[发明专利]硅光相干光模块发端性能优化方法及硅光相干光模块

说明书

本发明提供一种硅光相干光模块发端性能优化方法及硅光相干光模块。该方法包括：调节驱动器的增益，直至硅光IQ调制器X和Y两个偏振态的调制相关损耗与目标调制相关损耗的差值均小于第一预设值；调节控制分光比的驱动电路的电压值，直至硅光IQ调制器X和Y两个偏振态的偏振相关损耗为极小值；若分光比处于第一预设范围且驱动电路的电流值处于第二预设范围，则设置控制分光比的驱动电路的电压值为第一电压值，第一电压值为最后一次调节得到的电压值；否则，返回调节驱动电路的电压值。通过本发明，可以有效消除硅光IQ调制器由于工艺制程导致的光调制相关损耗和偏振相关损耗在批量生产过程中一致性不好的问题。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种硅光相干光模块发端性能优化方法及硅光相干光模块。

背景技术

硅光技术是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI等)作为光学介质，利用现有CMOS制造工艺在极小绝缘体薄膜硅片上进行光器件开发和集成的技术。硅光技术经过了早期40年的技术探索和近些年来的高速发展，已给很多行业带来了重大的技术性革新，尤其是在光通信领域。在当下数字化时代汇聚海量数据的今天，大数据传输、人工智能应用等对于数据吞吐量和时延都提出了更高的要求，硅光技术所集成光模块相较于分立式的传统光模块更能迎合当下网络传输高速率、低成本的性能要求。但由于硅光技术无法直接复用当前成熟的CMOS工艺及Fab产线，尽管硅光子和微电子都是基于硅材料的半导体工艺，不作修改的微电子工艺平台无法制备出高性能的硅光子器件，需要定制硅光工艺。硅光子工艺当前的发展水平相当于20世纪80年代初微电子的水平，自动化、系统化和规模化都还存在差距。一直以来，硅光技术都是叫好不叫座，当前阻碍硅光技术发展主要问题还是在产能及良品率上始终不足。

硅光集成光器件已在相干光模块中的规模应用，但由于硅光工艺的材料特性，硅光IQ调制器即便MZI的上下两臂设计成完全一样，其相关损耗相比传统工艺也要偏大些。硅光IQ调制器的相关损耗包括调制相关损耗MDL(Modulation Dependent Loss)和偏振相关损耗PDL(Polarization Dependent Loss)。

调制相关损耗MDL过大或一致性差，会影响调制信号后续的发送和接收。一般可通过常规的放大技术对调制信号进行放大，但经放大后的信号可能导致指征光调制发送数据的信号失真。因此硅光IQ调制器需要具有相对较低的光调制相关损耗MDL，从而提高发端调制信号的信号质量及一致性。

偏振相关损耗PDL是光器件或系统在所有偏振状态下最大传输和最小传输的比率。PDL对于硅光IQ调制器的表征至关重要，实际上每个器件都表现为一种偏振相关传输，因此硅光IQ调制器的插入损耗MDL随偏振状态而异。这种效应会沿传输链路不可控制地增长，对传输质量带来严重影响。个别器件的PDL会在系统内造成大的功率波动，从而提高了系统的比特误码率，甚至会导致网络故障。

硅光IQ调制器由于对工艺制程敏感，批量生产的硅光IQ调制器X/Y两个偏振态的光相关损耗(MDL和PDL)一致性很不好，从而对相干光模块的发端性能造成较大的影响，通常的做法是要求生产硅光调制器的厂家在器件出厂前，使用光调制分析仪(OMA)进行人工较准和性能筛选工作，极大的降低了生产制造效率和增加了制造成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种硅光相干光模块发端性能优化方法及硅光相干光模块，旨在现有技术中针对硅光IQ调制器的光相关损耗相比传统工艺器件的损耗偏大，且由于对工艺制程敏感，批量生产的X/Y两个偏振态的光相关损耗一致性很不好，导致相干光模块发端性能差异较大、良品率低且生产效率低下的技术问题。

第一方面，本发明提供一种硅光相干光模块发端性能优化方法，所述硅光相干光模块发端性能优化方法包括：

调节驱动器的增益，直至硅光IQ调制器X和Y两个偏振态的调制相关损耗与目标调制相关损耗的差值均小于第一预设值；

调节控制分光比的驱动电路的电压值，直至硅光IQ调制器X和Y两个偏振态的偏振相关损耗为极小值；