的第一电极8、第二电极9施加的电压范围为0～30V，优选为0～5V。
利用本系统进行光调制方法如下：通过窄线宽激光器在系统输入端(即氮化硅第一波导2的一端)分别输入中心波长为可见光(以500nm为主)，近红外光(以1550nm为主)，中红外光(以2800nm为主)的窄线宽激光，经过系统中的微环谐振腔3，整个系统实现波长范围为500-3000nm的光频梳。光频梳经过微环滤波器5，只有特定波长的光可以在环内谐振得到保留，然后光通过倏逝场耦合进入微环调制器7，微环调制器7的尺寸和微环滤波器相等，故在不加电的情况下可以实现相同波长的谐振，系统输出端光强最强，加不同电压调制的时候，可以改变微环内的谐振波长，从而改变光的强度，当谐振波长完全偏移时，系统输出端光强为零，故系统输出端接收到的光的强度会随调制电压改变而改变。
本系统中，虽然微环谐振腔、微环滤波器、微环调制器在结构上都是氮化硅微环结构，但是正式由于系统中采用的三个氮化硅微环结构的组合方式，使得在组合方式下三者的功能各有不同。
具体而言，微环谐振腔利用的氮化硅材料的三阶非线性效应，主要是简并四波混频，激发出频率间隔相等的光频梳；而微环滤波器利用的是微环的滤波功能，只有满足谐振条件的光频率才能在微环中保留。
由于输入微环谐振腔的光强较强，可以利用氮化硅材料的三阶非线性效应，主要是简并四波混频激发新的频率成分，但传到微环滤波器的光强较弱，无法利用氮化硅材料的三阶非线性效应激发新的频率成分，由此可以保证在微环滤波器中不会产生新频率的光。在微环滤波器输出的光强不够的情况下，利用在微环调制器的两个电极施加不同电压的情况下，达到增加光的强度的目的。
本发明的片上光源调制系统具有以下优点：
(1)可以通过改变输入波长分别为可见光(以500nm为主)，近红外光(以1550nm为主)，中红外光(以2800nm为主)的光频梳，故可以实现可见至中红外波段的光进行调制，调制范围广。
(2)利用三个氮化硅微环结构对输入的光源进行处理，可以产生自由光谱范围更宽的光频梳，获得尽可能多的波长，以及大小合适的光强。并且，本系统通过光电调制，调制的速度更快，效率更高。
(3)本系统集成于硅基芯片上，在实际制作中易于大规模生产，具有体积小、灵活性高的优点。
实施例2：
本实施例提出一种片上光源调制系统，如图3所示，该系统与实施例1中图2所示的光源调制系统的不同之处在于，图2中的微环谐振腔3位于氮化硅第二波导4的左侧，谐振滤波器5位于氮化硅第二波导4、氮化硅第三波导6的右侧，谐振调制器7位于氮化硅第三波导6、氮化硅第四波导10的左侧。
而本实施例中，微环谐振腔3位于氮化硅第二波导4的右侧，谐振滤波器5位于氮化硅第二波导4、氮化硅第三波导6的左侧，谐振调制器7位于氮化硅第三波导6、氮化硅第四波导10的右侧。
本系统中，氮化硅第一波导2仍为弯曲波导，作为其他实施方式，氮化硅第一波导2也可以采用直线波导。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种片上光源调制系统，其特征在于，包括：硅基底(120)、二氧化硅埋氧层(110)和氮化硅层(100)，二氧化硅埋氧层(110)设置在硅基底(120)的上表面，氮化硅层(100)设置在二氧化硅埋氧层(110)的上表面；
氮化硅层(100)包括：依次设置的氮化硅第一波导(2)、氮化硅第二波导(4)、氮化硅第三波导(6)以及氮化硅第四波导(10)，氮化硅第一波导(2)和氮化硅第二波导(4)之间设置有微环谐振腔(3)，且微环谐振腔(3)与氮化硅第一波导(2)之间的间距为第一设定距离，微环谐振腔(3)与氮化硅第二波导(4)之间的间距为第二设定距离；
氮化硅第二波导(4)与氮化硅第三波导(6)之间设置有微环滤波器(5)，微环滤波器(5)与氮化硅第二波导(4)之间的间距为第三设定距离，微环滤波器(5)与氮化硅第三波导(6)之间的间距为第四设定距离；
氮化硅第三波导(6)与氮化硅第四波导(10)之间设置有微环调制器(7)，微环调制器(7)与氮化硅第三波导(6)之间的间距为第五设定距离，微环调制器(7)与氮化硅第四波导(10)之间的间距为第六设定距离；所述的微环谐振腔(3)、微环滤波器(5)、微环调制器(7)均采用氮化硅微环结构，微环调制器(7)的尺寸和微环滤波器(5)的尺寸相等；
其中，光源(1)通过端面耦合进入氮化硅第一波导(2)，并通过倏逝场耦合进入微环谐振腔(3)，微环谐振腔(3)根据氮化硅的三阶非线性光学效应，产生光频梳，然后再通过倏逝场耦合方式，将微环谐振腔(3)中产生的光频梳耦合进入氮化硅第二波导(4)，氮化硅第二波导(4)对光频梳进行传输，通过倏逝场耦合方式，使光频梳进入微环滤波器(5)中，微环滤波器(5)对从氮化硅第二波导(4)传输过来的光进行滤波，经过微环滤波器(5)输出的光，通过倏逝场耦合方式进入氮化硅第三波导(6)中，氮化硅第三波导(6)将微环滤波器(5)输出的光进行传输，并耦合进入微环调制器(7)中，微环调制器(7)改变光在环内的谐振波长，以调制光的强度大小，由氮化硅第四波导(10)将微环调制器(7)调制好的光进行输出。
2.如权利要求1所述的片上光源调制系统，其特征在于，所述的微环调制器(7)上设置有第一电极(8)和第二电极(9)，第一电极(8)用于连接电源正极，第二电极(9)用于连接电源负极。
3.如权利要求1所述的片上光源调制系统，其特征在于，第一设定距离、第二设定距离、第三设定距离、第四设定距离、第五设定距离、第六设定距离均为设定值，各个设定距离的设定范围为300-700nm。
4.如权利要求1所述的片上光源调制系统，其特征在于，所述的氮化硅第一波导(2)、氮化硅第二波导(4)、氮化硅第三波导(6)、氮化硅第四波导(10)，以及微环谐振腔(3)、微环滤波器(5)、微环调制器(7)的高度均相同。
