一种微环调制器、超宽带调制器以及调制系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种微环调制器、超宽带调制器以及调制系统，涉及通信领域，衬底层、位于衬底层上方的波导层；衬底层，用于支撑波导层；波导层包括微环调制阵列以及位于微环调制阵列两侧的第一波导和第二波导，其中，第一波导和第二波导对称设置；微环调制阵列包括位于同一个平面的至少两个个调制单元，每个调制单元对应一个谐振波长，不同的调制单元对应不同的谐振波长，任一调制单元和第一波导之间的间距与该调制单元和第二波导之间的间距相等，任一调制单元，用于调制与调制单元对应的谐振波长谐振的光信号；第一波导用于输入光信号，第二波导用于输出经过每个所述调制单元调制后的光信号以及输出未被调制的光信号。

A micro loop modulator, ultra wideband modulator and modulation system

The embodiment of the invention provides a micro ring modulator, ultra wideband modulator and modulation system, relates to the communication field, the substrate layer and the substrate layer above the waveguide layer; the substrate layer for supporting the waveguide layer; the waveguide layer includes first and second waveguides, micro ring modulation array and micro ring modulation array located on both sides of the one. The first and second waveguides arranged symmetrically; micro ring modulation array located in the same plane including at least two of each modulation unit corresponding to each modulation unit of a resonant wavelength, resonant wavelength modulation unit is different, the spacing between the distance between any modulation unit and a first waveguide and the second waveguide modulation unit and equal and any modulation unit for the resonant wavelength resonant optical signal modulation and the corresponding modulation unit; the first waveguide for optical signal input The second waveguide is used to output an optical signal modulated by each of the modulating units and to output an optical signal that is not modulated.

【技术实现步骤摘要】
一种微环调制器、超宽带调制器以及调制系统
本专利技术实施例涉及通信领域，尤其涉及一种微环调制器、超宽带调制器以及调制系统。
技术介绍
硅基光调制器是硅光技术应用的最优前景，硅基光调制器是利用材料折射率的变化，对传输光的相位和波长进行调制的光导波器件，由于硅基光调制器中采用硅材料，而硅材料中的物理效应包含载流子色散效应，载流子色散效应指的是载流子的注入或抽取导致的半导体中自由载流子浓度的变化引起折射率的变化，因此硅基光调制器可以利用载流子色散效应，调节复折射率(又称光纳，吸收性介质最主要的光学常数)的虚部和实部来达到将电信号加载到光信号上的目的。在波分系统中，需要对不同波长的光信号加载每个波长的光信号对应的调制信号，这就需要多波长的调制器。虽然通常的调制器有一定的波长相关性，但是这样的波长相关性和波分系统中所需要的100G，200G带宽间隔比是远远不够的，因此，当包含多个波长的光束进入调制器之前需要对光信号的波长进行区分。微环具有很好的波长选择性，因此可以在调制器中增加微环，这样使得基于微环的调制器同时具有选择波长和调制的功能。