TWI873591B

TWI873591B - 熱光學移相器、用於調整強度調變的速度及效率的方法

Info

Publication number: TWI873591B
Application number: TW112113374A
Authority: TW
Inventors: 高峰; 谢武; 罗贤树
Original assignee: 新加坡商先進微晶圓私人有限公司
Priority date: 2022-04-13
Filing date: 2023-04-11
Publication date: 2025-02-21
Also published as: EP4508487A1; JP2025513690A; WO2023200394A1; CA3255808A1; US20250224628A1; CN118922772A; TW202407432A

Abstract

本發明是關於一種熱光學移相器及用於使用熱光學移相器調整強度調變的速度及效率的方法。熱光學移相器包括在基底的一部分內界定至少一個溝槽的基底及形成於基底上方的埋入式氧化物(BOX)層。BOX層沿著基底的長度安置。熱光學移相器包括安置於BOX層上方以導引輸入信號的波導，且基底在波導的相對側上部分向外延伸。方法包括：藉由熱光學移相器接收輸入信號，調整施加至熱光學移相器的加熱器的電壓，以及傳輸來自熱光學移相器的輸出信號。

Description

熱光學移相器、用於調整強度調變的速度及效率的方法

本發明大體上是關於具有懸吊結構的熱光學移相器。本發明的熱光學移相器平衡效率及速度以適應不同應用要求。此等熱光學移相器可用於光子裝置及積體電路的所有領域中，所述領域涉及相移或調變，包含但不限於矽光子學、近/中紅外線(IR)、可見光及微波光子。特別地，為了改良的速度、較佳熱絕緣以及改良的功率效率，此等移相器可用作用於不同應用(諸如，量子計算、光達以及感測器等)的關鍵組件。本發明亦關於一種用於調整強度調變的速度及效率的方法。

一般而言，熱光學移相器用於光信號的相位調變或強度調變。熱光學移相器基於輸入光學信號的特性及熱光學移相器而改變輸入光學信號的相位及強度，且傳輸輸出光信號。熱光學移相器通常具有低損耗、簡單製造以及功率效率，且在廣泛多種領域中得到應用，諸如量子計算、光學參數放大器(Optical Parametric Amplifier；OPA)、各種感測器及開關應用、先進通信以及神經網路。

熱光學移相器具有複合體，所述複合體具有光學波導、形成於矽基底上的p型區域及n型區域。光學波導安置於p型區域與n型區域之間。另外，熱光學移相器具有加熱器、包括矽基底的核心以及安置於矽基底的頂部上的包覆層。

在操作熱光學移相器時，熱光學移相器的總體效能主要取決於兩個關鍵特性：電功率效率及限制上升/下降時間常數。此等兩個特性取決於熱光學移相器的散熱，且基於熱光學移相器的散熱的改變而不同。

現有熱光學移相器主要具有如圖1A及圖1B所示出的兩種類型。圖1A繪示常用於不同應用的第一類型的熱光學移相器。第一類型的熱光學移相器100具有基底102、埋入式氧化物(Buried Oxide；BOX)層104、波導106、加熱器108以及包層110。懸吊區沿著圖1B中的完整結構安置。圖1B的熱光學移相器具有具備低效率及高速度的小功耗。圖1B繪示第二類型的熱光學移相器，所述熱光學移相器在基底114中具有溝槽112。第二類型的熱光學移相器亦具有BOX層116、波導118、加熱器120以及包層122。圖1B的第二類型的熱光學移相器具有高效能及低速度。

如圖1B中所繪示的第二類型的熱光學移相器提供改良的功率效率，而如圖1A中所繪示的第一類型的熱光學移相器在操作期間提供改良的速度。第二類型的熱光學移相器具有降低的功率效率，且第一類型的熱光學移相器在操作期間具有較低的速度。然而，現有熱光學移相器中無一者在一個熱光學移相器中的操作期間提供改良的速度、較佳熱絕緣以及改良的功率效率的組合優點。

因此，需要提供一種解決以上問題且在操作期間提供改良速度、較佳熱絕緣以及改良功率效率的組合優點的熱光學移相器。

本揭露的實施例是關於熱光學移相器及使用熱光學移相器接收輸入信號且傳輸輸出信號的方法。在實例實施例中，熱光學移相器包括界定至少一個溝槽的基底，且溝槽中的各者具有相同長度。另外，熱光學移相器包括形成於基底上方且沿著基底的長度安置的埋入式氧化物(BOX)層。熱光學移相器更包括安置於BOX層上方以導引輸入信號的波導，其中界定溝槽的基底在波導的相對側上部分向外延伸。

