[发明专利]基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置及测试方法

权利要求书

1.基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置，其特征在于，包括：微环谐振器、第一直波导、第二直波导、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器，其中：

所述微环谐振器设置在中央，微环谐振器由一个波导内部嵌入了调制器有源区的波导型环构成；微环谐振器的正负极由两个金属电极构成，其中正负极通过金属连接到微环谐振器波导嵌入的有源区上；

所述第一直波导设置在靠近微环谐振器正极的一侧，与微环谐振器相隔一定距离，所述第一直波导的两端分别连接至第一耦合器和第二耦合器，构成直通端及光输入端，第一直波导与微环谐振器相邻的区域构成输入耦合区；

所述第二直波导设置在靠近微环谐振器负极的一侧，与微环谐振器相隔一定距离，所述第二直波导的两端分别连接至第三耦合器和第四耦合器，构成加载端及下行端，第二直波导与微环谐振器相邻的区域构成输出耦合区；所述第二直波导与第一直波导相互平行。

2.根据权利要求1所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置，其特征在于，所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器采用光栅耦合器或者是端面耦合器，可以相同或者不同。

3.根据权利要求1所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置，其特征在于，所述第一直波导和第二直波导长度相同。

4.根据权利要求1所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置，其特征在于，所述第一直波导和第二直波导相对于所述微环谐振器对称设置。

5.根据权利要求1所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置，其特征在于，所述第一直波导和微环谐振器相隔一定距离，该一定距离是：50纳米到500纳米之间，所述第二直波导和微环谐振器相隔一定距离，该一定距离是：50纳米到500纳米之间。

6.根据权利要求5所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置，其特征在于，所述第一直波导和微环谐振器相隔一定距离，该一定距离是：200纳米，所述第二直波导和微环谐振器相隔一定距离，该一定距离是：200纳米。

7.根据权利要求1所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置，其特征在于，所述微环谐振器的内部波导上嵌入要测试的调制器有源区结构；这一有源区结构的长度介于500微米到1000微米之间用L-active表示；嵌入的有源区的阴极和阳极分别与微环谐振器的负极和正极相连。

8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置的测试方法，其特征在于，包括：

(1)光由外部光源经平头光纤耦合到光输入端，一部分光信号经过光输入端的直波导并通过输入耦合区后到达直通段，另一部分光信号经过输入耦合区后进入到微环谐振器中；

(2)微环谐振器中的光信号经过输出耦合区后，会有部分进入到下行端；

(3)从光输入端耦合进入的光需要一个宽谱光源，光源的中心波长为需要测试调制效率所对应的波长，光源的谱宽需要大于微环谐振器的一个自由光谱程，同时谱宽越大越好；

(4)当光输入端耦合进光信号时需要在直通端将其中的光通过光纤耦合出芯片外，光耦合到芯片外后需要通过光谱仪记录直通端输出的光谱，在记录的过程中正极和负极上不需要加电压；

(5)完成记录未在正极和负极上加载电压的光谱后，需要在正极和负极上加载一个可以使得有源区工作但是有不会击穿的电压用U表示，这时再次通过光谱仪记录直通端的光谱信号；

(6)首先由加电压或者未加电压的光谱图计算出光谱图的自由光谱程FSR，其定义为光谱示意图中相邻两个谷底所对应的波长差，然后通过比较获得加电压和未加电压的光谱移动波长，即同一个光谱图中的谷底在加电和未加电所对应的波长差用L表示，这时通过FSR和L计算出微环有源区所引入的相位变化量：

相位变化量(Phase)＝L/FSR*360(度)；

(7)进一步基于上述测量的相位变化量(Phase)、电极所加载的电压U和微环部分嵌入的有源区的长度L-active计算得到，公式如下：

调制效率＝U*180/Phase*L-active(伏厘米)。

9.根据权利要求8所述的基于微环结构的超紧凑调制器效率测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法，将第(4)步中的“光谱仪记录直通端输出的光谱”替换为“通过光谱仪记录下行端输出的光谱”，其余步骤相同。