[发明专利]一种基于截距法和微环谐振腔的光器件损耗测量方法

说明书

本发明提供一种基于截距法和微环谐振腔的光器件损耗测量方法。通过在微环谐振腔阵列中插入不同数目的待测器件，经过光谱测量、参数提取、线性拟合等步骤得到单个待测器件的损耗。该方法相比传统的光损耗截距测量法可以减小芯片面积，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及光器件损耗测量技术领域，特别涉及一种基于截距法和微环谐振腔的光器件损耗测量方法。

背景技术

光器件的损耗是衡量器件性能的重要指标之一。截距法(cut-back method)是最经典、方便的光损耗测量方法，其原理是：通过测量由不同数目的待测器件级联而成的测试阵列的光损耗计算出单个待测器件的光损耗。截距法的优点是测量步骤简单、方便，但是当待测器件损耗较小时，需要构造的测试阵列的级联器件数目会很大，导致占据芯片面积过大，否则会影响测量精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于截距法和微环谐振腔的光器件损耗测量方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请公开了一种基于截距法和微环谐振腔的光器件损耗测量方法，包括以下步骤：

S1、构建测试单元：在光芯片上构建一系列相同参数的微环谐振腔，将拥有n个的待测器件的待测器件组分别插入到不同的微环谐振腔的波导中，构成一系列测试单元；所述每个测试单元包括光入射端和光出射端；所述n为自然数；

S2、测量光谱特性：对每个测试单元，从光入射端耦合入射扫谱激光，在光出射端接收出射光，记录下测试单元的光谱特性；

S3、计算每个待测器件组的损耗：对每个测试单元，用S2中得到的光谱特性提取每个测试单元的透过系数t和幅度损耗系数α；

S4、计算单个待测器件的损耗：对每个测试单元损耗的分贝值Loss(dB)＝-20log₁₀(α)作线性拟合，拟合直线的斜率即为待测单个待测器件的插入损耗。

作为优选，所述步骤S1中，所述测试单元的数量可根据芯片面积灵活调整。

作为优选，所述步骤S1中，每个测试单元的n互不相同。

作为优选，所述步骤S2中在光出射端使用光功率计或光谱仪接收出射光。

作为优选，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31、根据光谱特性，计算目标波段的最大透过率T_max和最小透过率T_min，谐振谷处的半峰全宽Δλ_FWHM和自由光谱范围Δλ_FSR；

S32、计算每个测试单元的透过系数t和幅度损耗系数α；

S33、通过描点法区分每个测试单元的透过系数t和幅度损耗系数α，从而计算待测器件组的损耗；

作为优选，所述步骤S32中的计算公式如下：

作为优选，所述步骤S4中作线性拟合包括以下操作：待测器件个数为横坐标、以损耗为纵坐标的散点图，再对这些散点作线性拟合。

本发明的有益效果：

1、损耗测量结果更精确：由于微环谐振腔的光谱特性对损耗系数极为敏感，因此插入微环中的待测器件个数的变化会大幅度改变微环谐振腔的输出光谱特征，进而提高参数提取的准确度；结合截距法作线性拟合进一步避免了偶然测量误差的影响。