在實例實施例中，多個溝槽中的各者具有120微米(μm)的深度。

在一些實施例中，基底沿著波導的橫軸延伸。

在一些實施例中，熱光學移相器包括鄰近於波導定位的加熱器。加熱器將熱量波導。

在實例實施例中，熱光學移相器包含沿著加熱器的長度安置以覆蓋熱光學移相器的包覆層。包覆層保護熱光學移相器且經組態以隔離加熱器與波導之間的光。

在一些實施例中，溝槽中的各者具有不同負載循環。

在實例實施例中，熱光學移相器具有由矽製成的基底。基底執行散熱。

在其他實施例中，一種熱光學移相器包括：基底，在基底的一部分內界定溝槽，其中溝槽具有預定義長度；BOX層，形成於基底上方，BOX層沿著基底的長度安置以覆蓋溝槽。熱光學移相器包括安置於BOX層上方以導引輸入信號的波導，其中基底在波導的相對側上部分向外延伸。

在其他實施例中，溝槽具有120微米(μm)的預定義週期。

在一些實施例中，熱光學移相器包括鄰近於波導定位的加熱器。加熱器經組態以加熱波導。

在其他實施例中，加熱器包括鄰近於波導而安置的多個加熱器元件。

在實例實施例中，包覆層沿著加熱器的長度安置以覆蓋熱光學移相器且保護熱光學移相器。包覆層經組態以隔離加熱器與波導之間的光。

在實例實施例中，BOX層由氧化矽製成以防止光洩漏至基底中。

在一些實施例中，基底由矽製成，且基底執行散熱。

在一些實施例中，揭露一種用於調整強度調變的速度及效率的方法。方法包括藉由熱光學移相器接收輸入信號。輸入信號為光學信號。熱光學移相器包括：基底，界定至少一個溝槽；BOX層，形成於基底上方；以及波導，安置於BOX層上方。基底在波導的相對側上部分向外延伸。方法包括調整施加至熱光學移相器的加熱器的電壓。熱光學移相器傳輸輸出信號。輸出信號具有與輸入信號不同的相位，且相位差是基於所施加電壓的改變。

本揭露的熱光學移相器在一個熱光學移相器中的操作期間提供改良的速度、較佳熱絕緣以及改良的功率效率的組合優點。此等移相器可用作用於不同應用的關鍵組件，諸如量子計算、光達以及感測器等。

102、114、202、302:基底

104、116、204、304:埋入式氧化物層

106、118、206、306:波導

108、120、208、308:加熱器

110、122:包層

112、124、212、214、216、218、220、312:溝槽

100、200、300:熱光學移相器

203:頂部矽層

205、305:氧化物層

210、310:包覆層

212a、212b、312a、312b:孔

222、224、314、316:末端

226:基底柱結構

400:曲線圖

402、404:線

500:方法流程圖

502、504、506:區塊

L₁、L₂:長度

P₁:週期

為了更全面地理解本揭露，現結合隨附圖式及詳細描述參考以下簡要說明，其中相同參考標號表示相同部分。

圖1A及圖1B為示出現有類型的熱光學移相器的先前技術。

圖2A及圖2B為示出根據本揭露的第一實施例的熱光學移相器的例示性視圖。

圖3A及圖3B為示出根據本揭露的第二實施例的熱光學移相器的例示性視圖。

圖4為示出根據加熱器的長度的熱光學移相器的功率效率的圖形表示。

圖5為示出用於使用熱光學移相器調整強度調變的速度及效率的方法的實例流程圖。

應理解，在開始時，儘管下文示出一或多個實施例的說明性實施，但無論當前已知抑或尚未存在，所揭露的系統及方法均可使用任何數目種技術來實施。本揭露決不應限於下文所示出的說明性實施、圖式以及技術，但可在所附申請專利範圍的範疇以及其等效物的完整範疇內進行修改。

術語的以下簡要定義應在整個申請案中適用。

術語「包括(comprising)」及術語「包含(including)」(以及其他形式，諸如「包括(comprises)」、「包含(includes/included)」)的使用不應解釋為限制性的。

片語「在一個實施例中」、「根據一個實施例」以及類似者大體意謂片語之後的特定特徵、結構或特性可包含於本發明的至少一個實施例中，且可包含於本發明的多於一個實施例中(重要的是，此類片語不必指同一實施例)。

