[发明专利]一种单片集成相干光接收器芯片

摘要

本专利披露了一种单体式集成相干接收机芯片，通过芯片上器件的几何布局，使相干接收模机的性能和可生产性大大提高了。该芯片适用于双偏振正交相移键控和其他相干光探测系统。该相干接收机芯片包含两个光混合器，三个光输入口和八个电输出口，其中光混合器的取向正交于光输入和电输出，光输入和电输出相距远并且共线排布，这方便了模块设计和组装。建议的几何布局用垂直电光相交替代任何光波导相交，并且采用电传输线来补偿通道间的时延差异。建议的结构附加的好处在于，由于增加了跨阻放大器之间的间隔，从而改善了模块的热管理。

主权项

一种单片集成相干光接收器芯片，该芯片包括三个光输入端口， 其中第一输入端口提供本地振荡源的接入，第二输入端口提供X‑偏振光信号的接入，第三输入端口提供Y‑偏振光信号的接入；该芯片还包括两个900光学相位混合器，该两个900光学相位混合器各有两个输入波导和四个输出波导，其中一个输入波导接入X‑偏振光信号或Y‑偏振光信号，另一个输入波导接入本地振荡源；所述的四个输出波导连接到两个四波导型光探测器；所述波导型光探测器的光轴平行于芯片输入面或和芯片输入面有小于15度的角度；从波导光探测器产生的电信号经两组四路平面波导传输线传输到8个高频电输出口，此8个电输出口沿芯片输出面排列，这里芯片的输入与输出面是指在芯片上相对的两个侧面；这两组四路光输出波导和平面波导传输线形成了相干接收芯片从900光学合成器输出到电输出口的两组四路延迟线，而平衡这八条线路的时间延迟由光电混合补偿来达到。在芯片的光学三个输入端都包含光斑转换器，使得输入端面的光模斑尺寸和单模光纤的模斑相匹配；在光输入端，X‑偏振光和Y‑偏振光的距离设计成和外部偏振分束器相匹配；本地振荡源的输入尽量远离光信号输入端以简化光模块的组装工艺。