[發明專利]一種光偏振調制器及光偏振調制的方法

有效

• 申請號: 201711381952.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109946790B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 周換穎;沈百林
• 申請（專利權）人: 中興光電子技術有限公司
• 主分類號: G02B6/126
• 分類號: G02B6/126;G02B6/10
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 孫浩

本發明公開了一種光偏振調制器及光偏振調制的方法，涉及光通信領域。本發明公開的光偏振調制器，包括：光分束器，將輸入的光信號分為兩束能量相同的光信號；相移臂，根據接收到的電學信號調整加載相位差，調整輸入的兩束光信號之間的相位差；2*2光合束器，將相移臂輸出的相位相差為0的兩束光信號，合束從下端口輸出，將相移臂輸出的相位相差為π的兩束光信號，合束從上端口輸出；偏振旋轉合束器，將2*2光合束器的下端口輸出的光信號保持原有偏振狀態合并成一束光信號后輸出，將2*2光合束器的上端口輸出的光信號的偏振狀態進行偏振旋轉再合并成一束光信號后輸出。本申請技術方案，實現了基于波導結構的光偏振調制，便于實現大規模量產。

技術領域

本發明涉及光通信領域，尤其涉及一種光偏振調制器及光偏振調制的方法。

背景技術

隨著移動互聯網、云計算、數據中心以及虛擬現實(VR)等技術的飛速發展,人們對信息傳輸的帶寬和時延的要求越來越高，未來光網絡的傳輸能力將面臨著前所未有的挑戰，有效的提升現有光網絡的傳輸能力變得十分迫切。光調制器是光通信網絡中的核心光器件，用來實現信息從電到光的轉變。從承載信息的角度上看，可以在光波的強度，相位，頻率，偏振上加載調制信號。而現有光通信系統中的高速調制器主要基于光波導結構實現光強度和相位的調制，如何進一步提升調制器的信息加載能力對改善光通信網絡具有重要意義。

光偏振調制是利用外部電學信號改變光的偏振狀態，使其攜帶調制信息。目前最流行的光偏振調控方法是基于電光晶體的線性電光效應和雙折射效應來實現的，具有時間穩定性和電場穩定的優點。但由于所采用的晶體材料需要特殊的生長方式和條件，與現有的光子集成工藝尤其是CMOS工藝不兼容，因此無法實現大規模、低成本的量產。

發明內容

本文提供一種光偏振調制器及光偏振調制的方法，可以解決現有光偏振調制器無法與光子集成工藝兼容的問題。

本文公開了一種光偏振調制器，包括輸入波導、光分束器、相移臂、2*2光合束器、偏振旋轉合束器以及輸出波導，其中：

所述光分束器，將通過所述輸入波導輸入的光信號分為兩束能量相同的光信號，傳輸至所述相移臂；

所述相移臂，根據接收到的電學信號調整加載相位差，按照所述加載相位差調整輸入的兩束光信號之間的相位差，并輸出至所述2*2光合束器；

所述2*2光合束器，將所述相移臂輸出的相位相差為0的兩束光信號，合束從所述2*2光合束器的下端口輸出至偏振旋轉合束器，將所述相移臂輸出的相位相差為π的兩束光信號，合束從所述2*2光合束器的上端口輸出至偏振旋轉合束器；

所述偏振旋轉合束器，將所述2*2光合束器的下端口輸出的光信號保持原有偏振狀態合并成一束光信號后輸出至所述輸出波導，將所述2*2光合束器的上端口輸出的光信號的偏振狀態進行偏振旋轉再合并成一束光信號后輸出至所述輸出波導。

可選地，上述光偏振調制器中，所述偏振旋轉合束器為一個集成器件，或者分為偏振旋轉器和偏振合束器。

可選地，上述光偏振調制器中，所述光分束器采用普通3dB耦合器。

可選地，上述光偏振調制器中，所述光偏振調制器采用絕緣襯底上的硅(SOI)材料制成。

可選地，上述光偏振調制器中，所述光偏振調制器采用半導體制造工藝制成。

本文還公開了一種光偏振調制的方法，包括：

光信號通過輸入波導傳輸至光分束器，由所述光分束器將輸入的光信號分為兩束能量相同的光信號傳輸至相移臂；

所述相移臂根據接收到的電學信號調整加載相位差，按照所述加載相位差調整所述光分束器輸出的兩束光信號之間的相位差，并傳輸至2*2光合束器；