具有减小长度的马赫-曾德尔二极管的光学调制器制造技术

一种Mach‑Zehnder调制器(MZM)包括第一光学路径，具有耦合至第一电压信号节点并配置用于修改通过第一光学路径发送的第一光信号的相位的第一二极管。另一二极管位于第一光学路径中并配置用于将相位偏移引入第一光信号。第二光学路径包括耦合至第二电压信号节点并配置用于修改通过第二光学路径发送的第二光信号的相位的第二二极管。承载在第一电压信号节点上的第一电压信号与承载在第二电压信号节点上的第二电压信号每个在反向偏置电压电平和正向偏置电压电平之间变化。光学耦合器耦合至第一光学路径和第二光学路径。

Optical modulator with reduced length of Maher Zeng Del diode

A Mach Zehnder modulator (MZM) includes a first optical path, having a first diode coupled to a first voltage signal node and configured to modify the phase of the first light signal transmitted through the first optical path. The other diode is located in the first optical path and configured to introduce phase offset into the first optical signal. The second optical path includes a second diode coupled to a second voltage signal node and configured to modify the phase of the second light signal transmitted through the second optical path. The first voltage signal loaded on the first voltage signal node changes between the second voltage signals loaded on the second voltage signal node each at the reverse bias voltage level and the forward bias voltage level. The optical coupler is coupled to the first optical path and the second optical path.