術語「例示性」或「實例」的使用應理解為指代非獨占性實例，此類術語的使用意謂「充當實例、例項或說明」且不應必須被解釋為比其他實施例更佳或更有利。

如由所屬領域中具有通常知識者理解，當與數字一起使用時，術語「約」或「大致」或類似者應理解為意謂特定數目，或替代地接近特定數目的範圍。

若本說明書陳述組件或特徵「可(may/can/could)」、「應」、「將」、「較佳地」、「可能」、「典型地」、「視情況」、「例如」、「通常」或「可能」(或其他此類語言)經包含或具有特性，則特定組件或特徵不需要經包含或具有所述特性。此類組件或特徵可視情況包含於一些實施例中，或可排除所述組件或特徵。

在以下描述中參考了附圖，附圖形成其一部分，且在附圖中以說明的方式顯示可實踐的特定實施例。足夠詳細地描述此等實施例以使得所屬領域中具有通常知識者能夠實踐本揭露，且應理解，可利用其他實施例，且可在不偏離本揭露的範疇的情況下進行結構、邏輯以及電改變。因此，不應將實例實施例的以下描述視為限制意義。

圖2A及圖2B示出根據本揭露的第一實施例的熱光學移相器200的各種視圖。圖2A示出熱光學移相器200的俯視圖，而圖2B示出截面圖。

熱光學移相器200具有基底202、埋入式氧化物(BOX)層204以及波導206。另外，熱光學移相器200包括加熱器208及包覆層210。基底202具有多個溝槽，諸如溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220，如圖2B中所示。

在此方面，溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220包括於基底層內，且包括與BOX層204接觸的基底柱結構226之間的孔或空間。形成溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220使得基底層頂部及上方的層經由所述柱結構226懸吊。此類結構組態可稱為懸吊結構，如本文中所提及。懸吊結構為經由矽(Si)基底的部分蝕刻懸吊光學波導206、BOX 204、包覆層210。

氧化物層205將加熱器208與光學波導206隔開，以減少金屬吸收。在一個實施例中，氧化物層205可作為無加熱器208的熱光學移相器的包覆層操作。另外，氧化物層205操作以隔離光。

在一實例中，基底202由矽製成。在另一實例中，基底202由含有石英或氧化矽的玻璃材料形成。如圖2B中所示，基底202包括多個溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220。儘管圖2B示出具有五個溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220的基底202，但在一些實施例中，在基底202 內可存在多於五個溝槽。在圖2B中，存在5個溝槽，然而，應瞭解，溝槽的數目可小於5且大於2。溝槽的各長度(L)可小於80微米。溝槽的數目可為取決於各結構的總長度。溝槽可藉由蝕刻形成。

多個溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220中的各者可具有相同長度L₁及週期P₁，且各溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220以距鄰近溝槽的均勻距離安置於基底202中。在一實例中，長度L₁及週期P₁為基於溝槽的結構的任意值。在一實例中，藉由經由各向同性蝕刻製程在光學波導下方部分地蝕刻矽基底而獲得溝槽。藉由小橋接器將光學波導懸吊於空氣中以固持結構且防止塌陷。

在一實例中，基底202經安置成使得基底202例如沿著熱光學移相器200的橫軸在波導206的相對側上向外延伸。基底202、波導206以及加熱器208對準，使得溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218保持未被形成於基底202上的波導206及加熱器208覆蓋。在一實例中，溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220隔離散熱。由於具有加熱器的光學波導懸吊於空氣中，因此不存在與矽基底的連接。因此，溝槽將散熱隔離至矽基底。相比而言，圖1A及圖1B由在波導之側處的溝槽112及溝槽124組成，由此溝槽112中的空氣可防止至矽基底中的散熱。

在一個實施例中，各溝槽包括波導206的各側上的兩個孔或空間，如圖2A中所示。舉例而言，溝槽212包括兩個孔212a及孔212b。兩個孔中的各者自包覆層210的頂部至基底202的深度可為120微米(μm)。所述孔自身形成溝槽。

在一個實施例中，BOX層204可由氧化矽或二氧化矽(SiO₂)製成。BOX層204包夾於較厚矽基底(諸如基底202)與頂部矽層203之間，由此BOX層204充當絕緣層。BOX層204具有兩個對置表面，上部表面及下部表面。在一實例實施中，頂部矽層203與BOX層204的上部表面接觸，且基底202經由基底柱226與BOX層204的下部表面接觸。在熱光學移相器200的操作期間，BOX層204防止光洩漏至基底202中。BOX層204較厚，例如大於2微米，以防止光耦合至基底中。此提供減少光學損耗的優點。

