微環諧振腔諧振器型的雙偏振多波長的相干探測接收器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光通信接收技術，尤其是涉及了一種微環諧振腔諧振器型的雙偏振多波長的相干探測接收器，適用于偏振復用多載波的相干光通信系統。
【背景技術】
[0002]隨著互聯網、移動通信技術的快速發展，對于光通信系統的帶寬容量要求越來越高。波分復用技術實現了單根光纖多波長通道的傳輸，有效的增加了光傳輸的容量。隨著摻鉺光纖放大器的發明，在光通信網絡中得到快速的普及和發展。相干探測技術在波分復用技術的基礎上可有效的提高頻譜的利用效率，進一步的提高光傳輸的帶寬，近來受到了廣泛的關注。隨著通信通道數量的增加，光網絡中光發射模塊和光接收模塊的元件數量越來越多，成本越來越高，同時系統的功耗也逐漸增加。如何實現低成本、低功耗、多通道、高譜效率、長距離的光通信系統成為人們追求的目標。集成光學可在平面上實現光束的限制和傳輸，實現多個功能器件的小型化、集成化，大批量的生產還可有效的降低器件的成本，同時也顯著的降低了器件的功耗。
[0003]多種片上相干接收系統實現了應用，如單載波單偏振的雙相位的相干接收器、單載波雙偏振雙相位的相干接收器、多載波直接探測接收器以及多載波的差分接收器。目前100G的高速光接收模塊已經商用，大多都是基于相干探測的單載波偏振復用的正交相移鍵控(PDM-QPSK)調制碼技術。為了進一步的提高傳輸速率，多波長相干光通信技術有望成為突破下一代超100G的主要技術。
[0004]然而，目前鮮有單片集成的多波長相干探測接收器的報道。一般光接收器需要不同波長信號的本地光以及偏振分束器將不同偏振的信號光和本地光分離分別探測。隨著通道數的增加光波導間存在很多交叉，使得整個集成芯片系統非常復雜，同時也增加了系統相位控制的難度。文獻[Doerr, C.R.；Zhang, L.；ffinzer, P.J., "MonolithicInP Multiwavelength Coherent Receiver Using a Chirped Arrayed WaveguideGrating, ,,Lightwave Technology, Journal of, vol.29，n0.4，pp.536，541，Feb.15，2011】提出一種采用基于陣列波導光柵的結構實現了雙偏振4個波長通道的接收，陣列波導光柵同時作為解復用器、偏振分束器和90°的混合器，避免了波導間的交叉。然而，該結構的設計復雜、器件尺寸大、通道插損大，而且波長通道的拓展性較差。因此，亟需發展一種結構簡單、易于拓展的多波長相干探測接收器。

【發明內容】

[0005]針對【背景技術】中存在的問題，本發明的目的在于提供了一種基于微環諧振腔陣列的雙偏振多波長相干探測接收器，結構簡單、通道易于拓展，可實現雙偏振多波長相干光通信技術，從而顯著增加光通信鏈路傳輸容量。
[0006]本發明所采用的技術方案是:
[0007]本發明包括第一輸入波導、第二輸入波導和多個波長通道接收單元；第一輸入波導和第二輸入波導平行排列，第一輸入波導和第二輸入波導之間沿波導方向間隔依次設有多個波長通道接收單元；每個波長通道接收單元包括沿第一輸入波導方向依次布置的TE偏振波長通道接收組和TM偏振波長通道接收組；第一輸入波導和第二輸入波導分別輸入具有多個波長通道的信號光和本地光，依次經各個波長通道接收單元分別對TE偏振、TM偏振的不同波長的信號光和本地光進行下載接收。
[0008]所述的TE偏振波長通道接收組包括兩個TE偏振的插分型微環諧振腔、TE偏振的90°混合器和光電平衡探測器陣列，兩個TE偏振的插分型微環諧振腔分別位于第一輸入波導和第二輸入波導之間的內側，并分別與第一輸入波導和第二輸入波導耦合，兩個TE偏振的插分型微環諧振腔之間設有兩條平行排列的單模連接波導，兩條單模連接波導與第一輸入波導平行，兩條單模連接波導輸入到TE偏振的90°混合器中，TE偏振的90°混合器輸出端連接到光電平衡探測器陣列轉化為電信號。
[0009]所述的兩個TE偏振的插分型微環諧振腔分別對TE偏振信號光和本地光接收并濾波，濾波后的信號光和本地光分別由各自的單模連接波導傳送到TE偏振的90°混合器中進行解調，最后經光電平衡探測器陣列進行光電轉換后形成電信號。
[0010]所述的TM偏振波長通道接收組包括兩個TM偏振的插分型微環諧振腔、TM偏振的90°混合器和光電平衡探測器陣列，兩個TM偏振的插分型微環諧振腔分別位于第一輸入波導和第二輸入波導之間的內側，并分別與第一輸入波導和第二輸入波導親合，兩個TM偏振的插分型微環諧振腔之間設有兩條平行排列的單模連接波導，兩條單模連接波導與第一輸入波導平行，兩條單模連接波導輸入到TM偏振的90°混合器中，TM偏振的90°混合器輸出端連接到光電平衡探測器陣列轉化為電信號。
[0011]所述的兩個插分型微環諧振腔分別對TM偏振信號光和本地光接收并濾波，濾波后的信號光和本地光分別由各自的單模連接波導傳送到TM偏振的90°混合器中進行解調，最后經光電平衡探測器陣列進行光電轉換后形成電信號。
[0012]所述的第一輸入波導和第二輸入波導均為單模波導，分別用于輸入不同偏振的信號光和本地光。
[0013]所述的插分型微環諧振腔上均覆有隔離層和金屬電極，通過調節加載電極上的電壓來調諧微環諧振腔的工作波長。
[0014]所述的兩個TE偏振或TM偏振的插分型微環諧振腔具有相同的諧振波長，而各波長通道接收單元中插分型微環諧振腔的諧振波長以固定通道間隔A 等差排列。
[0015]所述的兩個TE偏振或TM偏振的插分型微環諧振腔分別與第一輸入波導、第二輸入單模波導之間的耦合系數相同。
[0016]所述的90°混合器為2X4通道多模干涉器型、2X4通道星型、帶有延遲線的多模干涉器的組合或者帶有延遲線的星形組合等。
[0017]本發明具有的有益效果是:
[0018]本發明通過引入具有不同諧振波長的微環諧振腔陣列，通過創造性地將微環諧振腔的波長選擇性、偏振選擇性有效利用起來，從而將TE偏振、TM偏振的多波長通道有效分離，并將分離后的信號光與本地光各自通過混頻器及平衡探測器進行處理。
[0019]本發明無需使用偏振分束器、偏振旋轉器等偏振調控器件，使得整個芯片設計更為簡單，同時還避免了波導交叉，有利于減小附加損耗和簡化相位控制等；由于采用微環諧振腔設計，結構簡單、波長通道數易于拓展。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的實施例示意圖。
[0021]圖2是本發明的工作原理圖。
[0022]圖中:1、第一輸入波導，2、第二輸入波導。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0024]如圖1所示，本發明包括第一輸入波導1、第二輸入波導2和多個波長通道接收單元；第一輸入波導I和第二輸入波導2平行排列，第一輸入波導I和第二輸入波導2之間沿波導方向間隔依次設有多個波長通道接收單元；每個波長通道接收單元包括沿第一輸入波導I方向依次布置的TE偏振波長通道接收組和TM偏振波長通