【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光通信，尤其涉及基于多模干涉耦合器的光混频器。
技术介绍
1、相干光通信技术与传统的光通信技术相比，具有更高的接收灵敏度、更大的通信容量和更多的调制方式等优点。它主要包括两部分：相干调制和外差检测。在发送端利用光信号来调制载波信号的频率、相位、振幅等信息，而后在接收端利用本振信号与接收信号在光混频器中混频，从而得到输入光信号的频率、相位、振幅等信息。
2、数字相干检测的光多级调制格式被认为是构建下一代高容量传输系统的很有前途的候选方案。在它们的接收器中，90度光混频器对于从光信号中检索同相和正交(i和q)分量是绝对必要的。90度光混频器的基本原理为本征光与信号光分别从两个通道入口以线偏振光射入，本征光经四分之一的波片后由线偏振光变为圆偏振光(由于快慢轴缘故，o光与e光相差π/2相位，光强相同)，后经偏振分光棱镜(pbs)分光，p光和s光分开，并分别进入两条光通路，同时，信号光也经pbs分光，p光与s光相互分开，分别与本征光的s光和p光进行混合产生新的光束，此时，两个光路相差π/2相位差。后经二分之一波片，混合后的光路中的产生π相位差，后经pbs分离，最终产生两束相差π相位的光束。
3、光混频器是一种能够将多个光信号混合在一起，并输出一个复合信号的光学器件。在光通信中，它主要用于实现光信号的调制、频率转换、波长转换和时域转换，以满足不同通信系统对光信号的需求。相干接收使用了本振信号和接收信号的混频，可以有效提高发送信号的功率，提供比非相干系统更高的osnr，这对提升传输距离是非常有优势的。但是
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于多模干涉耦合器的光混频器，旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于多模干涉耦合器的光混频器，包括：
4、基底，所述基底为硅层；
5、衬底，所述衬底为二氧化硅层，位于基底上；
6、硅波导层，所述硅波导层包括四个2×2mmi，均位于衬底上；四个所述mmi分别为一号mmi、二号mmi、三号mmi和四号mmi，所述一号mmi与三号mmi之间、一号mmi与四号mmi之间、二号mmi与三号mmi之间以及二号mmi与四号mmi之间均连接有传输波导；所述一号mmi上方设有一号输入波导，信号光从一号输入波导射入；所述二号mmi下方设有二号输入波导，本征光从二号输入波导射入；所述三号mmi上设有两个输出波导，分别为三号输出波导和四号输出波导；所述四号mmi上设有两个输出波导，分别为一号输出波导和二号输出波导；
7、电极层，所述电极层包含相位调制器，相位调制器位于二号mmi和三号mmi之间的传输波导上，用于提供90°的绝对相移。
8、进一步的，所述mmi的宽度为6μm，长度为50μm，硅基折射率为3.95，二氧化硅的折射率为1.45，有效折射率为2.45。
9、进一步的，所述mmi的输入波导和输出波导均采用锥形设计，长度为10μm，最宽处为1μm，最窄处为0.2μm。
10、进一步的，所述mmi为限制干涉类型的多模干涉耦合器。
11、进一步的，四个所述mmi的交叉位置为交叉耦合波导。
12、进一步的，所述传输波导宽度为0.5μm，高度为0.22μm。
13、进一步的，所述信号光与本征光最优适用波段均为1500-1600nm。
14、进一步的，所述一号输出波导、二号输出波导、三号输出波导和四号输出波导分别产生180°、0°、270°和90°的相对相位差。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术采用2×2mmi，并在传输过程中引入相位调制器来提供90°绝对相位差，彻底改变了以往依赖增加光程来获取相位差的方式，不仅减小了损耗，而且增大了波长的适用范围。在设计中，光信号与本征信号被分别输入，确保了两者在混频过程中能够实现最大限度的功率分配，提升了整体效率。此外，本专利技术的光混频器设计紧凑，能够轻松实现在芯片上的集成，为多种混频应用场景提供了强有力的支持。该光混频器低损耗、高宽带的特性使得光信号在传输过程中能够保持较高的信号质量和稳定性，满足现代光通信系统对高速、大容量传输的需求，在光通信领域展现出巨大的使用潜力。
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1.基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述MMI的宽度为6μm，长度为50μm，硅基折射率为3.95，二氧化硅的折射率为1.45，有效折射率为2.45。
3.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述MMI的输入波导和输出波导均采用锥形设计，长度为10μm，最宽处为1μm，最窄处为0.2μm。
4.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述MMI为限制干涉类型的多模干涉耦合器。
5.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，四个所述MMI的交叉位置为交叉耦合波导。
6.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述传输波导宽度为0.5μm，高度为0.22μm。
7.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述信号光与本征光最优适用波段均为1500-1600nm。
8.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光
...【技术特征摘要】
1.基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述mmi的宽度为6μm，长度为50μm，硅基折射率为3.95，二氧化硅的折射率为1.45，有效折射率为2.45。
3.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述mmi的输入波导和输出波导均采用锥形设计，长度为10μm，最宽处为1μm，最窄处为0.2μm。
4.根据权利要求1所述的基于多模干涉耦合器的光混频器，其特征在于，所述mmi为限制干涉类型的多模干涉耦合器。
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