5.如权利要求1所述的片上光源调制系统，其特征在于，硅基底(120)的高度大于二氧化硅埋氧层(110)的高度，二氧化硅埋氧层(110)的高度大于氮化硅层(100)的高度。
6.如权利要求1或4或5所述的片上光源调制系统，其特征在于，氮化硅层(100)中各部件的高度范围为0.3-1.5μm。
7.如权利要求1或5所述的片上光源调制系统，其特征在于，所述硅基底(120)的高度为600μm。
8.如权利要求1或5所述的片上光源调制系统，其特征在于，二氧化硅埋氧层(110)的高度范围为2-3μm。
9. 如权利要求2所述的片上光源调制系统，其特征在于，所述微环调制器(7)上的第一电极(8)和第二电极(9) 之间施加的电源电压范围为0~30V。
10.如权利要求1所述的片上光源调制系统，其特征在于，所述微环调制器(7)和微环滤波器(5)的半径相等，所述微环谐振腔(3)的半径大于微环滤波器(5)的半径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111056395.3A CN113820902B (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种片上光源调制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111056395.3A CN113820902B (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种片上光源调制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113820902A CN113820902A (zh) | 2021-12-21 |
| CN113820902B true CN113820902B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=78914347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111056395.3A Active CN113820902B (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种片上光源调制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113820902B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115097569B (zh) * | 2022-07-11 | 2024-04-12 | 深圳大学 | 基于氮化硅的微环-亚波长光栅可调谐滤波器 |
| CN115220151B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-11-14 | 欧梯恩智能科技(苏州)有限公司 | 基于微环谐振腔游标效应硅基光波导解调器件及方法 |
| CN115000784B (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-22 | 湖南汇思光电科技有限公司 | 一种太赫兹波产生装置及产生方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104111494A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 中国科学院半导体研究所 | 基于氮化硅波导和微环的模式-波长复用器件的制备方法 |
| CN104932171A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-23 | 华中科技大学 | 一种用于产生光频梳的微环波导光器件 |
| CN106842634A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-06-13 | 上海理工大学 | 基于三维微环谐振腔的电控可调谐滤波器及制备方法 |
| CN108693602A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-23 | 上海理工大学 | 一种氮化硅三维集成多微腔谐振滤波器件及其制备方法 |
| CN110186447A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-30 | 中国科学院半导体研究所 | 谐振式陀螺仪光波导芯片及其制备方法 |
| CN112578499A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-30 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 用于光频梳的氮化硅微环谐振腔的制备方法 |
| CN215954037U (zh) * | 2021-09-09 | 2022-03-04 | 深圳大学 | 一种片上光源调制系统 |
-
2021
- 2021-09-09 CN CN202111056395.3A patent/CN113820902B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104111494A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 中国科学院半导体研究所 | 基于氮化硅波导和微环的模式-波长复用器件的制备方法 |
| CN104932171A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-23 | 华中科技大学 | 一种用于产生光频梳的微环波导光器件 |
