本公開涉及微納光電子學(xué)集成的，更具體地，涉及一種陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片。

背景技術(shù)：

1、為了適應(yīng)高速率大容量的光通信系統(tǒng)的需求，波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，波分復(fù)用技術(shù)的大容量、高兼容性和低成本的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在光通信系統(tǒng)和全光網(wǎng)絡(luò)中。其中，波分解復(fù)用芯片作為波分復(fù)用技術(shù)中的組成部件，會對通信整體的性能優(yōu)劣產(chǎn)生影響。

2、目前，為了實(shí)現(xiàn)對光信號的多功能處理，需要通過連接多個(gè)獨(dú)立的分立器件的方式完成。而通過光纖連接的分立器件體積龐大，且多個(gè)器件的芯片的直連端面耦合不僅增加了耦合損耗，同時(shí)受到連接處固定穩(wěn)定度的影響，降低了芯片和各個(gè)分立器件的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題中的至少之一，本公開提供一種陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，能夠避免分立器件連接時(shí)多個(gè)芯片的耦合損耗增加的問題。

2、本公開的實(shí)施例的提供了一種陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，包括：襯底；輸入光波導(dǎo)，形成于上述襯底上，上述輸入光波導(dǎo)適用于輸入待處理的包含多個(gè)波長的光信號；馬赫曾德爾干涉模塊，形成于上述襯底上，上述馬赫曾德爾干涉模塊適用于使包含多個(gè)波長的上述光信號發(fā)生干涉從而分別從上述馬赫曾德爾干涉模塊的多個(gè)輸出光波導(dǎo)輸出；以及調(diào)制陣列模塊，形成于上述襯底上，上述調(diào)制陣列模塊包括：多組對稱調(diào)制臂，適用于分別接收來自上述馬赫曾德爾干涉模塊的多個(gè)輸出光波導(dǎo)的不同波長的光信號；多個(gè)調(diào)制波導(dǎo)和有間隔地設(shè)置在上述調(diào)制波導(dǎo)上的多個(gè)加熱電極，上述多個(gè)調(diào)制波導(dǎo)分別與上述多組對稱調(diào)制臂連接，通過對上述加熱電極施加電壓，利用熱光效應(yīng)改變不同波長的光信號的輸出功率，以使各個(gè)波長的光信號的功率均衡；以及多個(gè)傳輸電極，分別與上述多個(gè)加熱電極電連接，以將外部電壓傳輸至上述加熱電極上。

3、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，上述馬赫曾德爾干涉模塊為多級馬赫曾德爾干涉單元級聯(lián)，以增大上述光信號的帶寬。

4、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，上述馬赫曾德爾干涉模塊包括第一馬赫曾德爾干涉單元，上述第一馬赫曾德爾干涉單元包括：第一耦合波導(dǎo)；第一非對稱延長臂，適用于作為延遲線改變上述包含多個(gè)波長的光信號的相位差；第一定向耦合波導(dǎo)，適用于對改變相位差后的光信號進(jìn)行功率分配；干涉單元，上述干涉單元通過不同波長的光信號在不同相位差下互相干涉，從而分別從上述第一馬赫曾德爾干涉單元的第一輸出光波導(dǎo)和第二輸出光波導(dǎo)輸出。

5、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，上述干涉單元包括依次連接的第一子干涉單元和第二子干涉單元，上述第一子干涉單元和上述第二子干涉單元分別包括：第二非對稱延長臂，適用于作為延遲線改變功率分配后的光信號的相位差；第二定向耦合波導(dǎo)，適用于對由上述第二非對稱延長臂輸出的光信號進(jìn)行功率分配。

6、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，上述第二非對稱延長臂的延遲線長度為上述第一非對稱延長臂的延遲線長度的兩倍，且上述第二非對稱延長臂的凸起方向與上述第一非對稱延長臂的凸起方向相對。

7、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，上述馬赫曾德爾干涉模塊還包括兩個(gè)第二馬赫曾德爾干涉單元，兩個(gè)上述第二馬赫曾德爾干涉單元的輸入端口分別與上述第一馬赫曾德爾干涉單元的上述第一輸出光波導(dǎo)和上述第二輸出光波導(dǎo)連接，上述第二馬赫曾德爾干涉單元包括依次連接的第二耦合波導(dǎo)、第三非對稱延長臂、第三定向耦合波導(dǎo)、第四非對稱延長臂和第四定向耦合波導(dǎo)。

8、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，上述第一非對稱延長臂的延遲線長度為上述第三非對稱延長臂的延遲線長度的兩倍，且上述第一非對稱延長臂的凸起方向與上述第三非對稱延長臂的凸起方向相同，上述第一非對稱延長臂的延遲線長度和上述第四非對稱延長臂的延遲線長度相同，且上述第一非對稱延長臂的凸起方向與上述第四非對稱延長臂的凸起方向相對。

9、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，上述馬赫曾德爾干涉模塊還包括多個(gè)第三馬赫曾德爾干涉單元，上述第三馬赫曾德爾干涉單元的輸入端口分別與上述第二馬赫曾德爾干涉單元的多個(gè)輸出光波導(dǎo)連接，上述第三馬赫曾德爾干涉單元包括依次連接的第三耦合波導(dǎo)、第五非對稱延長臂和第四耦合波導(dǎo)，其中，上述第一非對稱延長臂的延遲線長度為上述第五非對稱延長臂的延遲線長度的四倍，且上述第一非對稱延長臂的凸起方向與上述第五非對稱延長臂的凸起方向相同。

