[发明专利]一种可集成多功能光学调制器

权利要求书

1.一种二端口光学调制器结构，包括：

2×2光学定向耦合器，用于从对外光端口1或对外光端口2输入光波，或者将调制后的光信号分配至对外光端口1或对外光端口2，该2×2光学定向耦合器的端口1连接着电控移相单元，端口2连接着对外光端口2，端口3和端口4分别连接第一直波导和第二直波导；

第一直波导，用于连接2×2光学定向耦合器的端口3和光学反射元件1；

第二直波导，用于连接2×2光学定向耦合器的端口4和光学反射元件2；

第一电极，固定于第一直波导上，通过加载电压，用于改变第一直波导的折射率光学参数；

第二电极，固定于第二直波导上，通过加载电压，用于改变第二直波导的折射率光学参数；

光学反射元件1，用于将第一直波导输出的光信号反射回第一直波导；

光学反射元件2，用于将第二直波导输出的光信号反射回第二直波导；

电控移相单元，用来产生电压控制的光学相位变化功能，其中包括第三电极，用来完成相位光调制功能；

对外光端口1，连接着电控移相单元，能够接收外来输入的连续光波，接收反射的调制光信号并输出；

对外光端口2，连接着2×2光学定向耦合器的端口2，能够接收外来输入的连续光波，接收反射的调制光信号并输出。

2.如权利要求1所述的二端口光学调制器结构，其特征在于：

光波从对外光端口1入射，则反射调制光波从对外光端口1输出，透射调制光波从对外光端口2输出，调制后的光信号满足如下条件：

a)反射调制光波的幅度调制部分由第一电极和第二电极所加载电压决定，相位调制的数值为第三电极所加载电压引入的相位调制数值的两倍；

b)透射调制光波的幅度调制部分由第一电极和第二电极所加载电压决定，相位调制部分为第三电极所加载电压引入的相位调制。

3.如权利要求1所述的二端口光学调制器结构，其特征在于：

光波从对外光端口2入射，则反射调制光波从对外光端口2输出，透射调制光波从对外光端口1输出，调制后的光信号满足如下条件：

a)反射调制光波仅存在幅度调制部分，其大小由第一电极和第二电极所加载电压决定；

b)透射调制光波的幅度调制部分由第一电极和第二电极所加载电压决定，相位调制部分为第三电极所加载电压引入的相位调制。

4.如权利要求2或者权利要求3所述的二端口光学调制器结构，第一电极、第二电极和第三电极加载电压的规则如下：

a)在幅度光调制时，仅仅在第一电极和第二电极上加载电压，第三电极不加载电压，此时，在第一电极和第二电极上加载大小相同、正负相反的电压，电压包括直流偏置部分和交流电压部分，用来形成幅度光调制，且最大限度的消除光信号啁啾；

b)在相位光调制时，仅仅在第三电极上加载交流电压，用来控制反射式调制光信号的相位变化；

c)在高阶光调制时，第一电极和第二电极需要加载电压，来完成光信号的幅度调制部分，具体加载方法如上述a)所示，第三电极需要加载交流电压，用来控制反射式调制光信号的相位变化，同时，三个电极所加载电压保持信号同步。

5.如权利要求4所述的二端口光学调制器结构，其特征在于：

当需要相位光调制功能时，在第一电极和第二电极上加载大小相同、正负相反的直流电压，该电压决定相位调制后的光信号从原端口反射，或者从另一端口透射；

当加载直流电压引入第一直波导和第二直波导的相位差为kπ+π/2(k为整数)时，调制后的光信号从原端口反射，构成反射式的光相位调制器；

当加载直流电压引入第一直波导和第二直波导的相位差为kπ(k为整数)时，调制后的光信号从另一端口透射，构成常规的光相位调制器；

当加载直流电压引入第一直波导和第二直波导的相位差为其它数值时，调制后的光信号按照一定比例同时从原端口反射并且从另一端口透射。

6.如权利要求1所述的二端口光学调制器结构，其特征在于：

电控移相单元采用如下构成：

光波导1，提供基本的光学通路，考虑增加载流子色散效应，按照适当浓度掺杂；第三电极，固定于光波导1上，通过加载电压，用于改变光波导1的折射率光学参数。