波導206形成於BOX層204上方，且由具有線性折射率的高熱光學係數材料製成，諸如矽或氮化矽。折射率回應於溫度改變而改變，使得溫度升高會使折射率增加且溫度下降會使折射率減小。在一實例中，選擇波導206的材料，使得波導206的折射率的改變會引起行進通過波導206的光線的相位的變化。波導206可用於將諸如輸入信號及對應輸出信號的光學信號耦合至熱光學移相器200中及耦合出熱光學移相器200。

在一實例中，加熱器208由摻雜矽或諸如氮化鈦(TiN)的金屬製成。加熱器208鄰近波導206定位且沿著波導206的長度延伸。在一實例中，加熱器208為沿著波導206的長度延伸的單個加熱元件或圍繞波導206分佈及配置的多個加熱元件。配置加熱器208的目的為提供對波導206的直接且高效加熱並快速增加波導206的折射率。

加熱器208基於由電源施加的電壓產生熱量。電源經由一對電極與加熱器208電連接。在一例項中，當加熱器208待加熱時，電源將電壓施加至加熱器208且加熱器產生熱量。所產生的熱量的量取決於施加至加熱器208的電壓的改變。在一實例中，加熱器208供應大量熱量至波導206並引起波導206的溫度的快速增加。舉例而言，當加熱器208由氮化鈦(TiN)、鈦(Ti)或任何其他材料製成時，加熱器208在施加電時供應熱量。當加熱波導206時，波導206的折射率基於波導206的溫度回應而改變。折射率的改變引起穿過波導206的信號的相位及強度的改變以作為輸出信號傳輸。

在本揭露的一個實施例中，包覆層210由諸如二氧化矽(SiO₂)的絕緣體材料製成。包覆層210安置於加熱器208的頂部上。包覆層210保護熱光學移相器200且隔離加熱器208與波導206之間的光。

如圖2A及圖2B中所示，熱光學移相器200具有矩形形狀。熱光學移相器200經組態以在熱光學移相器200的一個末端222上接收輸入信號，且在熱光學移相器200的另一末端224上傳輸輸出信號。在一實例中，輸入信號及輸出信號為藉由熱光學移相器200接收且經由熱光學移相器200傳播的光波(light wave/optical wave)。在一例項中，當不存在由熱光學移相器200執行的相移時，輸入信號及輸出信號沿著熱光學移相器200的主軸彼此共線。換言之，當輸入信號自末端222進入熱光學移相器200且輸出信號自另一末端224傳輸時，輸入信號及輸出信號實質上沿著同一條線。在一實例中，輸出信號具有與輸入信號相同的振幅及頻率。光學移相器200具有以不同比率部分地安置以平衡功率消耗及速度的懸吊區。在圖2B中，不存在負載循環且僅一個參數為懸吊部分之長度。當長度較長時，速度降低且效率提高。當長度較小時，速度提高且效率降低。

在操作期間，當藉由熱光學移相器200引入相移時，電源將電壓施加至加熱器208且加熱器208加熱波導206，如先前所描述。波導206的加熱引起折射率改變，從而引起輸入信號的相位改變。當輸入信號傳播通過熱光學移相器200時，基底202的溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220提供不同負載循環，從而提供強度調變的改良的效率及速度。輸出信號以相對於輸入信號的相位差自熱光學移相器200傳輸。相位差的量值是基於施加至熱光學移相器200的電壓的量。施加至熱光學移相器200的較高電壓引起加熱器208的較高溫度及輸出信號的增加的相移。溝槽212、溝槽214、溝槽216、溝槽218以及溝槽220允許藉由熱光學移相器200調整強度調變的效率及速度。

圖3A及圖3B示出根據本揭露的第二實施例的熱光學移相器300的各種視圖。圖3A示出熱光學移相器300的俯視圖，而圖3B示出截面圖。

熱光學移相器300具有基底302、埋入式氧化物(BOX)層304、氧化物層305以及波導306。熱光學移相器300包括加熱器308及包覆層310。基板302具有單個溝槽312，如圖3B中所示。溝槽312安置於基底302的一部分內，例如安置於基底302的中心區域內。

