调制器、光发射组件、硅光光模块及其工作点锁定方法技术

本发明专利技术公开了一种调制器、光发射组件、硅光光模块及其工作点锁定方法，该调制器包括至少一路光通道，每路光通道上设有两个并联的调制臂，各路光通道上的两调制臂的合光经过一个2分2的MMI结构,按照相位的不同输出两路光，每路光通道对应两个MPD检测单元，两MPD检测单元分别将MMI结构输出的第一、二路光信号转化成电流信号输出。调制器与控制单元、DSP单元电连接，调制器的调制臂用于接收DSP单元的电信号，对光信号进行调制，调制器的每个光通道的两个MPD检测单元分别将输出的光电流MPDXB、MPDXD传递给控制单元。本发明专利技术通过保证硅光调制器的各个光通道MPDXB+MPDXD的值恒定，以及保证各路光通道的MPDXB光电流值与MPDXD光电流值相等，以保证各种环境温度下光模块的稳定工作。以保证各种环境温度下光模块的稳定工作。以保证各种环境温度下光模块的稳定工作。

【技术实现步骤摘要】
调制器、光发射组件、硅光光模块及其工作点锁定方法


[0001]本专利技术属于光通信
，具体涉及一种调制器、光发射组件、硅光光模块及其工作点锁定方法。

技术介绍

[0002]5G承载与数据中心建设对光模块高速率、小尺寸、低成本和低功耗提出强烈诉求。单波100Gb/s技术可有效借助光电芯片的带宽提升和迭代演进，以及高度集成的工艺与封装，在满足同等带宽需求、降低光学复杂性的同时，实现更高接口密度和低成本。封装方面，QSFP
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DD MSA和OSFP MSA已分别发布400Gb/s的QSFP
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DD和OSFP规范，采用8
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56Gb/s电接口。QSFP
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DD MSA又于2021年更新发布了包含400Gb/s QSFP112在内的6.01版本规范。国内由阿里巴巴、百度牵头成立的QSFP112 MSA也发布相关规范，推进国内数据中心互联应用。申请人设计了第一代基于单波100Gb/s的400Gb/s光模块主要基于8
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56Gb/s电接口，需采用DSP实现8：4Gearbox速率变换。申请人又设计了第二代400Gb/s光模块采用4
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112Gb/s电接口，可简化交换芯片与光模块的对接，从而可降低功耗和成本。
[0003]在光接口技术方面，基于单模光纤的400Gb/s 500m DR4光模块已步入商用，存在EML、DML和硅光三类方案。其中，EML方案是成熟度最高的传统方案。2020年底Lumentum发布100Gb/s PAM4 DML芯片，为DML方案提供有力支撑，该方案需通过温控来保障商温(0～70℃)下的带宽性能。业内各厂家的硅光方案并不统一、呈现碎片化，对规模优势的形成带来一定挑战。目前市场上的400Gbps光模块主要采用EML+TEC/DML+TEC的方案，而使用硅光光模块无需TEC，可实现高速率、低成本、低功耗，以适应市场需求，但硅光光模块在工作环境变化时会造成模块的工作点的漂移。因此，需要设计一种性能符合要求的单通道传输速率为100Gbps的400G硅光光模块以及该硅光光模块的硅光调制器等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供了一种调制器、光发射组件、硅光光模块及其工作点锁定方法。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术公开了一种调制器，包括至少一路光通道，每路光通道上设有两个并联的调制臂，各路光通道上的两调制臂的合光经过一个2分2的MMI结构,按照相位的不同输出两路光，每路光通道对应两个MPD检测单元，其中，第一MPD检测单元用于将MMI结构输出的第一路光信号转化成电流信号输出，第二MPD检测单元用于将MMI结构输出的第二路光信号转化成电流信号输出。
[0006]进一步地，各路光通道的MMI结构输出的第一路光信号通过第一输出端分路器分成检测光和信号光，所述第一MPD检测单元用于将第一输出端分路器输出的检测光信号转化成电流信号输出，各MMI结构输出的第二路光信号通过第二输出端分路器分成检测光和信号光，所述第二MPD检测单元用于将第二输出端分路器输出的检测光信号转化成电流信号输出，第二输出端分路器输出的信号光作为该路光通道的信号光输出。
[0007]进一步地，所述调制臂用于接收电信号，对光信号进行调制；
[0008]所述调制器设有分路单元，所述分路单元包括至少一个输入端分路器，分路单元用于将至少一路光输入分为至少两路光输出，与多路光通道一一对应。
[0009]进一步地，所述调制器设有至少一个光输入端和多个光输出端，调制器的光输出端的个数与光通道的个数相同，当各个输入端分路器具有一个输入端以及至少两个输出端时，所述输入端分路器的个数与调制器的光输入端的个数相同，所述输入端分路器的输入端与调制器的光输入端一一对应，所述输入端分路器的每个输出端与各个光通道的输入端一一对应，各个光通道的输出端与各个调制器的光输出端一一对应。
