基于光电异构集成的微波光子收发电路及微波光子收发器制造技术

本发明专利技术提供一种基于光电异构集成的微波光子收发电路及微波光子收发器。该方法包括：微波/毫米波集成电路芯片的第一输入端用于输入的第一电信号，第一输出端用于输出处理后的第一电信号；激光器芯片将第一电信号转换为第一光信号进行输出；第一光电探测器芯片接收第一光信号，转换成第二电信号，通过微波/毫米波集成电路芯片对激光器芯片进行反馈控制；第二光电探测器芯片探测第二光信号，转换为第三电信号输入到微波/毫米波集成电路芯片，对第三电信号进行处理后输出。本发明专利技术能够实现光器件与微波/毫米波集成电路芯片的单片系统集成，提高微波光子收发电路的频率特性，实现微波光子收发电路的小型化以及集成化。子收发电路的小型化以及集成化。子收发电路的小型化以及集成化。

【技术实现步骤摘要】
基于光电异构集成的微波光子收发电路及微波光子收发器


[0001]本专利技术涉及光电子
，尤其涉及一种基于光电异构集成的微波光子收发电路及微波光子收发器。

技术介绍

[0002]微波光子学是一门发展迅速的交叉学科，它在国防、科学技术以及日常生活的许多方面都得到了越来越广泛的应用。微波光子学主要研究利用光电子学的器件和方法来实现微波/毫米波信号的产生、传输分配和处理等功能。未来对微波光子学提出新的挑战：实现更高速度、带宽、处理能力及动态范围的同时，要求器件和系统具有尺寸小、重量轻、功耗低等特性。
[0003]光电子集成技术作为发挥光子优势的重要技术手段，成为光通信、微波光子等领域的重要支撑技术。但是目前光电子集成技术还处在单个芯片实现单种器件的水平，多种分立器件之间的互连会引入较大的寄生参数，进而影响器件的高频特性；同时由于分立器件的体积比较大，影响器件的集成化、小型化。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种基于光电异构集成的微波光子收发电路及微波光子收发器，以解决多种分立器件之间互连引起较大寄生参数，且使得集成器件体积大的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于光电异构集成的微波光子收发电路，包括：微波/毫米波集成电路芯片、激光器芯片、第一光电探测器芯片和第二光电探测器芯片；
[0006]所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输入端用于输入的第一电信号，所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输出端用于输出处理后的第一电信号；所述激光器芯片与所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输出端连接，并设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上，用于将接收到的所述处理后的第一电信号转换为第一光信号进行输出；所述第一光电探测器芯片设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上，且与所述激光器芯片的设置位置对应，用于接收所述激光器芯片输出的第一光信号，并对所述第一光信号进行转换成第二电信号，根据所述第二电信号通过微波/毫米波集成电路芯片对所述激光器芯片进行反馈控制；
[0007]所述第二光电探测器芯片设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上，用于探测第二光信号，将所述第二光信号转换为第三电信号并输入到所述微波/毫米波集成电路芯片的第二输入端，所述微波/毫米波集成电路芯片将接收到的所述第三电信号进行处理后得到第四电信号，所述微波/毫米波集成电路芯片的第二输出端输出所述第四电信号。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述第二光电探测器芯片为上表面集成光学透镜的光电探测器芯片，所述光学透镜用于汇聚照射到所述第二光电探测器芯片的光信号。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述第二光电探测器芯片为底面设置高反膜的光电探测器芯片，所述高反膜用于将进入所述第二光电探测器芯片内且透射过光电转换感光面的
光束反射到所述光电转换感光面上。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述激光器芯片包括发光二极管；
[0011]所述发光二极管的阴极端连接所述微波/毫米波集成电路芯片的输出端，所述发光二极管的阳极端接地。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述激光器芯片通过金锡合金焊接或金金键合的方式与所述微波/毫米波集成电路芯片的输出端连接。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述激光器芯片设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上的边缘位置。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述第一光电探测器芯片为侧面感光的光电探测器，且感光侧面与所述激光器芯片的发光位置对应，以接收所述激光器芯片发出的光信号。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述微波/毫米波集成电路芯片，包括：第一微波放大子电路、第一微波匹配子电路、偏置子电路、第二微波放大子电路、第二微波匹配子电路；