现有技术中，如图1a所示的微环调制器，包括波导以及微环调制阵列，微环调制阵列包括至少一个微环，微环调制器中的微环一方面可以充当调制元件，另一方面同时充当了色散元件的作用，每个微环对应一个谐振波长，通过控制微环中波导的折射率从而控制与这些波长谐振与否，便可以在宽谱的光源上加载所需的调制信号，在调制过程中，光信号传播至耦合波导，当光信号的波长和微环对应的谐振波长谐振，光信号进入微环，并被微环调制，调制后的光信号通过波导传播出去，当光信号的波长和微环不谐振时，光信号直接通过波导的传播出去，因此，只有和微环共振的波长才可以被调制，这样使得能够与微环谐振的波长被微环损耗掉，同时，可以通过改变加载在微环上的电压，使微环的谐振波长发生移动，从而进行调制，如图1b所示。但是，微环的耦合深度和两个因素有关：1、波导和微环之间的耦合强度；2、微环自身的损耗，且只有当这两个量匹配的时候微环达到最深的耦合，因此调制器也能够达到最深的调制深度。微环对其自身的耦合间隙非常敏感，耦合间隙大的时候，微环和波导之间的耦合强度很弱，耦合间隙小的时候微环和波导之间的耦合强度很强，耦合间隙在变化时会导致微环自身的损耗和波导和微环之间的耦合强度不匹配，因此会影响微环的耦合深度，且在实际制作当中，由于工艺误差的存在使得微环的耦合间隙很难精确控制，目前工艺上通常采用193或248nm紫外光刻工艺，这样的微环耦合间隙已经逼近了加工的极限，导致在工艺上比较困难，从而影响了微环的调制深度，同时，在调制过程中，需要精确控制耦合波导和微环之间的间距，以调节耦合强度和微环损耗的关系。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种微环调制器、超宽带调制器以及调制系统，用以提供一种能够满足所需要调制深度的调制器。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种微环调制器，包括：衬底层、位于衬底层上方的波导层；该衬底层，用于支撑波导层；该波导层包括微环调制阵列以及位于所述微环调制阵列两侧的第一波导和第二波导，其中，第一波导和所述第二波导对称设置；该微环调制阵列包括位于同一个平面的至少两个调制单元，每个调制单元对应一个谐振波长，不同的调制单元对应不同的谐振波长，每个调制单元与第一波导和第二波导之间均存在间距，同一个调制单元与第一波导之间的间距和该调制单元与第二波导之间的间距相等；任一所述调制单元，用于调制与该调制单元对应的波长谐振的光信号的强度；第一波导用于输入光信号，第二波导用于输出经过每个调制单元调制后的光信号。本专利技术实施例提供一种微环调制器，包括：衬底层、位于衬底层上方的波导层；该衬底层，用于支撑波导层；波导层包括微环调制阵列以及位于微环调制阵列两侧的第一波导和第二波导，其中，第一波导和第二波导对称设置，微环调制阵列包括位于同一个平面的至少两个调制单元，每个调制单元对应一个谐振波长，不同的调制单元对应不同的谐振波长，这样可以通过本专利技术实施例提供的微环调制器来调节多波长的光，由于第一波导和第二波导对称设置，且同一个调制单元与第一波导之间的间距和该调制单元与第二波导之间的间距相等，使得从第一波导耦合进入每个调制单元，调制单元为与其谐振波长一致的光加载调制信号，当光加载了调制信号之后，可以对称地从第二波导耦合出来，由于第一波导和第二波导对称设置，从每个调制单元出来出来多少已调制的光，该已调制的光便会通过第二波导耦合出来，使得耦合强度和损耗关系更容易匹配，同时也使得调制器中任意一个调制单元与第一波导的间距和第二波导之间的间距在制作工艺容忍度上得到改善，更容易获得好的调制深度，因此，本专利技术实施例提供的微环调制的耦合深度达到最深。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，第一波导和第二波导具有第一端口，该第一端口用于输入/输出光信号，该第一波导的第一端口和第二波导的第一端口相对设置；微环调制器还包括偏振分束单元，该偏振分束单元与第一波导和第二波导的第一端口相连，用于将传播至偏振分束单元的第一光束分解为具有第一偏振状态的光和具有第二偏振状态的光，以及将第一偏振状态的光从第一波导的第一端口输入至第一波导，将第二偏振状态的光从第二波导的第一端口输入至第二波导，其中，第一光束包括两个偏振状态的光分量。由于偏振分束单元可以将第一光束分解为两个偏振状态的光分量，因此当用本专利技术实施例提供的微环调制器时可以实现双偏振调制。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该偏振分束单元还用于接收经第一波导的第一端口输出的已经调制的第二偏振状态的光；以及接收经所述第二波导的第一端口输出的；以及将所述已经调制的第二偏振状态的光和所述已经调制的第一偏振状态的光合成第一光束。