[0010]本专利技术公开了一种光发射组件，包括至少一个激光器，还包括如上所述的调制器，所述调制器的光输入端与激光器一一对应，所述调制器用于接收至少一个激光器输出的激光，并输出至少两路调制后的光信号。
[0011]进一步地，本专利技术的光发射组件还包括发射端组件，所述发射端组件用于接收从调制器的光输出端输出的光信号并耦合至光纤。
[0012]本专利技术公开了一种硅光光模块，包括如上所述的光发射组件，所述光发射组件的调制器与控制单元、DSP处理单元电连接，所述调制器的调制臂用于接收DSP处理单元的电信号，对光信号进行调制，调制器的每个光通道的两个MPD检测单元用于分别将输出的光电流MPDXB、MPDXD传递给控制单元。
[0013]进一步地，所述调制器与控制单元之间设有开关选择电路和采集电路，所述开关选择电路具有多个输入端以及一个输出端，所述开关选择电路的多个输入端分别与多个MPD检测单元一一对应电连接，用于将多个MPD检测单元输出的光电流切换为任一路光电流输出，所述开关选择电路的输出端与采集电路的输入端电连接，所述采集电路用于将选择的某一路光电流转换为采样电压后经过运放输入至控制单元。
[0014]进一步地，所述激光器用于接收驱动电流，通过对与各路光通道对应的激光器的驱动电流的调节，使调制器的各路光通道的MPDXB与MPDXD之和与该路光通道的目标值相等或相差在误差允许的范围内，实现自动功率控制功能；
[0015]所述调制器的各路光通道用于接收heater电压，实现调制器的各路光通道的工作点调整，通过对第X路光通道接收到的heater电压的调节，使第X路光通道的MPDXB光电流值与MPDXD光电流值相等或相差在误差允许的范围内，实现第X路光通道的工作点锁定。
[0016]本专利技术公开了一种硅光光模块的工作点锁定方法，包括如下步骤：
[0017]在任意工作温度下，实时采集调制器的各个光通道的光电流值MPDXB、MPDXD，实时调整激光器的驱动电流，使调制器的各路光通道的MPDXB与MPDXD之和与该路光通道对应的目标值相等或相差在误差允许的范围内；
[0018]在任意工作温度下，实时调节调制器每路光通道的heater电压，使各路光通道的MPDXB光电流值与MPDXD光电流值相等或相差在误差允许的范围内。
[0019]本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术采用的硅光调制器包括至少一路光通道，每路光通道上设有两个并联的调制臂，两调制臂的合光经过一个2分2的MMI结构,按照相位的不同输出两路光：相位1光和相位2光。相位1光的3％用MPDXB检测，相位1光的97％无用处。相位2光的3％用MPDXD检测，相位2光的97％作为信号光输出。所述调制器的调制臂用于接收DSP处理单元的电信号，对光信号进行调制，所述的每个光通道的两个MPD检测单元用
于分别将输出的光电流MPDXB、MPDXD传递给控制单元。本专利技术根据MPD检测单元监测到的每个光通道对应的光电流MPD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调制器，其特征在于：包括至少一路光通道，每路光通道上设有两个并联的调制臂，各路光通道上的两调制臂的合光经过一个2分2的MMI结构,按照相位的不同输出两路光，每路光通道对应两个MPD检测单元，其中，第一MPD检测单元用于将MMI结构输出的第一路光信号转化成电流信号输出，第二MPD检测单元用于将MMI结构输出的第二路光信号转化成电流信号输出。2.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于：各路光通道的MMI结构输出的第一路光信号通过第一输出端分路器分成检测光和信号光，所述第一MPD检测单元用于将第一输出端分路器输出的检测光信号转化成电流信号输出，各MMI结构输出的第二路光信号通过第二输出端分路器分成检测光和信号光，所述第二MPD检测单元用于将第二输出端分路器输出的检测光信号转化成电流信号输出，第二输出端分路器输出的信号光作为该路光通道的信号光输出。3.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于：所述调制臂用于接收电信号，对光信号进行调制；所述调制器设有分路单元，所述分路单元包括至少一个输入端分路器，分路单元用于将至少一路光输入分为至少两路光输出，与多路光通道一一对应。4.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于：所述调制器设有至少一个光输入端和多个光输出端，调制器的光输出端的个数与光通道的个数相同，当各个输入端分路器具有一个输入端以及至少两个输出端时，所述输入端分路器的个数与调制器的光输入端的个数相同，所述输入端分路器的输入端与调制器的光输入端一一对应，所述输入端分路器的每个输出端与各个光通道的输入端一一对应，各个光通道的输出端与各个调制器的光输出端一一对应。5.一种光发射组件，包括至少一个激光器，其特征在于：还包括如权利要求1至4所述的调制器，所述调制器的光输入端与激光器一一对应，所述调制器用于接收至少一个激光器输出的激光，并输出至少两路调制后的光信号。6.根据权利要求5所述的光发射组件，其特征在于：还包括发射端组件，所述发射端组件用于接收从调制器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩静，周秋桂，汤彪，黄伟，石文虎，李哲，
申请(专利权)人：武汉华工正源光子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：