一种相干检测模块及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种相干检测模块及检测方法，涉及光通信技术领域，其中，相干检测模块，包括：增益放大电路板；锗硅光芯片，其设置在所述增益放大电路板上，所述锗硅光芯片上集成有光混频组件和PD阵列；所述锗硅光芯片用于通过所述光混频组件和PD阵列得到偏振相干信号；所述增益放大电路板用于将所述偏振相干信号进行电流电压转换，并进行放大后输出。本发明专利技术中的相干检测模块集成度高、光路损耗小且电路噪声低。声低。声低。

【技术实现步骤摘要】
一种相干检测模块及检测方法


[0001]本专利技术涉及光通信
，具体涉及一种相干检测模块及检测方法。

技术介绍

[0002]随着5G技术的逐渐商用，人们对云计算、移动互联网的需求越来越大，随之而来的是高速光通信的需求也越来越大，对通信系统的要求越来越高。
[0003]相干接收系统与直接接收系统相比，除了具有选择性好、灵敏度高等优势外，能在同样通信速率下降低信道速率，降低对电子器件速率的要求，能提高色散容限。当今逐步发展起来的相干光传感技术和应用，包括自由空间光传感的相干激光雷达，以及新型光纤传感的相干OTDR(optical time
‑
domain reflectometer，光时域反射仪)和分布式声波传感，具有很高的应用价值和巨大的市场需求，是当前业界产品技术研发的热点之一。
[0004]然而，目前市场上的相干接收机基本都是由光混频器、PD阵列和增益放大电路组成。在集成度要求越来越高，器件越来越精细化，这样的相干检测模块已经达不到一些应用场景的要求了。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供一种相干检测模块，其集成度高、光路损耗小且电路噪声低。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种相干检测模块，包括：
[0008]增益放大电路板；
[0009]锗硅光芯片，其设置在所述增益放大电路板上，所述锗硅光芯片上集成有光混频组件和PD阵列；
[0010]所述锗硅光芯片用于通过所述光混频组件和PD阵列得到偏振相干信号；
[0011]所述增益放大电路板用于将所述偏振相干信号进行电流电压转换，并进行放大后输出。
[0012]一些实施例中，所述光混频组件包括：
[0013]偏振分束器，其用于对输入的信号光进行偏振；
[0014]分束器，其用于将输入的本振光分为两束；
[0015]第一混频器，其用于将一束本振光与偏振后的信号光的TE模进行相干；
[0016]第二混频器，其用于将另一束本振光与偏振后的信号光的TM模进行相干。
[0017]一些实施例中，所述第一混频器采用90
°
光混频或180
°
光混频，所述第二混频器采用90
°
光混频或180
°
光混频。
[0018]一些实施例中，所述PD阵列包括与所述第一混频器相连的第一平衡探测器，以及与所述第二混频器相连的第二平衡探测器。
[0019]一些实施例中，所述增益放大电路板上设有差分二级放大电路，所述差分二级放
大电路包括：
[0020]第一电路，其包括第一级跨阻电路和第二级差分放大电路，所述第一级跨阻电路用于将所述第一平衡探测器输出的信号进行电流电压转换，所述第二级差分放大电路用于对进行电流电压转换后的信号进行放大；
[0021]第二电路，其包括第一级跨阻电路和第二级差分放大电路，所述第一级跨阻电路用于将所述第二平衡探测器输出的信号进行电流电压转换，所述第二级差分放大电路用于对进行电流电压转换后的信号进行放大。
[0022]一些实施例中，所述增益放大电路板上设有凹槽，所述锗硅光芯片粘贴在所述凹槽内，并通过金丝键合的方式与所述增益放大电路板连接。
[0023]一些实施例中，所述锗硅光芯片上耦合有光纤阵列FA，以接收信号光与本振光。
[0024]本专利技术第二方面提供了一种根据上述的相干检测模块的检测方法，该方法包括以下步骤：
[0025]将需要进行检测的信号光和本振光输入至锗硅光芯得到偏振相干信号；
[0026]通过增益放大电路板将所述偏振相干信号进行电流电压转换，并进行放大后输出。
[0027]一些实施例中，所述将需要进行检测的信号光和本振光输入至锗硅光芯得到偏振相干信号，包括：
[0028]利用偏振分束器对输入的信号光进行偏振，利用分束器将输入的本振光分为两束；
[0029]通过第一混频器将一束本振光与偏振后的信号光的TE模进行相干；
