[发明专利]一种硅基光电芯片

权利要求书

1.一种硅基光电芯片，其特征在于，包括：设置在同一硅基半导体材料空间中的激光机构、激光耦合器、光调制器、第一光波导、控制电路、光调制器驱动电路，所述激光机构出光端口与激光耦合器输入端口耦合，所述激光耦合器输出端口与所述光调制器输入端口耦合，所述光调制器输出端口与所述第一光波导耦合，所述光调制器驱动电路与光调制器电连接，所述控制电路与所述光调制器、激光机构电连接；所述激光机构包括硅衬底层，设置于所述硅衬底层上的缓冲光波导层，第一掺杂三五族化合物层，增益介质层，第二掺杂三五族化合物层；所述缓冲光波导层外包覆第一硅层，所述第一硅层与所述硅衬底层共同限制传输光于所述缓冲光波导层内；所述第一硅层与第一掺杂三五族化合物层、增益介质层、第二掺杂三五族化合物层一侧端面邻接，用于所述增益介质层与所述缓冲光波导层的光路耦合；所述第一掺杂三五族化合物层、第二掺杂三五族化合物层设置于所述增益介质层两侧的不同水平面上，用于外接电源；所述第一掺杂三五族化合物层与所述缓冲光波导层键合和/或粘合。

2.根据权利要求1所述的硅基光电芯片，其特征在于：所述光调制器为MZM或微环型调制器。

3.根据权利要求1所述的硅基光电芯片，其特征在于：还包括设置在同一硅基半导体材料空间中的光探测器、放大器、第二光波导，所述光探测器经所述第二光波导与外部光传输单元耦合，所述放大器与所述光探测器电连接。

4.根据权利要求3所述的硅基光电芯片，其特征在于：还包括定向耦合器，所述定向耦合器上行光路与所述第一光波导耦合、下行光路与第二光波导耦合。

5.根据权利要求1所述的硅基光电芯片，其特征在于：还包括设置在同一硅基半导体材料空间的温度检测模块，用于控制芯片温度。

6.根据权利要求1所述的硅基光电芯片，其特征在于：还包括设置于同一硅基半导体材料空间的波长选择光栅、透镜，所述波长选择光栅与所述透镜耦合并经透镜连接外部光传输单元，所述第一光波导与所述波长选择光栅耦合。

7.根据权利要求1所述的硅基光电芯片，其特征在于：所述缓冲光波导层包括二氧化硅层、第二硅层、散热层，所述二氧化硅层设置于所述第二硅层一侧平面上，所述散热层设置于所述第二硅层另一侧平面上，所述散热层与所述硅衬底层接触。

8.根据权利要求1所述的硅基光电芯片，其特征在于：所述缓冲光波导层为石墨烯结构，所述第一掺杂三五族化合物层、第二掺杂三五族化合物层均替换为硅掺杂金属化硅层。

9.根据权利要求1所述的硅基光电芯片，其特征在于：所述缓冲光波导层与所述硅衬底层之间设置BCB层。