| CN106842634A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-06-13 | 上海理工大学 | 基于三维微环谐振腔的电控可调谐滤波器及制备方法 |
| CN108693602A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-23 | 上海理工大学 | 一种氮化硅三维集成多微腔谐振滤波器件及其制备方法 |
| CN110186447A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-30 | 中国科学院半导体研究所 | 谐振式陀螺仪光波导芯片及其制备方法 |
| CN112578499A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-30 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 用于光频梳的氮化硅微环谐振腔的制备方法 |
| CN215954037U (zh) * | 2021-09-09 | 2022-03-04 | 深圳大学 | 一种片上光源调制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113820902A (zh) | 2021-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113820902B (zh) | 一种片上光源调制系统 | |
| US11092875B2 (en) | Reconfigurable nonlinear frequency conversion waveguide chip based on Mach-Zehnder interferometer coupled microring | |
| TWI285012B (en) | Apparatus and method for wavelength-locked loops for systems and applications employing electromagnetic signals | |
| CN104765218B (zh) | 一种基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统 | |
| US20050147355A1 (en) | Optical coupling for whispering-gallery-mode resonators via waveguide gratings | |
| CN111897175B (zh) | 一种超高重复频率可调谐光频梳产生装置与方法 | |
| CN104297947A (zh) | 光调制设备、光发射器及用于光调制器的控制方法 | |
| US20090214223A1 (en) | Cmos-compatible tunable microwave photonic band-stop filter | |
| WO2014197780A1 (en) | Low-noise microwave-frequency generator | |
| CN105811225B (zh) | 基于液芯光纤布里渊散射效应的光电振荡器的微波信号产生装置及方法 | |
| CN215954037U (zh) | 一种片上光源调制系统 | |
| CN108153000A (zh) | 一种谱线间隔等于光纤布里渊频移的光频梳发生器 | |
| Wang et al. | Monolithic integration of 110 GHz thin-film lithium niobate modulator and high-Q silicon microring resonator for photon-pair generation | |
| CN102098108A (zh) | 光生微波信号源及方法 | |
| CN101325312B (zh) | 一种高速调制半导体激光器 | |
| CN115037379B (zh) | 基于硅基微环调制器的光子rf倍频芯片及其控制方法 | |
| EP1168040A2 (en) | Optical modulation system | |
| CN205680920U (zh) | 基于液芯光纤布里渊散射效应的光电振荡器的微波信号产生装置 | |
| CN114637157A (zh) | 一种混合集成的微腔光频梳芯片结构及其制备方法 | |
| CN101325313B (zh) | 高速调制半导体激光器 | |
| Chen et al. | Concurrent multi-channel transmission of a dwdm silicon photonic transmitter based on a comb laser and microring modulators | |
| CN113703201A (zh) | 光调制器及其控制方法 | |
| CN113300212A (zh) | 一种芯片级调频激光装置 | |
| Füser et al. | 56 Gb/s WDM transmitter module based on silicon microrings using comb lasers | |
| CN109946515A (zh) | 一种集成光波导微波频率测量芯片及其系统和测量方法 |
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 |