一种光模块制造技术

本申请公开了一种光模块，包括：接收光纤，接收涡旋接收光。涡旋模式解复用模块，其输入端与接收光纤连接，用于将第一子接收信号光和接收导频光分束并转换为高斯模式。第一相干接收机，其第一输入端口与涡旋模式解复用模块的第一输出端口连接，第二输入端口与涡旋模式解复用模块的第二输出端口连接，用于对子接收信号光和第一子导频光进行混频、探测转换为第一电信号。本申请通过对涡旋接收光解复用得到高斯模式的接收导频光和接收信号光，接收导频光用作本振光实现自零差相干传输，消除了频率偏移以及相位噪声的影响，无需复杂的载波恢复算法，降低相干探测系统的复杂度、功耗与成本，突破了传统相干探测的高功耗、高复杂度与高成本的局限性。的局限性。的局限性。

【技术实现步骤摘要】
一种光模块


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种光模块。

技术介绍

[0002]新兴高速数据通信业务的快速发展导致全球数据流量呈现出指数级别的增长，数据中心和城域网等典型的中短距离光通信面临着巨大的网络流量压力。目前，中短距离光通信上普遍采用的是强度调制/直接探测方案，这种方案成本较低，能够有效地控制通信系统的成本。但是强度调制/直接探测方案无法利用光载波的相位信息，浪费频谱资源，通信容量与频谱效率太小，已难以应对当前爆炸式的通信数据增长。
[0003]相干光通信将信号调制与光载波的幅度与相位，接收端采用一个本振光载波与信号光载波混频后进行平衡探测实现解调信号。相干光通信充分利用了光波的振幅和相位维度资源，相比强度调制/直接探测具有大传输容量、高接收灵敏度、且兼容各种高级调制格式等优点。另一方面，相干光通信能够与波分复用、偏振复用、时分复用、空分复用技术结合，充分利用光波各个维度，进一步提升统的传输容量与频谱效率。其中，模分复用技术利用多个相互正交的空间模式并行传输信息，是空分复用技术的一个重要部分。具有不同拓扑电荷数的光涡旋模式彼此之间相互正交，且涡旋模式理论上有无穷多的拓扑电荷数，取值的多样性使得光涡旋模式复用技术为提升通信容量提供了一种十分具有前景的方案。相干光通信与涡旋模式复用技术结合，在中短距离光互连中应用能够极大地提高系统通信容量。
[0004]传统的相干光通信要求使用波长稳定、线宽窄的高性能激光器，激光器成本很高，而且相干探测时，信号光与本振光之间的频率偏移以及激光器的相位噪声对信号造成很大的损伤，接收端数字信号处理需要复杂的频偏补偿以及载波相位恢复算法。相干光通信结构复杂，且需要昂贵的器件，系统的复杂度、功耗与成本高。然而，数据中心中短距离光互连对通信系统具有低复杂度、低功耗以及低成本的要求。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种光模块，以提高光模块通信速率。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
[0007]本申请实施例公开了一种光模块，包括：
[0008]接收光纤，接收涡旋接收光，所述涡旋接收光为一束具有第一子接收信号光与接收导频光的混合涡旋光，所述第一子接收信号光与所述接收导频光具有不同的涡旋模式；
[0009]涡旋模式解复用模块，其输入端与所述接收光纤连接，用于将所述第一子接收信号光和所述接收导频光分束并转换为高斯模式；
[0010]第一相干接收机，其第一输入端口与所述涡旋模式解复用模块的第一输出端口连接，第二输入端口与所述涡旋模式解复用模块的第二输出端口连接，用于对所述子接收信号光和所述第一子导频光进行混频、探测转换为第一电信号。
[0011]有益效果：
[0012]本申请公开了一种光模块，实现自零差相干光通信，包括：接收光纤，接收涡旋接收光，所述涡旋接收光为一束第一子接收信号光与接收导频光的混合涡旋光，所述第一子接收信号光与所述接收导频光具有不同的涡旋模式。涡旋模式解复用模块，其输入端与所述接收光纤连接，用于将所述第一子接收信号光和所述接收导频光分束并转换为高斯模式。第一相干接收机，其第一输入端口与所述涡旋模式解复用模块的第一输出端口连接，第二输入端口与所述涡旋模式解复用模块的第二输出端口连接，用于对所述子接收信号光和所述第一子导频光进行混频、探测转换为第一电信号。本申请通过对涡旋接收光解复用得到高斯模式的接收导频光和接收信号光，接收导频光用作本振光实现自零差相干传输，消除了频率偏移以及相位噪声的影响，无需复杂的载波恢复算法，降低相干探测系统的复杂度、功耗与成本，突破了传统相干探测的高功耗、高复杂度与高成本的局限性。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。
[0014]图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图；
[0015]图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图；
[0016]图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图；
[0017]图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图；
[0018]图5为本申请实施例示出的一种光发射组件结构示意图；
[0019]图6为本申请实施例示出的一种光发射组件光路示意图；
[0020]图7为本申请实施例示出的一种涡旋模式复用模块结构示意图；
[0021]图8为本申请实施例提供的一种涡旋环形光纤截面示意图；
[0022]图9本申请实施例示出的另一种涡旋模式复用模块的结构示意图；
[0023]图10为本申请实施例示出的一种光接收组件结构示意图；
[0024]图11为本申请实施例示出的一种光接收组件信号示意图；
[0025]图12为本申请实施例示出的一种涡旋模式解复用模块结构示意图；
[0026]图13为本申请实施例示出的另一种涡旋模式解复用模块的结构示意图；
[0027]图14为本申请实施例提供的一种自零差相干探测系统结构示意图；
[0028]图15为本申请提供的一种基于涡旋模式复用的自零差相干探测中导频光路径与信号光路径长度对准模块示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0030]除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
[0031]以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光模块，其特征在于，包括：接收光纤，接收涡旋接收光，所述涡旋接收光为一束具有第一子接收信号光与接收导频光的混合涡旋光，所述第一子接收信号光与所述接收导频光具有不同的涡旋模式；涡旋模式解复用模块，其输入端与所述接收光纤连接，用于将所述第一子接收信号光和所述接收导频光分束并转换为高斯模式；第一相干接收机，其第一输入端口与所述涡旋模式解复用模块的第一输出端口连接，第二输入端口与所述涡旋模式解复用模块的第二输出端口连接，用于对所述子接收信号光和所述第一子导频光进行混频、探测转换为第一电信号。2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述涡旋模式解复用模块包括：第一分束器，用于将所述混合涡旋光进行分束，输出涡旋模式的所述第一子接收信号光和所述接收导频光；第四空间光调制器，设置于所述第一分束器的第一出光光路上，用于将所述接收导频光由涡旋模式转化为高斯模式；第五空间光调制器，设置于所述第一分束器的第二出光光路上，用于将所述第一子接收信号光由涡旋模式转化为高斯模式。3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述涡旋模式解复用模块还包括：第四偏振片，设置于所述第四空间光调制器的出光光路上，用于消除所述接收导频光的偏振态；第五偏振片，设置于所述第五空间光调制器的出光光路上，用于消除所述第一子接收信号光的偏振态。4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一相干接收机包括：第一混频器，与所述涡旋模式解复用模块连接，用于将所述子接收信号光和所述第一子导频光混频，形成第一接收混频光；第一平衡探测器，与所述第一混频器连接，将所述第一接收混频光转换为第一电信号。5.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器为反射式空间光调制器。6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括：所述接收光纤为涡旋环形光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，杨敏，朱彦军，邵宇辰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：