[0030]通过第二混频器将另一束本振光与偏振后的信号光的TM模进行相干；
[0031]通过与所述第一混频器相连的第一平衡探测器，以及与所述第二混频器相连的第二平衡探测器进行接收，得到偏振相干信号。
[0032]一些实施例中，所述通过增益放大电路板将所述偏振相干信号进行电流电压转换，并进行放大后输出，包括：
[0033]通过差分二级放大电路的第一电路中的第一级跨阻电路将所述第一平衡探测器输出的信号进行电流电压转换，并通过第一电路中的第二级差分放大电路对进行电流电压转换后的信号进行放大；
[0034]通过差分二级放大电路的第二电路中的第一级跨阻电路将所述第二平衡探测器输出的信号进行电流电压转换，并通过第二电路中的第二级差分放大电路对进行电流电压转换后的信号进行放大。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0036]本专利技术中的干检测模块，其通过锗硅光芯片集成光混频组件和PD阵列来提高集成度，减少了光路损耗，锗硅光芯片粘贴到增益放大电路板上可以降低器件的体积。此外，由于锗硅光芯片达到了毫米级别，可以达到较高的集成度，减少冗余光纤带来的光路损耗，减少平衡探测机的体积。利用平衡探测技术可以提高检测的灵敏度，使得相干检测模块具有高灵敏度。并且采用的增益放大电路，使用二级放大的思路，通过二级放大可以得到较高增益，可以得到较低的电路噪声，使该相干检测模块为低电路噪声。
附图说明
[0037]图1是本专利技术实施例中相干检测模块的结构示意图；
[0038]图2是本专利技术实施例中光混频组件的结构框图；
[0039]图3是本专利技术实施例中增益放大电路板的结构框图；
[0040]图4是本专利技术实施例中检测方法的流程图；
[0041]图5是图4中步骤S1的流程图；
[0042]图6是图4中步骤S2的流程图。
具体实施方式
[0043]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0044]针对目前因相干接收机体积大，集成度低，底噪不平坦的问题。本专利技术实施例采用锗硅光芯片，利用一颗毫米级尺寸大小的光芯片，同时完成光混频器和PD阵列的工作，提高器件集成度，减少光纤冗余带来的光路损耗。
[0045]具体而言，参见图1所示，本专利技术实施例公开了一种相干检测模块，其包括增益放大电路板和锗硅光芯片。
[0046]其中，锗硅光芯片设置在所述增益放大电路板上，锗硅光芯片上集成有光混频组件和PD阵列。锗硅光芯片可以采用光纤阵列FA光耦合，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相干检测模块，其特征在于，包括：增益放大电路板；锗硅光芯片，其设置在所述增益放大电路板上，所述锗硅光芯片上集成有光混频组件和PD阵列；所述锗硅光芯片用于通过所述光混频组件和PD阵列得到偏振相干信号；所述增益放大电路板用于将所述偏振相干信号进行电流电压转换，并进行放大后输出。2.根据权利要求1所述的相干检测模块，其特征在于，所述光混频组件包括：偏振分束器，其用于对输入的信号光进行偏振；分束器，其用于将输入的本振光分为两束；第一混频器，其用于将一束本振光与偏振后的信号光的TE模进行相干；第二混频器，其用于将另一束本振光与偏振后的信号光的TM模进行相干。3.根据权利要求2所述的相干检测模块，其特征在于：所述第一混频器采用90
°
光混频或180
°
光混频，所述第二混频器采用90
°
光混频或180
°
光混频。4.根据权利要求2所述的相干检测模块，其特征在于，所述PD阵列包括与所述第一混频器相连的第一平衡探测器，以及与所述第二混频器相连的第二平衡探测器。5.根据权利要求4所述的相干检测模块，其特征在于，所述增益放大电路板上设有差分二级放大电路，所述差分二级放大电路包括：第一电路，其包括第一级跨阻电路和第二级差分放大电路，所述第一级跨阻电路用于将所述第一平衡探测器输出的信号进行电流电压转换，所述第二级差分放大电路用于对进行电流电压转换后的信号进行放大；第二电路，其包括第一级跨阻电路和第二级差分放大电路，所述第一级跨阻电路用于将所述第二平衡探测器输出的信号进行电流电压转换，所述第二级差分放大电路用于对进行电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐高涵，张盛祥，傅焰峰，陈代高，
申请(专利权)人：武汉光谷信息光电子创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：