结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，上述调制单元包括微环，该微环具有PIN调制结构，由于微环具有多波长选择性，当调制单元包括微环时可以使得微环调制器也具有波长选择性。结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，每个微环由两个或两个以上的微环级联而成。结合第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，在每个微环上设置有稳频单元，用于调节每个微环对应的谐振波长。这样可以对可能存在的漂移的谐振波长进行稳频用于降低调制器对环境、制作工艺的敏感性。结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，稳频单元包括导线和加热电阻丝；其中，该加热电阻丝位于稳频单元对应的微环的一侧，该导线与加热电阻丝电连接，该加热电阻丝，用于通过热传导方式控制微环温度，以调节微环的谐振波长。结合第一方面至第一方面的第六种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，上述微环调制阵列中的至少两个调制单元采用一字型排布方式。结合第一方面至第一方面的第五种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，第一波导和第二波导均包括第一水平部，第二水平部以及垂直部；其中，第一水平部和第二水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微环调制器，其特征在于，包括：衬底层、位于所述衬底层上方的波导层；所述衬底层，用于支撑所述波导层；所述波导层包括微环调制阵列以及位于所述微环调制阵列两侧的第一波导和第二波导，其中，所述第一波导和所述第二波导对称设置；所述微环调制阵列包括位于同一个平面的至少两个调制单元，每个所述调制单元对应一个谐振波长，不同的调制单元对应不同的谐振波长，每个调制单元与第一波导和第二波导之间均存在间距，同一个调制单元与第一波导之间的间距和该调制单元与第二波导之间的间距相等；任一所述调制单元，用于调制与该调制单元对应的波长谐振的光信号的强度；所述第一波导用于输入光信号，所述第二波导用于输出经过每个所述调制单元调制后的光信号。

【技术特征摘要】
1.一种微环调制器，其特征在于，包括：衬底层、位于所述衬底层上方的波导层；所述衬底层，用于支撑所述波导层；所述波导层包括微环调制阵列以及位于所述微环调制阵列两侧的第一波导和第二波导，其中，所述第一波导和所述第二波导对称设置；所述微环调制阵列包括位于同一个平面的至少两个调制单元，每个所述调制单元对应一个谐振波长，不同的调制单元对应不同的谐振波长，每个调制单元与第一波导和第二波导之间均存在间距，同一个调制单元与第一波导之间的间距和该调制单元与第二波导之间的间距相等；任一所述调制单元，用于调制与该调制单元对应的波长谐振的光信号的强度；所述第一波导用于输入光信号，所述第二波导用于输出经过每个所述调制单元调制后的光信号。2.根据权利要求1所述的微环调制器，其特征在于，所述第一波导和所述第二波导具有第一端口，所述第一端口用于输入/输出光信号，所述第一波导的第一端口和所述第二波导的第一端口相对设置；所述微环调制器还包括偏振分束单元，所述偏振分束单元与所述第一波导和所述第二波导的第一端口相连，用于将传播至所述偏振分束单元的第一光束分解为具有第一偏振状态的光和具有第二偏振状态的光，以及将所述第一偏振状态的光从第一波导的第一端口输入至所述第一波导，将所述第二偏振状态的光从第二波导的第一端口输入至所述第二波导，其中，所述第一光束包括两个偏振状态的光分量。3.根据权利要求2所述的微环调制器，其特征在于，所述偏振分束单元还用于接收经所述第一波导的第一端口输出的已经调制的第二偏振状态的光；以及接收经所述第二波导的第一端口输出的已经调制的第一偏振状态的光；以及将所述已经调制的第二偏振状态的光和所述已经调制的第一偏振状态的光合成第一光束。4.根据权利要求1-3任意一项所述的微环调制器，其特征在于，所述调制单元包括微环，所述微环具有PIN调制结构。5.根据权利要求4所述的微环调制器，其特征在于，在每个所述微环上设置有稳频单元，用于调节每个所述微环对应的谐振波长。6.根据权利要求5所述的微环调制器，其特征在于，所述稳频单元包括导线和加热电阻丝；其中，所述加热电阻丝位于所述稳频单元对应的微环的一侧，所述导线与所述加热电阻丝电连接，所述加热电阻丝，用于通过热传导方式控制微环温度，以调节微环的谐振波长。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，涂鑫，贺继方，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44