基底302由矽或含有石英的玻璃材料製成。在一實施中，溝槽312具有預定義長度L₂且在波導306的各側上具有兩個孔。兩個孔中的各者自包覆層310的頂部至基底302的深度為120微米。在一實例中，界定溝槽312的基底302沿著熱光學移相器300的橫軸在波導306的相對側上向外延伸。基底302、波導306以及加熱器308對準，使得溝槽312保持未被波導306及加熱器308覆蓋。

在一個實施例中，溝槽312包括波導306的各側上的兩個孔，如圖3A中所示。舉例而言，溝槽312包括兩個孔312a及孔312b。兩個孔中的各者自包覆層310的頂部至基底302的深度可為120微米(μm)。

在一個實施例中，BOX層304由氧化矽製成。波導306形成於BOX層304上方，且由具有線性折射率的高熱光學係數材料製成，諸如矽或氮化矽。波導306的折射率回應於溫度的改變而改變。加熱器308鄰近波導306定位且沿著波導306的長度延伸。在一個實例中，加熱器308具有圍繞波導306分佈及配置的多個加熱元件。

如參考圖2A及圖2B解釋，加熱器308類似地經由一對電極與電源連接，使得當經由所述一對電極施加電壓時，電壓的變化引起加熱器308的溫度的變化。在一實例中，加熱器308由摻雜矽或諸如氮化鈦(TiN)的金屬製成。

在實例實施例中，包覆層310由諸如二氧化矽(SiO₂)的絕緣體材料製成。包覆層310保護熱光學移相器300且隔離加熱器308與波導306之間的光。

在操作中，熱光學移相器300在熱光學移相器300的一個末端314上接收輸入信號。由熱光學移相器300執行的相移是基於藉由加熱器308進行的加熱，類似於藉由加熱器208進行的加熱，如先前參考熱光學移相器200的操作所解釋。當輸入信號傳播通過熱光學移相器300時，溝槽312提供不同負載循環且提供強度調變的改良的效率及速度。輸出信號接著自熱光學移相器300的另一末端316傳輸。輸出信號相對於輸入信號具有相位差。

在一實例中，相位差的量值是基於施加至熱光學移相器300的電壓。溝槽312提供不同負載循環且提供相關調變的相位效率及速度，從而可調整效率及速度。

速度及效率的調整繪示於圖4的曲線圖400中。圖4示出不同負載及懸吊長度或整個加熱器長度的測試結果。曲線圖400繪示在y軸上標繪的功率效率及在x軸上標繪的加熱器的長度與時間的關係。線402及線404繪示圖2A及圖2B的熱光移相器200的實驗結果。曲線圖400繪示在懸吊加熱器長度與整個加熱器長度的不同比率下限制上升時間常數或速度及電功率效率的量測結果。在圖4中，當負載為100%時，結構具有整個懸吊加熱器，具有圖1B的低功率消耗但低速度，且當負載為0%時，結構不具有懸吊加熱器，具有圖1A的高功率消耗及快速度。對於圖2A至圖2B及圖3A至圖3B的實施例，實驗結果為可比較的。

在一實例中，使用標準互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)製程製造具有超低功率消耗的基於2×2熱光學波導的開關。藉由移除鄰近SiO₂及120微米的底層Si而懸吊相位臂，同時出於結構強度的目的留下幾個SiO₂樑以支撐懸吊相位臂。當與無隔離層的開關進行比較時，實現功率消耗顯著減少大於98%。功率消耗的減少藉由防止熱量歸因於空氣隔離層的存在而洩漏至相位臂之外來實現。按照本發明的熱光學移相器在1550奈米處對於橫向電場模態(Transverse Electric(TE)mode)顯示大於23dB的消光比，具有0.49毫瓦(mW)的超低功率消耗，且回應時間為266微秒，包含144微秒的升高時間及122微秒的下降時間。

熱光學移相器200及熱光學移相器300的操作結合圖5進行描述。

參考圖5，結合圖2A及圖2B以及圖3A及圖3B，描述方法流程圖500，所述方法流程圖示出藉由諸如熱光學移相器200及熱光學移相器300的熱光學移相器調整強度調變的速度及效率。

首先轉向區塊502，接收輸入信號。輸入信號為光學信號、光波或入射光線。在一實例中，輸入信號藉由諸如熱光學移相器200及熱光學移相器300的熱光學移相器接收。熱光學移相器包括：基底，界定至少一個溝槽；BOX層，形成於基底上方；以及波導，安置於BOX層上方；以及加熱器。基底在波導的相對側上部分向外延伸。

