[發明專利]具有偏振多樣性垂直光纖耦合接口的硅基電光調制器

有效

• 申請號: 201410652891.9
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104317070B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 張贊允;劉宏偉;李鴻強;陳力穎
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G02F1/025
• 分類號: G02F1/025
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

1.具有偏振多樣性垂直光纖耦合接口的硅基電光調制器，其中包括：

一個四通道二維光柵耦合器(1)，用以實現偏振多樣性的光耦合，也即能夠將單模光纖中雙偏振態P1、P2的入射光均耦合并偏振分束進入第二通道單模波導(2)、第三通道單模波導(3)、第四通道單模波導(4)、第五通道單模波導(5)內以類TE偏振模單模傳輸；

MMI耦合器(6)，作為光學合束器使用，設置有三個；分別是第一MMI耦合器、第二MMI耦合器和第三MMI耦合器，其中第一MMI耦合器用于將第三通道單模波導(3)和第四通道單模波導(4)進行合束，第二MMI耦合器用于將第二通道單模波導(2)和第五通道單模波導(5)進行合束，第三MMI耦合器將第八通道單模波導(8)和第九通道單模波導(9)的光學合束；

兩個射頻相移器(7)，作為電信號的輸入載體，用以通過電學信號對第八通道單模波導(8)和第九通道單模波導(9)中傳播的光束進行相位調制，對其中一個光學臂進行調制或對兩個光學臂同時進行差分調制，同時通過在第八通道單模波導(8)和第九通道單模波導(9)對應的兩個光學臂中均引入射頻相移器(7)，平衡第八通道單模波導(8)和第九通道單模波導(9)中由于射頻相移器(7)引起的光損耗，進而提升調制器的性能；電光調制器芯片與單模光纖利用一個四通道二維光柵耦合器(1)作為垂直耦合光學接口，當單模光纖與芯片表面完全垂直且處于光柵區域中心時，光纖中雙偏振態P1和P2的光均能夠耦合進入，同時通過偏振分束以不同的比率進入四個通道波導進行類TE偏振態單模傳輸。

2.根據權利要求1所述的具有偏振多樣性垂直光纖耦合接口的硅基電光調制器，其中采用第一MMI耦合器將第三通道單模波導(3)和第四通道單模波導(4)以及第二MMI耦合器將通道單模波導(2)和第五通道單模波導(5) 中傳播的光進行合束，由于對稱性，當光纖完全垂直并且對準于光柵對角線中心處時，雖然偏振態P1、P2的光耦合進入x方向第二通道單模波導(2)和第四通道單模波導(4)、y方向第三通道單模波導(3)和第五通道單模波導(5)的分量并不相等且會隨著輸入偏振態的變化而變化，然而同方向第二通道單模波導(2)和第四通道單模波導(4)、第三通道單模波導(3)和第五通道單模波導(5)內部光分量強度和相位完全一致；因此，第二通道單模波導(2)和第五通道單模波導(5)內的光合束后一定與第三通道單模波導(3)和第四通道單模波導(4)內的光合束后相位一致；因此，無論輸入光偏振狀態怎么變化，均能保證第八通道單模波導(8)和第九通道單模波導(9)中的光功率是均衡且相位一致滿足相干條件，通過后面的干涉儀結構來實現調制功能。

3.根據權利要求1所述的具有偏振多樣性垂直光纖耦合接口的硅基電光調制器，其中采用兩個射頻相移器(7)，用于對第八通道單模波導(8)和第九通道單模波導(9)中的光進行相位調制，使得兩路光信號的相位正好相差π，此時，兩路光信號經過光學合束后干涉相消，對應器件的光輸出為低；當射頻相移器不加電時，兩路光信號完全同相位經過光學合束干涉增強，對應器件的光輸出為高；當電信號加載在射頻相移器(7)上時，器件的光輸出隨著電信號的變化在高和低之間切換，從而實現電光調制的功能；高即對應于邏輯電平“1”，低即對應于邏輯電平“0”。