【技术实现步骤摘要】
具有减小长度的马赫-曾德尔二极管的光学调制器相关申请的交叉引用本申请要求享有2017年1月6日提交的法国专利申请No.1750151的优先权，该申请在此通过引用整体并入本文。
本公开涉及光学调制器的领域，并且特别地涉及马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制器(MZM)的领域。
技术介绍
也被称为Mach-Zehnder干涉仪(MZI)的Mach-Zehnder调制器(MZM)是基于由光耦合器所组合的两个异相光学信号之间的干涉的光学调制器。特别地，光学耦合器的每个输出分支中的光学功率将取决于在耦合器的输入端处光学信号之间的相位差的量。为了在光学信号之间提供可变的相位差，已经提出了通过二极管传播光学信号，跨越二极管施加偏置电压，每个光学信号的相位偏移是所施加的电压电平的函数。以该方式，被施加至二极管的电压信号可以用于产生经调制的光学信号。在接收器处光学信号的成功解调将取决于光学信号的消光比(extinctionratio)，换言之光学信号的不同等级之间光强度的差异。在现有的MZM中，为了在光学信号之间提供足够高以实现优良消光比的相位差，通常需要提供相对较长的二极管，例如长度在2和3mm之间。然而，相对较长的二极管的使用具有在表面面积和能耗方面的缺点。因此，在现有技术中需要允许使用减小长度的二极管而同时维持得到的光学信号的相对较高消光比的光学调制器。
技术实现思路
本公开的实施例至少部分地致力于现有技术中的一个或多个需求。根据一个方面，提供了一种Mach-Zehnder调制器(MZM)。第一光学路径包括适用于接收用于修改通过第一光学路径发送的第一光信号的相位的第一电压信号的第一二极管。第二光学路径包括适用于接收用于修改通过第二光学路径发送的第二光学信号的相位的第二电压信号的第二二极管。第一电压信号和第二电压信号均可以在反向偏置电压电平和正向偏置电压电平之间改变。光学耦合器被配置为耦合第一光学路径和第二光学路径。另一二极管位于第一光学路径中并且被配置用于将相位偏移引入第一光学信号。根据一个实施例，MZM进一步包括适用于产生第一电压信号和第二电压信号的驱动电路，驱动电路适用于产生比0V高并且比第一二极管和第二二极管的阈值电压低的正向偏置电压电平。根据一个实施例，第一光学路径和第二光学路径被设置为使得缺乏第一电压信号和第二电压信号时，另一二极管仅在第一光学信号和第二光学信号之间提供由第一光学路径和第二光学路径引入的相位变化。根据一个实施例，另一二极管被配置为引入在10和80°之间的相位偏移。根据一个实施例，另一二极管被配置为引入在10和65°之间的相位偏移。根据一个实施例，第一二极管和第二二极管均具有在200和1100μm之间的长度。根据一个实施例，另一二极管具有在50和400μm之间的长度。根据一个实施例，MAM进一步包括另一光学耦合，所述另一光学耦合将第一光学信号提供至第一光学路径并将第二光学信号提供至第二光学路径。根据一个实施例，MZM进一步包括用于产生用于控制由另一二极管引入的相位偏移的偏置电压的控制电路。根据一个实施例，控制电路被配置为基于光学耦合器的至少一个输出信号产生偏置电压。根据另一方面，提供了一种光学链路，包括：以上的MZM，以及耦合置光学耦合器的输出端的光学通道。根据另一方面，一种光学调制的方法包括，向Mach-Zehnder调制器的第一二极管施加第一电压信号以用于修改通过第一光学路径发送的第一光信号的相位。第一光学路径进一步包括被配置用于将相位偏移引入置第一光信号的另一二极管。方法也包括向Mach-Zehnder调制器的第二二极管施加第二电压信号以用于修改通过第二光学路径发送的第二光信号的相位。第一电压信号和第二电压信号每个在反向偏置电压电平和正向偏置电压电平之间改变。第一光学路径和第二光学路径由光学耦合器耦合。附图说明前述以及其他特征和优点将从借由示例且非限定性方式参考附图所给出的实施例的以下详细说明书而变得明显，其中：图1示意性地说明了根据一个示例性实施例的Mach-Zehnder调制器(MZM)；图2是展示了根据一个示例性实施例的图1的MZM的每个输出分支的根据相位偏移的输出传输功率的图表；图3是展示了根据一个示例性实施例的由MZ二极管根据反向电压施加至光学信号的相位偏移的示例的图表；图4示意性地说明了根据本公开的一个示例性实施例的光学调制器；图5示意性地说明了根据一个示例性实施例的MZ二极管；图6是说明了根据一个示例性实施例的MZ二极管中的根据所施加电压的电流的图表；图7A是说明了根据一个示例性实施例的施加至MZ二极管的电压信号的示例的图表；图7B是说明了根据一个示例性实施例的由图7A的电压信号得到的光强度的示例的图表；图8示意性地说明了根据一个示例性实施例的用于PAM-4(脉冲宽度调制)的MZ二极管；图9A和图9B是说明了根据一个示例性实施例的施加至MZ二极管的电压信号的示例的时序图；以及图9C是示出了根据一个示例性实施例的由图9A和图9B的电压信号得到的光强度的示例的图表。具体实施方式术语“近似”在此用于指明对于所讨论数值的加或减百分之10的范围。图1示意性地说明了根据已经提出的实施例的MZM100。MZM100包括具有二极管102的光学路径P1，和具有二极管104的光学路径P2。二极管102、104分别由电压信号V1(t)和V2(t)偏置。二极管102、104用于在光学路径P1、P2中的光信号之间引入变化的相位差，并且这些二极管将在此被称作MZ(Mach-Zehnder)二极管。将光源信号经由光学耦合器106提供至MZ二极管102和104，光学耦合器例如将具有π/2弧度相位差的光信号提供至第一光学路径和第二光学路径P1、P2。相位调制装置108耦合至MZ二极管102和104的输出端，并且在缺乏由MZ二极管102、104所施加的任何相位差时，在光学路径之间添加π/2弧度的默认相位偏移。例如，光学装置108包括分别被配置用于引入+π/4和-π/4的相位偏移。光学耦合器114在二极管110和112的输出端处耦合光学路径P1、P2的光学信号，以便于产生输出光学信号Pout和其中一个例如提供了MZM100的可以通过光学链路(图1中未示出)发送至接收器的已调制输出信号。图2是展示了图1的MZM100的输出光学信号Pout和的根据由光学路径P1和P2引入的相位差的功率的图表。如图所示，当并未施加电压信号V1(t)和V2(t)时，由光学路径所产生的输出信号之间的默认相位差例如近似是π/2弧度，换言之近似90°。在该相位差处，输出功率在输出信号Pout和之间基本上均等的划分。如图2中箭头202所示，当相位差变为低于π/2弧度时，光学输出信号Pout的功率朝向1值增大，代表了组合的光学信号Pout、的全部功率，并且当相位差变得高于π/2弧度时，光学信号Pout的功率朝向0值降低。输出功率Pout与由光学路径P1和P2引入的光学信号之间相位差之间的关系例如对应于其中k是表示模量2π的整数。由每个MZ二极管102、104引入的相位偏移可以例如由以下表达式确定：其中λ0是光学信号的波长，Δn是由电压变化引起的二极管的材料的折射率的变化，以及l是二极管的长度。图3是说明了被施加至MZ二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马赫‑曾德尔调制器(MZM)，包括：第一光学路径，包括第一二极管，所述第一二极管耦合至第一电压信号节点并被配置用于修改通过所述第一光学路径所发送的第一光信号的相位；第二光学路径，包括第二二极管，所述第二二极管耦合至第二电压信号节点并被配置用于修改通过所述第二光学路径所发送的第二光信号的相位，其中在所述第一电压信号节点上所承载的第一电压信号与在所述第二电压信号节点上所承载的第二电压信号均在反向偏置电压电平和正向偏置电压电平之间变化；另一二极管，位于所述第一光学路径中并被配置用于将相位偏移引入至所述第一光信号；以及光学耦合器，耦合至所述第一光学路径和所述第二光学路径。