10、根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，在上述調(diào)制波導(dǎo)上通過沉積形成上述加熱電極。

11、根據(jù)本公開提供的一種陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，利用形成于襯底上的輸入光波導(dǎo)輸入待處理的包含多個(gè)波長的光信號，利用形成于襯底上的馬赫曾德爾干涉模塊，使包含多個(gè)波長的所述光信號發(fā)生干涉從而分別從馬赫曾德爾干涉模塊的多個(gè)輸出光波導(dǎo)輸出，形成于襯底上的調(diào)制陣列模塊包括多組對稱調(diào)制臂、多個(gè)調(diào)制波導(dǎo)、有間隔地設(shè)置在調(diào)制波導(dǎo)上的多個(gè)加熱電極和多個(gè)傳輸電極，多個(gè)調(diào)制波導(dǎo)分別與多組對稱調(diào)制臂連接，通過對加熱電極施加電壓，利用熱光效應(yīng)改變不同波長的光信號的輸出功率，以使各個(gè)波長的光信號的功率均衡，利用與多個(gè)加熱電極電連接的傳輸電極，將外部電壓傳輸至加熱電極上，能夠?qū)崿F(xiàn)在襯底上同時(shí)集成馬赫曾德爾干涉模塊和調(diào)制陣列模塊，以使包含多個(gè)波長的光信號發(fā)生干涉從而分別從馬赫曾德爾干涉模塊的多個(gè)輸出光波導(dǎo)輸出的同時(shí)實(shí)現(xiàn)各個(gè)波長的光信號的功率均衡，避免了分立器件連接時(shí)多個(gè)芯片的耦合損耗增加的問題。

技術(shù)特征：

1.一種陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，所述馬赫曾德爾干涉模塊為多級馬赫曾德爾干涉單元級聯(lián)，以增大所述光信號的帶寬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，所述馬赫曾德爾干涉模塊包括第一馬赫曾德爾干涉單元，所述第一馬赫曾德爾干涉單元包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，所述干涉單元包括依次連接的第一子干涉單元和第二子干涉單元，所述第一子干涉單元和所述第二子干涉單元分別包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，所述第二非對稱延長臂的延遲線長度為所述第一非對稱延長臂的延遲線長度的兩倍，且所述第二非對稱延長臂的凸起方向與所述第一非對稱延長臂的凸起方向相對。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，所述馬赫曾德爾干涉模塊還包括兩個(gè)第二馬赫曾德爾干涉單元，兩個(gè)所述第二馬赫曾德爾干涉單元的輸入端口分別與所述第一馬赫曾德爾干涉單元的所述第一輸出光波導(dǎo)和所述第二輸出光波導(dǎo)連接，所述第二馬赫曾德爾干涉單元包括依次連接的第二耦合波導(dǎo)、第三非對稱延長臂、第三定向耦合波導(dǎo)、第四非對稱延長臂和第四定向耦合波導(dǎo)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，所述第一非對稱延長臂的延遲線長度為所述第三非對稱延長臂的延遲線長度的兩倍，且所述第一非對稱延長臂的凸起方向與所述第三非對稱延長臂的凸起方向相同，所述第一非對稱延長臂的延遲線長度和所述第四非對稱延長臂的延遲線長度相同，且所述第一非對稱延長臂的凸起方向與所述第四非對稱延長臂的凸起方向相對。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，所述馬赫曾德爾干涉模塊還包括多個(gè)第三馬赫曾德爾干涉單元，所述第三馬赫曾德爾干涉單元的輸入端口分別與所述第二馬赫曾德爾干涉單元的多個(gè)輸出光波導(dǎo)連接，所述第三馬赫曾德爾干涉單元包括依次連接的第三耦合波導(dǎo)、第五非對稱延長臂和第四耦合波導(dǎo)，其中，所述第一非對稱延長臂的延遲線長度為所述第五非對稱延長臂的延遲線長度的四倍，且所述第一非對稱延長臂的凸起方向與所述第五非對稱延長臂的凸起方向相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，其中，在所述調(diào)制波導(dǎo)上通過沉積形成所述加熱電極。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種陣列功率均衡的波分解復(fù)用芯片，包括：襯底；輸入光波導(dǎo)，形成于襯底上，輸入光波導(dǎo)適用于輸入待處理的包含多個(gè)波長的光信號；馬赫曾德爾干涉模塊，形成于襯底上，馬赫曾德爾干涉模塊適用于使包含多個(gè)波長的光信號發(fā)生干涉從而分別從馬赫曾德爾干涉模塊的多個(gè)輸出光波導(dǎo)輸出；調(diào)制陣列模塊，形成于襯底上，調(diào)制陣列模塊包括：多組對稱調(diào)制臂；多個(gè)調(diào)制波導(dǎo)和有間隔地設(shè)置在調(diào)制波導(dǎo)上的多個(gè)加熱電極，多個(gè)調(diào)制波導(dǎo)分別與多組對稱調(diào)制臂連接，通過對加熱電極施加電壓，利用熱光效應(yīng)改變不同波長的光信號的輸出功率，以使各個(gè)波長的光信號的功率均衡；多個(gè)傳輸電極，分別與多個(gè)加熱電極電連接，以將外部電壓傳輸至加熱電極上。

技術(shù)研發(fā)人員：王文鈺,趙澤平,劉建國
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8