光信号接收单元、发送单元、芯片及处理方法技术

本发明专利技术提供了一种光信号接收单元、发送单元、芯片及处理方法，所述光信号接收单元包括：第一边缘耦合器、一对解复用器和偏振处理器；偏振处理器用于接收第一边缘耦合器发出的光信号，并将第一边缘耦合器发出的光信号转换为两路传输的光信号，且两路传输的光信号中的至少一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横磁模式；解复用器包括至少两个传输通道，并用于将两路中的其中一路所传输的光信号分解成不同波长的光信号。本发明专利技术通过至少保证到达解复用器的光信号中至少一路为由基本横磁模式的波导所传输的光信号，能降低工艺敏感度。感度。感度。

【技术实现步骤摘要】
光信号接收单元、发送单元、芯片及处理方法


[0001]本专利技术涉及光通信
，尤其涉及一种光信号接收单元、发送单元、芯片及处理方法。

技术介绍

[0002]为了满足更大信息容量和更快传输速率的需求和发展趋势，波分复用(wavelength division multiplex，WDM)技术被提出，其关键器件是波分复用器(Mux)和解复用器(Demux)。与此同时，硅基光电子芯片凭借成熟的CMOS工艺可以实现各种光器件的开发和集成，能够有效降低光通信中模块的成本以及实现模块的小型化。基于级联马赫曾德尔干涉仪(The Mach
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Zehnder interferometer，MZI)结构的硅基波分(解)复用器以优良的性能被广泛研究。以四通道的解复用器Demux为例，目前本
人员的常规技术手段是将硅基光电子芯片的接收端设计为如图1所示的结构框图，该接收端包含边缘耦合器101(edge coupler，EC)、偏振旋转分束器102(polarization splitterand rotator，PSR)、TE模式的波导103、解复用器A104、解复用器A105以及PD阵列106，所述解复用器A和所述解复用器B均为四通道，即可用于将一束光分为4个不同波长的光信号。所述TE模式为基本横电模式(Basic horizontal electric mode，TE)。图1所示的硅基光电子芯片的接收端的工作原理为：PSR将经过具有两个偏振正交模式的波导所传输的光信号转换为两路偏振正交模式均为TE模式的波导所传输的光信号，所以解复用器A和解复用器B均需要基于TE模式进行结构设计，但是该结构对工艺的变化很敏感，例如，当波导的尺寸发生变化时，会使Demux的整体性能恶化，例如通道带宽减小，通道串扰增大，光插损受影响，以及通道中心波长偏移等，这会大大降低器件的良率。并且常用的PSR器件尺寸一般较大，大约几百微米长，设计难度大，不利于硅光芯片的小型化，并且接收端整体性能受PSR的损耗、偏振消光比等性能参数的限制。
[0003]因此，本专利技术提出了一种光信号接收单元、发送单元、芯片及处理方法，以降低Mux和Demux的工艺敏感程度。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种光信号接收单元、发送单元、芯片及处理方法，以解决现有技术中基于级联马赫曾德尔干涉仪(The Mach
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Zehnder interferometer，MZI)结构的Mux和Demux的工艺敏感程度较高的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种光信号接收单元，包括：第一边缘耦合器、一对解复用器和偏振处理器；所述偏振处理器用于接收所述第一边缘耦合器发出的光信号，并将所述第一边缘耦合器发出的光信号转换为两路传输的光信号，且所述两路传输的光信号中的至少一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横磁模式；所述解复用器包括至少两个传输通道，并用于将所述两路中的其中一路所传输的光信号分解成不同波长的光信号。
[0006]其有益效果在于：相比于现有技术中到达解复用器的光信号均为通过基本横电模式(Basic horizontal electric mode，TE)的波导所传输的光信号，本专利技术则至少保证到达解复用器的光信号中至少一路为由基本横磁模式的波导所传输的光信号，能降低工艺敏感度。
[0007]可选地，所述偏振处理器包括：偏振分束器；所述偏振分束器用于接收所述第一边缘耦合器发出的光信号，并将所述第一边缘耦合器发出的光信号转换为两路传输的光信号，且所述两路中的一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横磁模式、所述两路中的另一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横电模式。其有益效果在于：通过所述偏振处理器取缔现有技术中的PSR，能够降低整体面积，有利于硅芯片的小型化。
[0008]可选地，所述偏振处理器包括：偏振分束器和偏振旋转器；所述偏振分束器用于接收所述第一边缘耦合器发出的光信号，并将所述第一边缘耦合器发出的光信号转换为两路传输的光信号，且所述两路中的一路上用于传输的光信号的波导的偏振正交模式为基本横磁模式、所述两路中的另一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横电模式；所述偏振旋转器用于将所述两路中的另一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式由基本横电模式变为基本横磁模式。其有益效果在于：通过将到达解复用器的光信号均为通过基本横磁模式的波导所传输的光信号，大大降低了工艺敏感度。
[0009]可选地，所述光信号接收单元，还包括：光电探测阵列，所述光电探测阵列用于接收所述解复用器发出的光信号，并转换为光电流，以完成光信号至电信号的转换。
[0010]可选地，所述解复用器包括：至少一个工艺敏感抑制单元，所述工艺敏感抑制单元包括第一定向耦合器、第二定向耦合器、第一光波导延迟线和第二光波导延迟线；所述第一光波导延迟线的一端连接所述第一定向耦合器的第一端，所述第一光波导延迟线的另一端连接所述第二定向耦合器的第二端；所述第二光波导延迟线的一端连接所述第一定向耦合器的第三端，所述第二光波导延迟线的另一端连接所述第二定向耦合器件的第四端。
[0011]可选地，所述第一定向耦合器和所述第二定向耦合器中的波导的宽度的取值范围在1.3
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2.5微米。其有益效果在于：目前常用的所述第一定向耦合器和所述第二定向耦合器中的波导的宽度为0.7
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0.8微米，其工艺敏感度较高，本专利技术通过所述第一定向耦合器和所述第二定向耦合器中的波导的宽度的取值范围在1.3
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2.5微米降低了工艺敏感度。
[0012]可选地，所述第一光波导延迟线和所述第二光波导延迟线中的波导的宽度的取值范围在1.3
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2.5微米。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种硅基光电子芯片，包括：至少一个光信号接收单元。其有益效果可参见第一方面的有益效果。
[0014]第三方面，本专利技术提供一种光信号发送单元，包括：至少一个模式转换单元和波分复用器；所述模式转换单元用于将传输光信号的波导的偏振正交模式由基本横电模式变为基本横磁模式；所述波分复用器用于接收至少一个模式转换单元发出的光信号，并将所接收到的光信号合成一束光信号。
[0015]其有益效果在于：降低工艺敏感度。
[0016]可选地，所述模式转换单元包括：光源、第二边缘耦合器、电光调制器、偏振旋转器；所述光源用于发出光信号；所述第二边缘耦合器用于接收所述光源发出的、且经偏振正
交模式为基本横电模式的波导传输的光信号；所述电光调制器用于对所述第二边缘耦合器发出的光信号进行电光调制；所述偏振旋转器用于接收经过所述电光调制器调制后的所述第二边缘耦合器发出的光信号，并用于将传输光信号的波导的偏振正交模式由基本横电模式变为基本横磁模式。其有益效果在于：有效降低工艺敏感度。
[0017]第四方面，本专利技术提供一种光信号的处理方法，应用于如第一方面中任一项所述的光信号接收单元，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光信号接收单元，其特征在于，包括：第一边缘耦合器、一对解复用器和偏振处理器；所述偏振处理器用于接收所述第一边缘耦合器发出的光信号，并将所述第一边缘耦合器发出的光信号转换为两路传输的光信号，且所述两路传输的光信号中的至少一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横磁模式；所述解复用器包括至少两个传输通道，并用于将所述两路中的其中一路所传输的光信号分解成不同波长的光信号。2.根据权利要求1所述的光信号接收单元，其特征在于，所述偏振处理器包括：偏振分束器；所述偏振分束器用于接收所述第一边缘耦合器发出的光信号，并将所述第一边缘耦合器发出的光信号转换为两路传输的光信号，且所述两路中的一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横磁模式、所述两路中的另一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横电模式。3.根据权利要求1所述的光信号接收单元，其特征在于，所述偏振处理器包括：偏振分束器和偏振旋转器；所述偏振分束器用于接收所述第一边缘耦合器发出的光信号，并将所述第一边缘耦合器发出的光信号转换为两路传输的光信号，且所述两路中的一路上用于传输的光信号的波导的偏振正交模式为基本横磁模式、所述两路中的另一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式为基本横电模式；所述偏振旋转器用于将所述两路中的另一路上用于传输光信号的波导的偏振正交模式由基本横电模式变为基本横磁模式。4.根据权利要求2或3所述的光信号接收单元，其特征在于，还包括：光电探测阵列，所述光电探测阵列用于接收所述解复用器发出的光信号，并转换为光电流，以完成光信号至电信号的转换。5.根据权利要求1所述的光信号接收单元，其特征在于，所述解复用器包括：至少一个工艺敏感抑制单元，所述工艺敏感抑制单元包括第一定向耦合器、第二定向耦合器、第一光波导延迟线和第二光波导延迟线；所述第一光波导延迟线的一端连接所述第一定向耦合器的第一端，所述第一光波导延迟线的另一端连接所述第二定向耦合器的第二端；所述第二光波导延迟线的一端连接所述第一定向耦合器的第三端，所述第二光波导延迟线的另一端连接所述第二定向耦合器件的第四端。6.根据权利要求5所述的光信号接收单元，其特征在于，所述第一定向耦合器和所述第二定向耦合器中的波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，
申请(专利权)人：赛丽科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：