[发明专利]一种硅基波导光学混频器装置

说明书

本发明公开了一种硅基波导光学混频器装置，解决现有装置体积大、稳定性差、使用环境要求高的问题。所述装置，包含：第一偏振光束分配器、第二偏振光束分配器、第一相移混频器、第二相移混频器；第一、第二偏振光束分配器用于接收包含TE模式和TM模式的第一、第二输入光信号，模式分离后，输出TE模式输入光、TM模式输入光、TE模式本地光、TM模式本地光；第一相移混频器用于接收TE模式输入光、TE模式本地光，相干解调后，输出第一、第二、第三、第四TE模式光信号；第二相移混频器用于接收TM模式输入光、TM模式本地光，相干解调后，输出第一、第二、第三、第四TM模式光信号。本发明提高了光信号的信噪比、信号的利用率和传输效率。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种硅基波导光学混频器装置。

背景技术

随着5G通信技术的快速发展，基于偏振分离复用的相干检测技术在下一代光通信网络中具有较好的应用前景。目前可以实现光信号正交偏振复用和相干解调的方案主要分为两类：基于自由空间光学的迈克尔逊干涉仪与PBS棱镜组合和通过集成光学90°hybrid组合电光调制的MZI结构的PBS方案。基于自由空间光学的相干解调系统可以较好地实现输入光信号的相干解调，系统的稳定性较好，但是结构比较复杂，体积较大；基于集成光学MMI设计的90°hybrid可以对光信号进行相干解调，体积小，便于集成到通信系统中，但是稳定性较差，对使用环境要求高，需要增加温度控制部分，制作成本高。

发明内容

本发明提供一种硅基波导光学混频器装置，解决现有装置体积大、稳定性差、使用环境要求高的问题。

一种硅基波导光学混频器装置，其特征在于，包含：第一偏振光束分配器、第二偏振光束分配器、第一相移混频器、第二相移混频器；所述第一偏振光束分配器用于通过其第一或第二输入端口接收包含TE模式和TM模式的第一输入光信号，模式分离后，通过其第一输出端口、第二输出端口分别输出TE模式输入光、TM模式输入光；所述第二偏振光束分配器用于通过其第一或第二输入端口接收包含TE模式和TM模式的第二输入光信号，模式分离后，通过其第一输出端口、第二输出端口分别输出TE模式本地光、TM模式本地光；所述第一相移混频器用于通过其第一输入端口、第四输入端口分别接收所述TE模式输入光、所述TE模式本地光，相干解调后，分别通过其第一、第二、第三、第四输出端口输出第一、第二、第三、第四TE模式光信号，所述第一、第二、第三、第四TE模式光信号与所述TE模式本地光的相位差分别为180°、0°、270°、90°；所述第二相移混频器用于通过其第一输入端口、第四输入端口分别接收所述TM模式输入光、所述TM模式本地光，相干解调后，分别通过其第一、第二、第三、第四输出端口输出第一、第二、第三、第四TM模式光信号，所述第一、第二、第三、第四TM模式光信号与所述TM模式本地光的相位差分别为180°、0°、270°、90°。

进一步地，所述第一相移混频器，包含：第一90°移相器、第一多模干涉耦合器、第二多模干涉耦合器、第三多模干涉耦合器、第四多模干涉耦合器；所述第一多模干涉耦合器用于通过所述第一相移混频器的第一输入端口接收所述TE模式输入光，分光后输出第一TE模式输入分光、第二TE模式输入分光，所述第一TE模式输入分光与所述TE模式输入光相位相同，所述第二TE模式输入分光与所述TE模式输入光相位相差90°；所述第三多模干涉耦合器用于通过所述第一相移混频器的第四输入端口接收所述TE模式本地光，分光后输出第一TE模式本地分光、第二TE模式本地分光，所述第一TE模式本地分光与所述TE模式本地光相位相差90°，所述第二TE模式本地分光与所述TE模式本地光相位相同；所述第二多模干涉耦合器用于接收所述第一TE模式输入分光、第一TE模式本地分光，耦合后通过所述第一相移混频器的第一、第二输出端口分别输出所述第一、第二TE模式光信号；所述第一90°移相器用于接收所述第二TE模式本地分光，移相后输出第二TE模式本地移相光，所述第二TE模式本地移相光与所述第二TE模式本地分光相位相差-90°；所述第四多模干涉耦合器用于接收所述第二TE模式输入分光、第二TE模式本地移相光，耦合后通过所述第一相移混频器的第三、第四输出端口分别输出所述第三、第四TE模式光信号。