【技术特征摘要】
2017.01.06 FR 17501511.一种马赫-曾德尔调制器(MZM)，包括：第一光学路径，包括第一二极管，所述第一二极管耦合至第一电压信号节点并被配置用于修改通过所述第一光学路径所发送的第一光信号的相位；第二光学路径，包括第二二极管，所述第二二极管耦合至第二电压信号节点并被配置用于修改通过所述第二光学路径所发送的第二光信号的相位，其中在所述第一电压信号节点上所承载的第一电压信号与在所述第二电压信号节点上所承载的第二电压信号均在反向偏置电压电平和正向偏置电压电平之间变化；另一二极管，位于所述第一光学路径中并被配置用于将相位偏移引入至所述第一光信号；以及光学耦合器，耦合至所述第一光学路径和所述第二光学路径。2.根据权利要求1所述的MZM，进一步包括驱动电路，所述驱动电路耦合至所述第一电压信号节点和所述第二电压信号节点并被配置用于产生所述第一电压信号和所述第二电压信号，其中所述驱动电路被配置为产生高于0V且低于所述第一二极管和所述第二二极管的阈值电压的所述正向偏置电压电平。3.根据权利要求1所述的MZM，其中，所述第一光学路径和所述第二光学路径被设置为使得在缺乏所述第一电压信号和所述第二电压信号时，所述另一二极管在所述第一光信号和所述第二光信号之间仅提供由所述第一光学路径和所述第二光学路径所引入的相位变化。4.根据权利要求1所述的MZM，其中，所述第一二极管和所述第二二极管包括高速相位调制(HSPM)二极管，以及所述另一二极管包括P-本征-N相位调制(PINPM)二极管。5.根据权利要求1所述的MZM，其中，所述另一二极管被配置为引入在10°和80°之间的相位偏移。6.根据权利要求1所述的MZM，其中，所述另一二极管被配置为引入在10°和65°之间的相位偏移。7.根据权利要求1所述的MZM，其中，所述第一二极管和所述第二二极管均具有在200μm和1100μm之间的长度。8.根据权利要求1所述的MZM，其中，所述另一二极管具有在50μm和400μm之间的长度。9.根据权利要求1所述的MZM，进一步包括另一光学耦合器，所述另一光学耦合器耦合至所述第一光学路径和所述第二光学路径，所述第一光学路径和所述第二光学路径在所述另一光学耦合器与所述光学耦合器之间延伸。10.根据权利要求1所述的MZM，进一步包括另一光学耦合器，所述另一光学耦合器被配置用于将所述第一光信号提供至所述第一光学路径并将所述第二光信号提供至所述第二光学路径。11.根据权利要求1所述的MZM，进一步包括偏置电压产生器，所述偏置电压产生器耦合至所述另一二极管。12.根据权利要求11所述的MZM，其中，所述偏置电压产生器被配置为产生偏置电压以用于控制由所述另一二极管所引入的所述相位偏移。13.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·达内伦，D·派彻，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR