[發明專利]多波長光調變器

無效

• 申請號: 200710034657.X
• 申請日: 2007-03-30
• 公開（公告）號: CN101276023A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 盧鴻智
• 申請（專利權）人: 盧鴻智
• 主分類號: G02B6/28
• 分類號: G02B6/28;H04B10/00;H04B10/12;H04B10/207
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 何為

技術領域：

本發明涉及一種多波長光調變器，尤指一種可提供可積體化于單一芯片上的多波長光調變器。

背景技術：

傳統的數據傳輸，不論是服務器之間、計算機之間、機板之間、IC之間、芯片之間、芯片內部子系統之間，都是使用電導線傳輸電子訊號，然而在CPU的主頻越來越高、以及電導線的線寬越來越窄的情況下，物理極限已在眼前，因此使用光纖與光元器件來傳輸數據的光互連技術，是目前最有效而且可行的方法。

目前服務器之間與計算機之間的光互連已經被實現，然而其光電組件，依舊是分立的組件，至于在未來，機板之間、IC之間、芯片之間、芯片內部子系統之間的光互連，其使用的光組件，必須被積體化在一個芯片上，以縮小體積，與降低成本。

一般的光組件，主要是應用在光纖通信上，都是屬于尺寸較大的分立組件，而且主動與被動組件，使用的基材與材料并不相同，要將不同的光組件積體化到一個硅芯片上，光路的布局、光組件的改良、以及組件之間的整合，是最為關鍵的一環。

現有的積體化多波長光傳送接收系統為其中的核心系統，而多波長光調變器為其中的核心組件，然而因光組件的尺寸限制，目前仍是分立組件，故，并無法符合實際使用時所需。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：針對上述現有技術的不足，提供一種可積體化于單一芯片上的多波長光調變器。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種多波長光調變器，其包括一成對波長多工器及一光調變器，該成對波長多工器具有一輸入端、一輸出端、至少一第一輸出波導及至少一第一輸入波導；該光調變器具有至少一光調變單元。

本發明的成對波長多工器可使用反射式星形耦合器的波導數組光柵組件及反射式光柵組件兩種結構，其中，本發明的反射式星形耦合器的波導數組光柵組件系由一輸入端、一輸出端、一第一反射式星形耦合器、一數組波導及一第二反射式星形耦合器等組成，該反射式星形耦合器系將現有的星形耦合器改良，使得耦合器的長度大幅縮減，以縮短波導數組光柵組件的尺寸。

另本發明的反射式光柵組件由一輸入端、一輸出端、二鏡面光柵及二凹鏡面所組成，藉由多次鏡面光柵反射，將不同波長的光分開，再由凹面鏡面，將不同波長的光聚焦到輸出波導，而將波長分開。

而本發明的光調變器由至少一光調變單元所構成，該光調變單元主要分為光柵式光調變單元及雙環形共振腔式光調變單元兩種結構，其中，該光柵式光調變器可由至少一光柵結構及一耦光結構所組成，該光柵結構由一周期性變化的波導結構或折射率所形成，將特定波長的光反射，而該耦光結構可為一方向耦合器結構、一多模干涉結構、一馬赫-任德干涉儀結構或一多模干涉輔助方向耦合器結構。

該方向耦合器結構暨光柵式光調變單元系由一輸入波導，將光耦合至后端兩平行波導中，再將光耦合至特定輸出波導；該多模干涉結構暨光柵式光調變單元系由一輸入波導，將光傳進后端多模干涉區，透過模態干涉，將光耦合至特定輸出波導；該馬赫-任德干涉儀結構暨光柵式光調變單元系由一輸入波導，透過一3dB方向耦合結構，將光耦合至作用區兩波導中，經過相位控制，再透過另一3dB方向耦合結構，將光耦合至特定輸出波導；以及該多模干涉輔助方向耦合器結構暨光柵式光調變單元系由一輸入波導，將光耦合至后端兩平行波導中，而在兩平行波導中間，加入至少一多模干涉結構，使得光耦合效率提升，再將光耦合至特定輸出波導。

將上述光柵結構與耦光結構結合，即可讓未經過相位改變時的特定波長光反射，此時輸出波導為邏輯”0”，反光調變訊號輸出波導為邏輯“1”，經過相位改變后，反射光的頻帶已偏移，因此原來波長的光將不會反射，而完全傳輸至輸出波導，此時輸出波導為邏輯“1”，反光調變訊號輸出波導為邏輯“0”，因此可以將電訊號轉換成光訊號。

本發明的雙向雙環形共振腔式光調變器，由一直波導與一同心圓的兩環形耦合結構組成，系由一輸入波導，將光耦合至兩環形耦合結構的共振腔中，此時輸出波導為邏輯“0”，經過相位改變后，共振頻率已偏移，因此原來波長的光將不會耦合至共振腔中，而完全傳輸至輸出波導，此為邏輯“1”，因此可以將電訊號轉換成光訊號。而雙環形共振腔利用兩共振腔之間的耦合結構，增大操作頻帶寬，使可操作波長增加。

本發明的多波長光調變器適用多種波長，邏輯“0”隔絕度高，抗噪聲能力佳，且本發明的多波長光調變器總長可小于2mm，總寬度小于4micron，具有短且細小的優點。

附圖說明：

圖1是本發明的基本架構示意圖。

圖2是本發明的反射式星形耦合器的波導數組光柵組件結構示意圖。

圖3是本發明的反射式光柵組件結構示意圖。