[发明专利]一种集成相干接收机

说明书

本申请公开了一种集成相干接收机，解决了现有技术的集成相干接收机体积大，光路损耗大的问题。包括第一偏振分束器、第二偏振分束器、第一混频器、第二混频器和PD阵列。集成相干接收机使用的波导材料为硅基二氧化硅。第一偏振分束器和第二偏振分束器的结构为马赫‑曾德干涉仪，分别输入本地光和信号光，将本地光和信号光分为TE模式和TM模式。本地光和信号光的TE模式光信号输入第一混频器混频后输出能量相等、相位不同的四个光信号，TM模式光信号输入第二混频器混频后输出能量相等、相位不同的四个光信号。PD阵列中的每一个PD耦合对准一个输出波导，将输出的光信号转换为电信号。具有能够缩小体积、便于制作、减小光路损耗的优点。

技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种集成相干接收机。

背景技术

随着5G通信的发展和逐步应用，对通信系统的要求越来越高。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。

目前所报道的集成接收机可分为自由空间型和全光纤型两类：基于自由空间光学的相干接收机由自由空间光学90°混频器，PD阵列和高频传输电路组成，早期被广泛应用于相干光通信系统中，但它是由多个光学部件组装而成，因此光路很复杂，制作成本很高，另外由于体积较大，不满足OIF标准中尺寸的规定；基于全光纤类型的相干接收机由光纤型90°混频器，PD阵列与高频电路组成，性能能够满足相干光通信要求，与高速PD阵列集成在一起制成接收机非常困难，同时体积较大，不满足OIF标准中尺寸的规定。

因此，本发明提出一种集成相干接收机，解决了现有技术的集成相干接收机体积大，光路损耗大的问题，具有能够缩小体积、便于制作、减小光路损耗的优点。

发明内容

本申请提出一种集成相干接收机，解决了现有技术的集成相干接收机体积大，光路损耗大的问题。

本申请实施例提供一种集成相干接收机，包括第一偏振分束器、第二偏振分束器、第一混频器、第二混频器和PD阵列。

所述集成相干接收机使用的波导材料为硅基二氧化硅。

所述第一偏振分束器和第二偏振分束器的结构为马赫-曾德干涉仪，分别输入本地光和信号光，将所述本地光和信号光分为TE模式和TM模式。

所述本地光和信号光的TE模式光信号输入第一混频器混频后输出能量相等、相位不同的四个光信号，TM模式光信号输入第二混频器混频后输出能量相等、相位不同的四个光信号。

所述PD阵列中的每一个PD耦合对准所述第一混频器和第二混频器中的一个输出波导，将所述第一混频器和第二混频器输出的光信号转换为电信号。

优选地，所述第一混频器和第二混频器输出波导的输出端为与光信号传播方向呈45°角的切面。

优选地，所述第一偏振分束器、第二偏振分束器分别包括上臂、下臂、第一MMI(多模干涉型耦合器)和第二MMI。

光信号输入第一MMI分为两束，分别沿上臂和下臂传输，然后在第二MMI处耦合后，由不同端口输出。

优选地，所述第一混频器和第二混频器为90°混频器，所述TM模式/TE模式的光信号混频后输出四个光信号的相位分别为0°、180°、90°和270°。

优选地，所述第一偏振分束器、第二偏振分束器、第一混频器和第二混频器集成于同一芯片。

优选地，所述集成相干接收机还包括两个差分放大器，每个差分放大器连接四个PD，将PD输入的微电流信号差分放大为电压信号。

优选地，所述集成相干接收机还包括高速传输设备，用于与外部设备连接，输出信号。