[发明专利]硅基混合集成可调谐激光器及光子芯片

权利要求书

1.一种硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，包括：

半导体光放大器；

热调硅基环形谐振器及硅基相移器，其中，所述热调硅基环形谐振器连接到所述硅基相移器的输出端，所述硅基相移器耦合到所述半导体光放大器的输出端；

双端口硅基多模干涉反射镜，位于所述热调硅基双环谐振器的输出端；其中，所述双端口硅基多模干涉反射镜包括输入波导、输出波导、多模干涉自成像波导，以及分别将输入波导、输出波导与所述多模干涉自成像波导一端连接的锥形波导，其中：

所述输入波导连接到所述热调硅基双环谐振器的输出端，

所述多模干涉自成像波导不与锥形波导连接的另一端具有两个与所述多模干涉自成像波导的轴向成45°的刻蚀面，两个所述刻蚀面垂直相交处位于所述多模干涉自成像波导的轴线上。

2.根据权利要求1所述的硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，所述热调硅基环形谐振器包括串联的第一单环谐振器和第二单环谐振器，所述第一单环谐振器和第二单环谐振器的半径不同。

3.根据权利要求2所述的硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，所述第一单环谐振器和第二单环谐振器均包括环形硅波导和所述环形硅波导上方设置的环形微加热电极，所述环形微加热电极材料选自Ti、Au或TiN。

4.根据权利要求1所述的硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，所述硅基相移器为一段上方设置加热电极的硅波导。

5.根据权利要求1所述的硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，所述硅基相移器通过模斑变换器端面耦合到所述半导体光放大器，所述模斑变换器选自全硅基模斑变换器、或硅/氮化硅材料组成的模斑变换器、或硅/氮氧化硅材料组成的模斑变换器、或硅/聚合物材料组成的模斑变换器。

6.根据权利要求1所述的硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，所述半导体光放大器为脊型结构，材料为对硅材料波长透明的半导体材料。

7.根据权利要求6所述的硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，所述半导体光放大器的材料为GaAs基、InP基及GaSb基的量子阱、量子点或纳米线材料。

8.根据权利要求1所述的硅基混合集成可调谐激光器，其特征在于，所述半导体光放大器的输出端端面处镀有反射率小于0.1％的介质膜，另一端端面镀有反射率大于95％的介质膜。

9.一种硅基混合集成光子芯片，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的硅基混合集成可调谐激光器和其他硅基功能器件，所述其他硅基功能器件包括设置于所述硅基多模干涉反射镜输出端的硅基光栅耦合器、硅基调制器、硅基探测器、硅基光交换阵列、硅基路由器和硅基光开关中的一种或几种。

10.根据权利要求9所述的一种硅基混合集成光子芯片，其特征在于，所述硅基调制器为马赫曾德尔干涉仪型硅基调制器、或环形谐振器硅基调制器，所述硅基探测器为硅基锗探测器、或硅基III-V族半导体探测器。