[发明专利]基于铌酸锂-硅晶圆的单片集成光模数转换系统及制备方法

权利要求书

1.一种基于铌酸锂-硅晶圆的单片集成光模数转换系统，其特征在于，在单个芯片上集成了电光调制器阵列(100)、可调延时线阵列(200)、光电探测器阵列(300)、射频驱动电路(400)、直流驱动电路(500)和电子信号处理电路(600)，所述的电光调制器阵列(100)接收外界输入的光脉冲与外界输入的模拟信号，在所述的射频驱动电路(400)与直流驱动电路(500)的驱动下，完成模拟信号的采样以及光脉冲的时分解复用，形成2ⁿ路光输出，所述的电光调制器阵列(100)共包含有2ⁿ个铌酸锂-硅电光调制器，其中的一个作为采样门(101)，接收模拟信号输入，该采样门是单输出的电光调制器，即只有一个光输出端口，剩余的2ⁿ-1个电光调制器形成n级时分解复用结构(102)，该时分解复用结构中的每个电光调制器均是双输出的电光调制器，具有两个光输出端口，第n级的2^n-1个电光调制器共2ⁿ个光输出端口，所述的可调延时线阵列(200)具有2ⁿ个可调延时线，该2ⁿ个可调延时线分别位于所述的电光调制器阵列(100)的2ⁿ光输出端口之后，所述的光电探测器阵列(300)包含2ⁿ个硅-锗光电探测器，分别位于所述的可调延时线阵列(200)的2ⁿ光输出端口之后，所述的射频驱动电路(400)由时钟(401)、倍频器组(402)、分频器组(403)、滤波器组(404)、移相器组(405)、放大器组(406)组成，其目的在于：为电光调制器阵列(100)的时分解复用结构提供射频驱动信号，为电子信号处理电路(600)提供时钟信号；所述的直流驱动电路(500)包含可调电压源组(501)和直流电源组(502)，其目的在于：控制电光调制器阵列(100)中每一个电光调制器的偏置电压，为可调延时线阵列(200)的可调延时线提供直流信号，为光电探测器阵列(300)的每一个光电探测器提供电源；所述的电子信号处理电路(600)包含依次的跨阻放大器组(601)、电子模数转换器组(602)和数字信号处理器(603)，所述的跨阻放大器组(601)将光电探测器阵列(300)输出的电流信号转化为电压信号并放大并输入所述的电子模数转换器组(602)，所述的电子模数转换器组(602)完成电压信号的量化后为所述的数字信号处理器(603)输出数字信号，所述的数字信号处理器(603)完成通道交织处理后，输出数字信号作为整个系统的输出；

所述的基于铌酸锂-硅晶圆的单片集成光模数转换系统，各部件的连接方式为：外部输入的光脉冲连接采样门(101)的光输入端口；模拟信号通过采样门(101)的电输入端口输入；采样门(101)的光输出端口连接时分解复用结构(102)的第一级双输出调制器的光输入端口；所述的射频驱动电路(400)的2ⁿ-1个射频输出端口相应连接到时分解复用结构(102)中的2ⁿ-1个双输出调制器的电输入端口；所述的的时分解复用结构的第n级的2ⁿ个光输出端口对应连接2ⁿ个可调延时线(200)的光输入端口；所述的可调延时线阵列(200)的2ⁿ个光输出端口对应连接所述的光电探测器阵列(300)的2ⁿ个光输入端口；所述的光电探测器阵列(300)的2ⁿ个电输出端口对应连接到所述的电子信号处理电路(600)的2ⁿ个电信号输入端口；所述的射频驱动电路(400)的时钟信号输出端连接到所述的电子信号处理电路(600)的时钟输入端口；所述的直流驱动电路(500)的电压输出分别连接到采样门(101)、时分解复用结构(102)的双输出调制器、可调延时线(200)、光电探测器阵列(300)的直流输入端口；所述的电子信号处理电路(600)的电输出端口为系统输出端口，所述的n≥2。