[实用新型]一种基于模式分离的QPSK调制器

权利要求书

1.一种基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：包括上层氮化硅器件层和下层硅器件层；其中上层氮化硅器件层包括：一个TM光栅耦合器(1)，TM光栅耦合器(1)中的TM偏振光将耦合入第一模斑转换器(3)中，第一模斑转换器(3)与氮化硅波导(4)相连接，压缩耦合后的TM偏振光斑在氮化硅波导(4)中传播，经过层间耦合器(6)中的氮化硅层间耦合楔形结构(22)将光耦合进入下层硅器件层中；

下层硅器件层包括：一个TE光栅耦合器(2)，TE光栅耦合器(2)中的TE偏振光将耦合进入第二模斑转换器(3)中，第二模斑转换器(3)与硅波导(5)相连接，压缩耦合后的TE偏振光斑在硅波导(5)中传播，同时上层氮化硅器件层的TM偏振光斑通过层间耦合器(6)中的硅层间耦合楔形结构(21)进入下层的硅波导(5)中；硅波导(5)与MMI(7)相连接，用于使偏振光斑分成四路进入调制臂(8)中，其中上同相光路采用类MZI结构进行I信号调制，下正交光路同样采用类MZI结构进行Q信号调制；调制后的信号均进过MMI(7)进行光干涉合束；光移相器(9)位于上同相光路的MMI后端用于进行光相位转换，使之与下路Q信号相差Π/2的相位差；调制后的两束BPSK光信号经过偏振合束器(23)后通过输出波导(10)输出QPSK信号。

2.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：所述上层氮化硅器件层与下层硅器件层的距离为100-250nm，两层之间填充二氧化硅材料。

3.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：所述TM光栅耦合器(1)位于上层氮化硅器件层，其具有均匀的周期和占空比，用于TM偏振光的耦合。

4.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：所述TE光栅耦合器(2)位于下层硅器件层，其具有均匀的周期和占空比，用于TE偏振光的耦合。

5.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：所述第一模斑转换器(3)、第二模斑转换器(3)为锥形结构，用于将光场压缩为类波导尺寸的光斑耦合进入光波导。

6.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：所述调制臂(8)有四个，分别位于类MZI结构的内部；通过对其施加IQ信号，其能对内部的光场进行相位调制，调制方法为热光调制、电光调制或自由载流子效应，通过调制，MZI结构上下两臂的光相位将会发生变化，完成BPSK调制。

7.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：所述MMI(7)的分光比为50：50。

8.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：其中光移相器(9)通过直流电压调节同相路与正交路的光波相位差满足Π/2。

9.根据权利要求1所述的基于模式分离的QPSK调制器，其特征在于：所述上层氮化硅器件层与下层硅器件层通过层间耦合器(6)进行光交换，层间耦合器(6)为两个堆叠的楔形结构，光通过楔形结构从上光路转移到下光路。