[發明專利]一種基于雪崩光電二極管APD的相干接收機

有效

• 申請號: 201410172677.3
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103929252B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 趙彥立;文柯;張詩伯;高晶
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及光電通信器件技術領域，特別涉及一種基于雪崩光電二極管APD的相干接收機。

背景技術

在光通信領域，更大的帶寬、更長的傳輸距離、更高的接收靈敏度，永遠是光電通信技術的發展目標。采用相干光檢測技術可以提高接收機的靈敏度，大大延長中繼距離，選擇性好，可采用多種調制方式，能充分發揮光波的帶寬優勢，極大地提高了通信容量，緩解了傳統光通信帶寬和功率受限的問題。

因此，作為相干光通信系統的核心器件，光學相干接收機在最近幾年再一次成為通信技術領域的研究熱點。光學相干接收機與傳統直接接收機的最大區別在于，光學相干接收機需要一個本地激光光源和一個90°混頻器，利用本振光混頻實現信號放大，提高探測靈敏度，因此，現有的相干接收機為了達到高的靈敏度必須采用高功率的本地激光光源，這就要求探測器也必須采用高動態范圍的高功率探測器，相干接收機的系統功耗很大，對系統相關器件要求較高，接收機實現起來相對困難，同時，由于相干檢測中，只有混頻交叉項是有用信號，而此部分能量相對于接收機接收整體能量很小的一部分，相干接收系統的能量利用率很低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種靈敏度高，功耗低的基于雪崩光電二極管APD的相干接收機。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于雪崩光電二極管APD的相干接收機，包括：多模干涉耦合器MMI、可變光衰減器VOA以及雪崩觀點二極管APD；光信號通過入射波導進入所述多模干涉耦合器MMI；所述多模干涉耦合器MMI的輸出端與所述可變光衰減器VOA的輸入端相連；所述可變光衰減器VOA的輸出端與所述雪崩光電二極管APD的輸入端相連；所述多模干涉耦合器MMI、所述可變光衰減器VOA以及所述雪崩觀點二極管APD器件間的光信號傳遞通過光波導實現。

進一步地，所述多模干涉耦合器MMI的入射波導芯層、多模區與輸出波導芯層、可變光衰減器的衰減芯層以及雪崩光電二極管APD的光匹配層均采用InGaAsP系列材料。

進一步地，所述基于雪崩光電二極管APD的相干接收機的基底和上包層采用InP系列材料。

進一步地，所述可變光衰減器VOA與所述雪崩光電二極管APD間的連接波導的芯層采用P型重摻雜形成電隔離槽結構。

進一步地，所述結構還包括：光斑轉換器SSC，且所述光斑轉換器SSC設置于所述多模干涉耦合器MMI的入射波導前端。

進一步地，所述可變光衰減器VOA與所述雪崩光電二極管通過光波導相連。

進一步地，所述多模干涉耦合器MMI的輸出端口為四個。

進一步地，所述雪崩光電二極管APD的倍增層采用InP材料構成的多層倍增單元級聯結構；其中，倍增單元依次由第一n型InP材料層、第一本征InP材料層、第二n型InP材料層、第二本征InP材料層、p型InP材料層和第三本征InP材料層疊置而成。

進一步地，所述雪崩光電二極管采用低噪聲高增益的e-APD。

本發明提供的基于雪崩光電二極管APD的相干接收機，通過雪崩光電二極管APD的內部增益與本振光共同作用實現信號放大，減小對本地激光源提供的本振光功率的需求，提高探測靈敏度，降低非線性效應引起的信號誤差，提高探測器的能量利用率，減小系統的功耗，簡化了相干接收機系統，降低了系統整體成本。

附圖說明

圖1為本發明實施例一提供的基于雪崩光電二極管APD的相干接收機示意圖；

圖2為本發明實施二例提供的基于雪崩光電二極管APD的相干接收機示意圖。

具體實施方式

實施例一