A silicon-based optical arbitrary waveform generator chip consists of an optical frequency comb generation module, a filter module and an amplitude-phase modulation array module. The optical frequency comb generation module consists of an adjustable micro-ring resonator, a filter module consists of a cascaded Mach Zehnder interferometer, and an amplitude-phase modulation array module consists of a feedback array waveguide grating, a adjustable optical attenuator and a phase shifter. The invention can realize the occurrence of arbitrary waveform in optical frequency domain, has the characteristics of small size, low loss and high stability, and can play a key role in optical communication network and system.
【技术实现步骤摘要】
硅基光学任意波形发生芯片
本专利技术属于光通信领域,特别是一种硅基光学任意波形发生芯片。
技术介绍
随着现代通信网、计算机网等业务的迅猛增加,数据量呈爆炸式增长,人们对带宽有着更高的要求。为了满足日益增长的对信息容量的需求,光通信网络将仍是下一代网络的核心。由于光通信容量的不断增加,下一代全光网络对有源器件,特别是光源提出了更高的要求。超短脉冲光源是目前激光技术和高速光通信应用领域中最具活力的研究课题之一,有着巨大的应用前景。在实际应用中,我们不仅需要产生质量较高的超短光脉冲,并且还希望脉冲的形状可以进行调节。因此,光学任意波形发生技术引起了人们极大的兴趣和关注。光学任意波形发生是基于傅里叶合成原理,通过控制光脉冲谱线的幅度和相位,实现光学频率范围内任意波形产生的一种技术。这项技术在光学超宽带信号产生、多通道无线通信、大容量光传输、光通信的色散补偿、光通信系统的测试以及激光探测与测量等方面发挥了关键作用。光学任意波形发生主要包括时域合成方法和频谱操作方法。由于目前缺乏实用的光延时器件,因此使用多个延时线产生光脉冲的时域合成方法并不常用。在传统的光学任意波形发生技术中,大部分频域操作方法都使用体光栅、阵列波导光栅和光纤布拉格光栅等器件来引入色散,并与空间光调制器或者光电调制器共同作用。这类方案的本质就是对信号频谱每一单独频率分量的幅度和相位进行控制,通过频谱合成得到所需的光学任意波形。这需要光学频率梳来提供信号频谱的频率分量,然后利用脉冲整形器对光谱中每一条谱线的幅度和相位进行独立的控制,从而实现脉冲整形,产生任意波形。之后,随着锁模激光器的出现,其谱线的稳 ...
【技术保护点】
1.一种硅基光学任意波形发生芯片,其特征在于,该芯片包括集成的光学频率梳产生模块(101)、滤波模块(102)和幅度相位调节阵列模块(103),所述的光学频率梳产生模块(101)包括一个输入波导、一个氮化硅热光可调微环谐振器和一个输出波导,所述的滤波模块(102)由马赫曾德干涉器(MZI)级联构成的宽带矩形滤波器,依次包括第一滤波子模块(102_1)、第二滤波子模块(102_2)和第三滤波子模块(102_3),所述的幅度相位调节阵列模块(103)包括反馈型阵列波导光栅、N组可调光衰减器(VOA)和移相器(PS),其中N为1以上的正整数,单频信号光经所述的输入波导进入所述的氮化硅热光可调微环谐振器产生光学频率梳,该光学频率梳经所述的输出波导进入所述的滤波模块(102),依次经所述的第一滤波子模块(102_1)、第二滤波子模块(102_2)和第三滤波子模块(102_3)从所述的光学频率梳中选择N个波长,该N个波长进入所述的幅度相位调节阵列模块(103),首先在阵列波导光栅中传输,之后,不同波长的光信号被分成N路,每一路(i)都与一组可调光衰减器(VOAi)及移相器(PSi)相连,对不同波长 ...
【技术特征摘要】
1.一种硅基光学任意波形发生芯片,其特征在于,该芯片包括集成的光学频率梳产生模块(101)、滤波模块(102)和幅度相位调节阵列模块(103),所述的光学频率梳产生模块(101)包括一个输入波导、一个氮化硅热光可调微环谐振器和一个输出波导,所述的滤波模块(102)由马赫曾德干涉器(MZI)级联构成的宽带矩形滤波器,依次包括第一滤波子模块(102_1)、第二滤波子模块(102_2)和第三滤波子模块(102_3),所述的幅度相位调节阵列模块(103)包括反馈型阵列波导光栅、N组可调光衰减器(VOA)和移相器(PS),其中N为1以上的正整数,单频信号光经所述的输入波导进入所述的氮化硅热光可调微环谐振器产生光学频率梳,该光学频率梳经所述的输出波导进入所述的滤波模块(102),依次经所述的第一滤波子模块(102_1)、第二滤波子模块(102_2)和第三滤波子模块(102_3)从所述的光学频率梳中选择N个波长,该N个波长进入所述的幅度相位调节阵列模块(103),首先在阵列波导光栅中传输,之后,不同波长的光信号被分成N路,每一路(i)都与一组可调光衰减器(VOAi)及移相器(PSi)相连,对不同波长光信号的幅度和相位进行独立调节,在光信号通过可调...
【专利技术属性】
技术研发人员:周林杰,刘源彬,陆梁军,陈建平,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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