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1. WO2020069253 - MODULATEURS GERMANIUM-SILICIUM SOUS CONTRAINTE DESTINÉS À UNE MODULATION LARGE BANDE À GRANDE VITESSE INTÉGRÉE

Numéro de publication WO/2020/069253
Date de publication 02.04.2020
N° de la demande internationale PCT/US2019/053353
Date du dépôt international 27.09.2019
CIB
G02F 1/01 2006.01
GPHYSIQUE
02OPTIQUE
FDISPOSITIFS OU SYSTÈMES DONT LE FONCTIONNEMENT OPTIQUE EST MODIFIÉ PAR CHANGEMENT DES PROPRIÉTÉS OPTIQUES DU MILIEU CONSTITUANT CES DISPOSITIFS OU SYSTÈMES ET DESTINÉS À LA COMMANDE DE L'INTENSITÉ, DE LA COULEUR, DE LA PHASE, DE LA POLARISATION OU DE LA DIRECTION DE LA LUMIÈRE, p.ex. COMMUTATION, OUVERTURE DE PORTE, MODULATION OU DÉMODULATION; TECHNIQUES NÉCESSAIRES AU FONCTIONNEMENT DE CES DISPOSITIFS OU SYSTÈMES; CHANGEMENT DE FRÉQUENCE; OPTIQUE NON LINÉAIRE; ÉLÉMENTS OPTIQUES LOGIQUES; CONVERTISSEURS OPTIQUES ANALOGIQUES/NUMÉRIQUES
1Dispositifs ou systèmes pour la commande de l'intensité, de la couleur, de la phase, de la polarisation ou de la direction de la lumière arrivant d'une source lumineuse indépendante, p.ex. commutation, ouverture de porte ou modulation; Optique non linéaire
01pour la commande de l'intensité, de la phase, de la polarisation ou de la couleur
G02F 1/025 2006.01
GPHYSIQUE
02OPTIQUE
FDISPOSITIFS OU SYSTÈMES DONT LE FONCTIONNEMENT OPTIQUE EST MODIFIÉ PAR CHANGEMENT DES PROPRIÉTÉS OPTIQUES DU MILIEU CONSTITUANT CES DISPOSITIFS OU SYSTÈMES ET DESTINÉS À LA COMMANDE DE L'INTENSITÉ, DE LA COULEUR, DE LA PHASE, DE LA POLARISATION OU DE LA DIRECTION DE LA LUMIÈRE, p.ex. COMMUTATION, OUVERTURE DE PORTE, MODULATION OU DÉMODULATION; TECHNIQUES NÉCESSAIRES AU FONCTIONNEMENT DE CES DISPOSITIFS OU SYSTÈMES; CHANGEMENT DE FRÉQUENCE; OPTIQUE NON LINÉAIRE; ÉLÉMENTS OPTIQUES LOGIQUES; CONVERTISSEURS OPTIQUES ANALOGIQUES/NUMÉRIQUES
1Dispositifs ou systèmes pour la commande de l'intensité, de la couleur, de la phase, de la polarisation ou de la direction de la lumière arrivant d'une source lumineuse indépendante, p.ex. commutation, ouverture de porte ou modulation; Optique non linéaire
01pour la commande de l'intensité, de la phase, de la polarisation ou de la couleur
015basés sur des éléments à semi-conducteurs ayant au moins une barrière de potentiel, p.ex. jonction PN, PIN
025dans une structure de guide d'ondes optique
G02F 1/035 2006.01
GPHYSIQUE
02OPTIQUE
FDISPOSITIFS OU SYSTÈMES DONT LE FONCTIONNEMENT OPTIQUE EST MODIFIÉ PAR CHANGEMENT DES PROPRIÉTÉS OPTIQUES DU MILIEU CONSTITUANT CES DISPOSITIFS OU SYSTÈMES ET DESTINÉS À LA COMMANDE DE L'INTENSITÉ, DE LA COULEUR, DE LA PHASE, DE LA POLARISATION OU DE LA DIRECTION DE LA LUMIÈRE, p.ex. COMMUTATION, OUVERTURE DE PORTE, MODULATION OU DÉMODULATION; TECHNIQUES NÉCESSAIRES AU FONCTIONNEMENT DE CES DISPOSITIFS OU SYSTÈMES; CHANGEMENT DE FRÉQUENCE; OPTIQUE NON LINÉAIRE; ÉLÉMENTS OPTIQUES LOGIQUES; CONVERTISSEURS OPTIQUES ANALOGIQUES/NUMÉRIQUES
1Dispositifs ou systèmes pour la commande de l'intensité, de la couleur, de la phase, de la polarisation ou de la direction de la lumière arrivant d'une source lumineuse indépendante, p.ex. commutation, ouverture de porte ou modulation; Optique non linéaire
01pour la commande de l'intensité, de la phase, de la polarisation ou de la couleur
03basés sur des céramiques ou des cristaux électro-optiques, p.ex. produisant un effet Pockels ou un effet Kerr
035dans une structure de guide d'ondes optique
H01S 3/10 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
SDISPOSITIFS UTILISANT LE PROCÉDÉ D'AMPLIFICATION DE LA LUMIÈRE PAR ÉMISSION STIMULÉE DE RAYONNEMENT POUR AMPLIFIER OU GÉNÉRER DE LA LUMIÈRE; DISPOSITIFS UTILISANT L’ÉMISSION STIMULÉE DE RAYONNEMENT ÉLECTROMAGNÉTIQUE DANS DES GAMMES D’ONDES AUTRES QU'OPTIQUES
3Lasers, c. à d. dispositifs utilisant l'émission stimulée de rayonnement électromagnétique dans la gamme de l’infrarouge, le visible ou l’ultraviolet
10Commande de l'intensité, de la fréquence, de la phase, de la polarisation ou de la direction du rayonnement, p.ex. commutation, ouverture de porte, modulation ou démodulation
CPC
G02F 1/025
GPHYSICS
02OPTICS
FDEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
1Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics
01for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
015based on semiconductor elements with at least one potential jump barrier, e.g. PN, PIN junction
025in an optical waveguide structure
G02F 2001/0157
GPHYSICS
02OPTICS
FDEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
1Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics
01for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
015based on semiconductor elements with at least one potential jump barrier, e.g. PN, PIN junction
0155modulating the optical absorption
0157by electro-absorption effects (FK, Stark, QCSE)
G02F 2201/063
GPHYSICS
02OPTICS
FDEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
2201Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
06integrated waveguide
063ridge; rib; strip loaded
G02F 2202/10
GPHYSICS
02OPTICS
FDEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
2202Materials and properties
10semiconductor
G02F 2202/101
GPHYSICS
02OPTICS
FDEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
2202Materials and properties
10semiconductor
101Ga×As and alloy
G02F 2202/102
GPHYSICS
02OPTICS
FDEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
2202Materials and properties
10semiconductor
102In×P and alloy
Déposants
  • MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY [US]/[US]
  • MA, Danhao [US]/[US]
  • LIN, Yiding [SG]/[SG]
  • MICHEL, Jurgen [US]/[US]
Inventeurs
  • MA, Danhao
  • LIN, Yiding
  • MICHEL, Jurgen
Mandataires
  • SUD, Dhruv
  • COLICE, Christopher, Max
  • TEJA, Joseph
Données relatives à la priorité
62/737,37427.09.2018US
Langue de publication anglais (EN)
Langue de dépôt anglais (EN)
États désignés
Titre
(EN) STRAINED GERMANIUM SILICON MODULATORS FOR INTEGRATED HIGH-SPEED BROADBAND MODULATION
(FR) MODULATEURS GERMANIUM-SILICIUM SOUS CONTRAINTE DESTINÉS À UNE MODULATION LARGE BANDE À GRANDE VITESSE INTÉGRÉE
Abrégé
(EN)
An integrated optical modulator array useful for modulating light at different wavelengths in the same optical band includes multiple GeSi waveguides on a substrate. Each GeSi waveguide has a different width and is coupled to electrodes to form an electro-absorption modulator. A stressor material, such as SiN, disposed between the GeSi waveguides in the optical modulators applies a strain to the GeSi waveguides. Because each GeSi waveguide has a different width, it experiences a different strain. This difference can be a difference in magnitude, type (homogeneous v. inhomogeneous, compressive v. tensile), or both. The different strains shift the bandgaps of the Ge in the GeSi waveguides by different amounts, shifting the optical absorption edges for the GeSi waveguides by different amounts. Put differently, the stressor layer strains each GeSi modulator differently, causing each GeSi modulator to operate at a different wavelength.
(FR)
La présente invention porte sur un réseau de modulateurs optiques intégrés permettant de moduler la lumière à différentes longueurs d'onde dans la même bande optique, comprenant de multiples guides d'ondes GeSi sur un substrat. Chaque guide d'ondes GeSi présente une largeur différente et est couplé à des électrodes de façon à former un modulateur électroabsorbant. Un matériau de contrainte, tel que le SiN, disposé entre les guides d'ondes GeSi dans les modulateurs optiques applique une contrainte aux guides d'ondes GeSi. Étant donné que chaque guide d'ondes GeSi présente une largeur différente, ce dernier subit une contrainte différente. Cette différence peut être une différence d'amplitude, de type (homogène v. hétérogène, compression v. traction), ou les deux. Les différentes contraintes décalent les largeurs de bande du Ge dans les guides d'ondes GeSi selon des degrés différents, ce qui décale les limites d'absorption optique des guides d'ondes GeSi selon des degrés différents. Placée différemment, la couche de contrainte contraint différemment chaque modulateur GeSi, amenant ainsi chaque modulateur GeSi à fonctionner à une longueur d'onde différente.
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