[發明專利]用于直接耦合到RF驅動器電路的InP馬赫-曾德爾調制器的偏置方法

有效

• 申請號: 201911310200.6
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111355534B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: S·戴維斯;A·J·沃德
• 申請（專利權）人: 朗美通技術英國有限公司
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/516;G02F1/025
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

一種光發射機包括直接耦合的MZ干涉儀和驅動器電路。所述MZ干涉儀包括差分驅動的MZ電極對，被配置為將RF信號賦予通過干涉儀的相應臂行進的光，并且經由所述MZ干涉儀的下n型包層接收DC偏置作為正電壓。所述下n型包層處于與所述MZ干涉儀的上平面RF接地不同的正DC電勢，但所述下n型包層和所述上平面RF接地具有相似的AC電勢。所述MZ干涉儀還包括：串聯的電阻器對，被配置為提供MZ電極的差分RF端接；以及在形成于所述電阻器對之間的中心點處的虛擬接地與被配置為提供共模RF端接的RF接地之間的電容耦合。用于驅動器電路的DC電源被施加到所述RF端接的所述中心點。

技術領域

本發明涉及一種包括直接耦合的MZ調制器干涉儀和驅動器電路的光發射機。具體地，MZ干涉儀和驅動器電路可以在它們之間沒有RF部件列的情況下耦合。

背景技術

射頻(RF)放大器芯片通常是使用馬赫-曾德爾(MZ)調制器的光發射機中的重要部件。由發射機的數字信號處理器(DSP)輸出的數據調制模擬信號通常被限制為小于1伏(V)的峰到峰(peak-to-peak)振幅。然而，典型的MZ 調制器(例如基于磷化銦(InP)的MZ調制器)的V2π特性通常將是大約3V (V2π特性指的是在等于其半波電壓兩倍的電壓范圍(例如從-Vπ到+Vπ)上驅動調制器所需的電壓，其中半波電壓是引起π的相移或者從全透射到最大消光的偏移所需的電壓)。

在沒有放大的情況下，由DSP輸出的信號因此在幅度上太小，導致MZ 欠驅動和相當大的調制損耗。RF放大器或驅動器電路(驅動器芯片)的目的是將DSP信號放大到與MZ調制器的V2π規范兼容的放大率，從而使調制引起的損耗最小化。

圖1示出了在包括MZ干涉儀20和AC耦合的驅動器或放大器電路30 的光發射機10中的傳統偏置方法，應當理解，發射器10可以包含一個以上的MZ干涉儀20，例如嵌套配置的四個MZ干涉儀，但是在該說明性示例中，僅示出了一個MZ干涉儀20。干涉儀的配置將包括調制器芯片。

用于發射器10的驅動器電路30DC電源V_DD通過偏置三通(tee)布置40施加在驅動器電路30輸出端處，偏置三通40還通過RF部件列50將驅動器電路30輸出端的AC耦合提供到MZ干涉儀20。RF端接(差分和共模) 被提供在芯片外，負MZ DC偏置V_cm也是如此。干涉儀20的下n包層直接通過光學子組件的整個接地平面和電容性(～100pF)芯片，強耦合到RF接地 70。

在圖1的已知布置中，驅動器電路(驅動芯片)30因此遠離MZ干涉儀 20，而位于光學子組件外部的印刷電路板(PCB)上。這種遠程的芯片外位置在幾個方面是有利的。

芯片外位置使得能夠在驅動器電路30與MZ干涉儀20之間使用偏置三通電路40(用于將DC功率插入AC信號中)，驅動器電路30的輸出端AC 耦合(經由電容連接)到MZ干涉儀20的RF信號輸入焊盤。AC耦合允許驅動器電路30的DC電源V_DD通過偏置三通布置被施加到驅動器電路30的集電極輸出端，這允許負DC偏置被施加到干涉儀的p側。

驅動器電路30的芯片外位置還允許差分MZ DC偏置V_cm作為負電壓施加到MZ調制電極21、22，通常在RF端接末端60處。

然而，驅動器電路30距MZ干涉儀20的遠程位置導致相對較長的RF 部件列50，RF部件列50也需要穿過MZ干涉儀20光學子組件的壁。由于大的RF損耗和失真，這可能損害RF部件列50的級聯帶寬性能。希望提供一種消除這些問題的裝置。

發明內容