[0016]所述第一微波放大子电路的输入端为所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输入端，所述第一微波放大子电路的输出端连接所述第一微波匹配子电路的输入端，所述第一微波匹配子电路的输出端连接所述偏置子电路的输出端后作为所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输出端，所述偏置子电路的输入端连接第一预设电压，用于为所述激光器芯片提供所需电压和电流；
[0017]所述第二微波匹配子电路的输入端连接所述第二光电探测器芯片的输出端，所述第二微波匹配子电路的输出端连接所述第二微波放大子电路的输入端，所述第二微波放大子电路的输出端为所述微波/毫米波集成电路芯片的第二输出端，所述第二光电探测器芯片的输入端连接第二预设电压。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述第一光电探测器芯片还用于与控制芯片连接，所述偏置子电路的输入端连接所述控制芯片，所述第一光电探测器芯片接收所述激光器芯片输出的第一光信号，转换为第二电信号发送给所述控制芯片，所述控制芯片将所述第二电信号转换为数字信号，并根据所述数字信号以及所述激光器芯片的光信号对应的光功率计算输出电压，将所述输出电压输入所述偏置子电路的输入端控制所述激光器芯片发出的光信号。
[0019]第二方面，本专利技术实施例提供了一种微波光子收发器，包括上述任一实施例所述的基于光电异构集成的微波光子收发电路。
[0020]本专利技术实施例提供一种基于光电异构集成的微波光子收发电路及微波光子收发器，通过微波/毫米波集成电路芯片、激光器芯片和第一光电探测器芯片实现电信号的接收，光信号的发出，通过微波/毫米波集成电路芯片和第二光电探测器芯片实现光信号的接收，电信号的输出，从而实现基于光电异构集成的微波光子收发电路，解决了光器件(激光器芯片和光电探测器芯片)与微波/毫米波集成电路芯片不同材料体系器件的单片集成，实现了光器件与微波/毫米波集成电路芯片的单片系统集成，提高微波光子收发电路的频率特性，较现有技术中的分立器件的集成体积更小，实现了微波光子收发电路的小型化以及集成化。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术实施例提供的基于光电异构集成的微波光子收发电路的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术另一实施例提供的基于光电异构集成的微波光子收发电路的结构示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例提供的激光器芯片的伏安特性曲线的示意图；
[0025]图4是本专利技术实施例提供的激光器芯片的电流和出射光强的关系的示意图；
[0026]图5是本专利技术实施例提供的基于光电异构集成的微波光子收发电路中光发射的示意图；
[0027]图6是本专利技术实施例提供的基于光电异构集成的微波光子收发电路中光接收的示意图。
具体实施方式
[0028]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光电异构集成的微波光子收发电路，其特征在于，包括：微波/毫米波集成电路芯片、激光器芯片、第一光电探测器芯片和第二光电探测器芯片；所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输入端用于输入的第一电信号，所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输出端用于输出处理后的第一电信号；所述激光器芯片与所述微波/毫米波集成电路芯片的第一输出端连接，并设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上，用于将接收到的所述处理后的第一电信号转换为第一光信号进行输出；所述第一光电探测器芯片设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上，且与所述激光器芯片的设置位置对应，用于接收所述激光器芯片输出的第一光信号，并对所述第一光信号进行转换成第二电信号，根据所述第二电信号通过微波/毫米波集成电路芯片对所述激光器芯片进行反馈控制；所述第二光电探测器芯片设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上，用于探测第二光信号，将所述第二光信号转换为第三电信号并输入到所述微波/毫米波集成电路芯片的第二输入端，所述微波/毫米波集成电路芯片将接收到的所述第三电信号进行处理后得到第四电信号，所述微波/毫米波集成电路芯片的第二输出端输出所述第四电信号。2.根据权利要求1所述的基于光电异构集成的微波光子收发电路，其特征在于，所述第二光电探测器芯片为上表面集成光学透镜的光电探测器芯片，所述光学透镜用于汇聚照射到所述第二光电探测器芯片的光信号。3.根据权利要求2所述的基于光电异构集成的微波光子收发电路，其特征在于，所述第二光电探测器芯片为底面设置高反膜的光电探测器芯片，所述高反膜用于将进入所述第二光电探测器芯片内且透射过光电转换感光面的光束反射到所述光电转换感光面上。4.根据权利要求1所述的基于光电异构集成的微波光子收发电路，其特征在于，所述激光器芯片包括发光二极管；所述发光二极管的阴极端连接所述微波/毫米波集成电路芯片的输出端，所述发光二极管的阳极端接地。5.根据权利要求1所述的基于光电异构集成的微波光子收发电路，其特征在于，所述激光器芯片通过金锡合金焊接或金金键合的方式与所述微波/毫米波集成电路芯片的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：许向前，孙雷，李丰，周彪，李宇，康晓晨，曹倩玉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：