[发明专利]光电装置

说明书

公开了一种光电装置。所述光电装置包括：设置在所述装置的基板上的肋形波导，所述肋形波导包括脊部分和板部分；加热器，所述加热器设置在所述板部分内；热隔离沟槽，所述热隔离沟槽与所述肋形波导相邻并且延伸到所述装置的所述基板中；以及所述基板内的热隔离空腔，所述热隔离空腔直接连接到所述热隔离沟槽，并且跨所述肋形波导的宽度的至少一部分在至少所述肋形波导与所述基板之间延伸。

技术领域

本发明的实施方案涉及一种光电装置，并且具体地涉及一种包括或为热效率移相器的光电装置，所述热效率移相器包括热隔离沟槽和空腔。

背景技术

高效移相器是各种应用中的光子集成电路的重要构建块。例如，光开关和光相位阵列通常包含数十或数百个移相器。热光移相器的操作原理是材料的折射率取决于温度。材料的折射率响应于温度变化而变化的程度通过以下热光系数分类：。

因此，考虑到需要相对大量的移相器，期望使移相器的功耗最小化。可利用适当的热隔离使热光移相器非常高效(相移大约为1mW)。然而，在此类移相器的效率与速度之间存在权衡。良好的热隔离可提高效率，同时显著降低速度。通常，速度是移相器的重要性能指标。

例如，Fang, Qing等人的“Ultralow power silicon photonics thermo-optic switch with suspended arms” IEEE Photon, Technol. Letter. 23.8 (2011): 525-527展示了一种响应时间为约266 μs的高效热光加热器(0.49 mW/)。

接着需要优化加热器和热隔离设计，以便同时满足效率和速度的需求。

发明内容

因此，在第一方面，本发明的实施方案提供了一种光电装置，其包括：

设置在所述装置的基板上的肋形波导，所述肋形波导包括脊部分和板部分；

加热器，所述加热器设置在所述板部分内；

热隔离沟槽，所述热隔离沟槽与所述肋形波导相邻并且延伸到所述装置的所述基板中；以及

所述基板内的热隔离空腔，所述热隔离空腔直接连接到所述热隔离沟槽，并且跨所述肋形波导的宽度的至少一部分在所述肋形波导与所述基板之间延伸。

由于所述加热器和所述肋形波导可(在很大程度上)与周围装置热去耦，因此这种光电装置传递出显著热效率。热隔离沟槽可在水平方向上(即，与波导和板相同的平面中)提供热隔离，而热隔离空腔可在竖直方向上(即，垂直于板)提供热隔离。例如，本发明的实施方案可使用在1 mW与20 mW之间以及在10 μs与50 μs之间的10%至90%响应时间(即，装置的功率输出从电压输出曲线的峰谷之间的幅值总变化的10%增加到90%所花费的时间)来实现相移。

现在将阐述本发明的任选特征。这些可单独应用或与本发明的任何方面组合应用。

所述肋形波导可以是脊波导，因为它包括仅所述脊部分而不包括板部分。所述光电装置可以是移相器。所述光电装置可以是电吸收调制器或光电二极管，包括相移或相调谐能力。

所述加热器如在平行于所述波导的引导方向的方向上所测量的长度可在50 μm与500 μm之间。所述热隔离沟槽或每个热隔离沟槽如在平行于所述波导的所述引导方向的方向上所测量的长度可在0.5L_h与1.0L_h之间，其中L_h是如在所述波导的所述引导方向上所测量的所述加热器的长度。

所述热隔离沟槽可定位在所述加热器的与所述脊部分相反的一侧上。