[發(fā)明專利]高重頻多波長超短脈沖的鎖模光子集成芯片的設(shè)計方法及產(chǎn)品和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112366522B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊婉姝;吉晨
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01S5/50
• 分類號: H01S5/50;H03M1/12;G02B6/12
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

1.一種高重頻多波長超短脈沖的鎖模光子集成芯片的設(shè)計方法，其特征在于，設(shè)計所述鎖模光子集成芯片包括的部件有半導(dǎo)體光放大器陣列、相位延遲線陣列、能夠產(chǎn)生雙重高斯模場的多模干涉儀、平坦化的陣列波導(dǎo)光柵、飽和吸收體以及半導(dǎo)體光放大器，相鄰部件之間通過無源波導(dǎo)連接；

其中，所述半導(dǎo)體光放大器陣列分別單獨(dú)為N個不同波長的通道提供增益，N為大于等于2的整數(shù)；

所述相位延遲線陣列維度與所述半導(dǎo)體光放大器陣列維度相同，所述相位延遲線陣列包含由無源波導(dǎo)材質(zhì)制作的不同長度的相位延遲線，各個長度的相位延遲線分別補(bǔ)償各波長通道的增益光由于色散效應(yīng)產(chǎn)生的不同有效光程差；

所述多模干涉儀利用雙重高斯模場對經(jīng)過有效光程差補(bǔ)償?shù)脑鲆婀馓嵘齻鬏攲拵В?/p>

所述陣列波導(dǎo)光柵通過平坦化設(shè)計對提升傳輸寬帶的增益光進(jìn)行多路復(fù)用，將N路光脈沖信號復(fù)用為1路光脈沖信號；

所述飽和吸收體連接在所述陣列波導(dǎo)光柵的輸出端，并與陣列波導(dǎo)光柵形成N個獨(dú)立而又同步的不同波長鎖模光脈沖通道；

所述半導(dǎo)體光放大器用于對所述飽和吸收體的輸出脈沖進(jìn)行增益并輸出；

通過控制鎖模光子集成芯片的時間帶寬積臨近脈沖型的轉(zhuǎn)換極限值，來降低輸出脈沖的啁啾；

在所述飽和吸收體上增加外部RF源和偏置器，利用偏置器將施加于飽和吸收體的反向偏置電壓和RF時鐘信號合并到一起，利用地-信號探針施加在飽和吸收體以實(shí)現(xiàn)混合鎖模，控制RF時鐘信號的輸出功率大于20dBm，以將光脈沖時間抖動降低到1ps以下。

2.如權(quán)利要求1所述的高重頻多波長超短脈沖的鎖模光子集成芯片的設(shè)計方法，其特征在于，設(shè)計所述飽和吸收體設(shè)于鎖模光子集成芯片的腔長的1/M處，對所述半導(dǎo)體光放大器陣列和所述半導(dǎo)體光放大器施加正向電流，在飽和吸收體施加反向偏置電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)M倍于基頻的高重頻光脈沖輸出。

3.一種高重頻多波長超短脈沖的鎖模光子集成芯片，其特征在于，通過權(quán)利要求1或2所述的高重頻多波長超短脈沖的鎖模光子集成芯片的設(shè)計方法得到。

4.一種高速光子模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括所述權(quán)利要求3所述的高重頻多波長超短脈沖的鎖模光子集成芯片作為光源。