加熱器鄰近波導安置，使得加熱器提供直接加熱至波導。在一實例中，加熱器經由一對電極或電線連接至電源。電源用於將電壓施加至加熱器以產生熱量。在區塊504處，調整施加至熱光學移相器的加熱器的電壓。調整電壓以控制由加熱器產生的熱量的量。由加熱器產生的熱量的量使得波導改變折射率。波導基於波導的折射率的變化調變輸入信號的相位以傳輸輸出信號。

此後，在區塊506處，自熱光學移相器傳輸輸出信號。在一實例中，輸出信號的相位與輸入信號的相位不同，且相位差是基於所施加電壓的改變。舉例而言，較高電壓使得輸入信號與輸出信號之間的相位差增加，且所施加電壓的減小使得相位差減小。具有至少一個溝槽的基底引起負載循環的差異，且允許熱光學移相器的速度與功率效率之間的平衡。

雖然在本揭露中已提供若干實施例，但應理解，所揭露的系統及方法可在不偏離本揭露的精神或範疇的情況下以許多其他特定形式實施。本發明實例應被視為說明性而非限制性的，且意圖不限於本文中所給出的細節。舉例而言，各種元件或組件可組合或整合於另一系統中，或可省略或不實施某些特徵。

此外，各種實施例中描述及示出為離散或分離的技術、系統、子系統以及方法可在不偏離本揭露的範疇的情況下與其他系統、模組、技術或方法組合或整合。繪示或論述為彼此直接耦接或通信的其他項目可經由某一介面、裝置或中間組件間接地耦接或通信，無論以電氣方式、以機械方式抑或以其他方式。改變、替代以及更改的其他實例可由所屬領域中具有通常知識者確定且可在不偏離本文中所揭露的精神及範疇的情況下進行。

雖然上文已繪示且描述了根據本文中所揭露的原理的各種實施例，但所屬領域中具有通常知識者可在不偏離本揭露內容的精神及教示的情況下對其進行修改。本文中所描述的實施例僅為代表性的且並不意欲為限制性的。許多變化、組合以及修改為可能的且在本揭露的範疇內。由組合、整合及/或省略所述實施例的特徵產生的替代性實施例亦在本揭露的範疇內。因此，保護範疇不受以上闡述的說明限制，而僅由以下申請專利範圍界定，彼範疇包含申請專利範圍的標的物的所有等效物。每一個請求項作為其他揭露內容併入本說明書中且申請專利範圍為本發明的實施例。此外，上文所描述的任何優勢及特徵可關於特定實施例，但不應將此發佈的申請專利範圍的應用限於實現任何或所有上述優勢或具有任何或所有上述特徵的製程及結構。

已描述本文中的各種系統及方法，系統及方法的各種實施例可包含但不限於本文中所提供的申請專利範圍。

114:基底

116:埋入式氧化物層

118:波導

120:加熱器

122:包層

112、124:溝槽

Claims

一種熱光學移相器，包括：基底，界定至少一個溝槽；埋入式氧化物層，形成於所述基底上方；波導，安置於所述埋入式氧化物層上方以導引輸入信號；以及加熱器，定位於所述波導上方，其中所述加熱器將熱量提供至所述波導；其中各溝槽包括定位於所述波導的各側上的兩個孔，且經組態以隔離散熱，其中所述至少一個溝槽中的各者具有不同負載循環。
如請求項1所述的熱光學移相器，其中所述至少一個溝槽具有120微米(μm)的深度。
如請求項1所述的熱光學移相器，其中所述基底沿著所述波導的橫軸延伸。
如請求項1所述的熱光學移相器，更包括由二氧化矽(SiO₂)製成的包覆層。
如請求項1所述的熱光學移相器，包括沿著所述加熱器的長度安置以覆蓋及保護所述熱光學移相器的包覆層，其中所述包覆層經組態以隔離所述加熱器與所述波導之間的光。
如請求項1所述的熱光學移相器，其中所述基底由矽製成且所述基底執行散熱。
如請求項1所述的熱光學移相器，其中所述至少一個溝槽包括五個溝槽。
如請求項1所述的熱光學移相器，其中所述至少一個溝槽由一個溝槽組成。
一種用於調整強度調變的速度及效率的方法，所述方法包括：藉由如請求項1所述的熱光學移相器接收輸入信號，其中所述輸入信號為光信號；調整施加至所述熱光學移相器的加熱器的電壓；傳輸來自所述熱光學移相器的輸出信號，其中所述輸出信號具有與所述輸入信號不同的相位，且相位差是基於所施加電壓的改變。