CN109960045A - 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 - Google Patents
一种硅基集成的偏振旋转调制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109960045A CN109960045A CN201711336903.7A CN201711336903A CN109960045A CN 109960045 A CN109960045 A CN 109960045A CN 201711336903 A CN201711336903 A CN 201711336903A CN 109960045 A CN109960045 A CN 109960045A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon substrate
- polarization
- phase shifter
- beam splitter
- bundling device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 94
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 69
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 53
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 11
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/286—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising for controlling or changing the state of polarisation, e.g. transforming one polarisation state into another
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明公开了硅基集成的偏振旋转调制装置，包括光分束器、偏振旋转合束器，以及硅基移相器，光分束器通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器。由所述光分束器处理后的信号光，被硅基移相器调制后进入偏振旋转合束器，该硅基集成偏振旋转调制器可获得任意线偏振光以及圆偏振光。再通过添加光定向耦合器，还可以获得任意椭圆偏振光。本发明的优点在于：该硅基集成偏振旋转调制器可获得任意线偏振光以及圆偏振光，再通过添加光定向耦合器，还可以获得任意椭圆偏振光。且本发明整体体积小、成本低，与现有的CMOS工艺兼容，且偏振调制简单，速率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅基集成光学器件，更具体涉及一种硅基偏振旋转调制器件。
背景技术
请参阅图1所示，是现有一种常用的偏振旋转调制装置结构示意图，现有的偏振旋转调制装置采用分立压电陶瓷、双折射晶体等材料，包括耦合装置2、偏振光学器件3、压电陶瓷组件4、耦合装置5以及调制控制器7，耦合装置2、偏振光学器件3、压电陶瓷组件4、耦合装置5依顺序放置，且耦合装置2、偏振光学器件3、压电陶瓷组件4、耦合装置5的中心轴在一条直线上，调制控制器7连接压电陶瓷组件4。其中耦合装置2和耦合装置5具有准直功能。输入光1通过具有准直功能的耦合装置2后通过偏振光学器件3，然后进入双折射性可调的压电陶瓷组件4，压电陶瓷组件4受调制控制器7的控制，通过压电陶瓷组件4的光最后通过具有准直作用的耦合装置5输出左旋或右旋圆偏振光6。
现有的偏振旋转调制装置因为采用多个独立元件，体积大，不易集成，且通常只获得圆偏振光，无法获得任意偏振光。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种高集成度、体积小且能够获得任意偏振光的硅基集成的偏振旋转调制装置。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种硅基集成的偏振旋转调制装置，包括光分束器、偏振旋转合束器，以及硅基移相器，光分束器通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器。
优化的，所述光分束器的输出端一路通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器，另一路直接连接到偏振旋转合束器。
优化的，所述光分束器、硅基移相器、偏振旋转合束器之间的光路通过平面光波导形成光连接通道。
优化的，该硅基集成的偏振旋转调制装置还包括光定向耦合器，所述光分束器的输出端通过两路硅基移相器分别连接到光定向耦合器，光定向耦合器的输出端一路通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器，另一路直接连接到偏振旋转合束器。
优化的，所述光分束器、光定向耦合器、偏振旋转合束器，以及三路硅基移相器之间的光路通过平面光波导形成光连接通道。
优化的，所述光定向耦合器为多模干涉仪的光耦合器或X分支的光耦合器。
作为另一个实施例，该硅基集成的偏振旋转调制装置还可以包括至少两个可调光衰减器，所述光分束器的输出端一路依次通过至少一个可调光衰减器、至少一个硅基移相器后连接到偏振旋转合束器，所述光分束器的输出端的另一路通过至少一个可调光衰减器连接到偏振旋转合束器。
优化的，所述光分束器、可调光衰减器、硅基移相器和偏振旋转合束器之间通过平面光波导建立光连接通道。
优化的，上述硅基移相器为使用槽线GS结构的单驱动移相器或使用共面波导GSG结构的双驱动移相器。
优化的，上述光分束器为多模干涉仪的光分束器或Y分支的光分束器。
本发明相比现有技术具有以下优点：该硅基集成偏振旋转调制装置可获得任意线偏振光以及圆偏振光。再通过添加光定向耦合器，还可以获得任意椭圆偏振光。且本发明整体体积小、成本低，且与现有的CMOS工艺兼容，且偏振调制简单，速率高。
附图说明
图1是现有一种常用的偏振旋转调制装置结构示意图；
图2是本发明实施例一的硅基集成的偏振旋转调制装置的结构示意图；
图3是本发明实施例二的硅基集成的偏振旋转调制装置的结构示意图；
图4是本发明实施例三的硅基集成的偏振旋转调制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
如图2所示，本实施例硅基集成的偏振旋转调制装置包括光分束器100、偏振旋转合束器200，以及一路硅基移相器300。
所述光分束器100的输出端一路通过硅基移相器300连接到偏振旋转合束器200，另一路直接连接到偏振旋转合束器200。
所述光分束器100、硅基移相器300、偏振旋转合束器200之间的光路通过平面光波导形成光连接通道。所述平面光波导与传输光信号的模式相对应。
信号光由所述光分束器100处理后，分成偏振和功率相同的两路光，其中一路信号光被硅基移相器300调制后进入偏振旋转合束器200，另一路信号光直接进入偏振旋转合束器200，两路信号光在偏振旋转合束器200合束后输出，该硅基集成偏振旋转调制器可获得任意线偏振光以及圆偏振光。偏振旋转合束器200对其中任意一路且只对一路进行偏振正交旋转。
实施例二
上述实施例一的硅基偏振旋转调制装置无法获得椭圆偏振光，本实施例对上述实施例一的硅基偏振旋转调制装置进行进一步改进。
如图3所示，本实施例硅基集成的偏振旋转调制装置包括光分束器102、光定向耦合器202、偏振旋转合束器302，以及三路硅基移相器。
所述光分束器102的输出端通过两路硅基移相器分别连接到光定向耦合器202，光定向耦合器202的输出端一路通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器302，另一路直接连接到偏振旋转合束器302。
所述光分束器102、光定向耦合器202、偏振旋转合束器302，以及三路硅基移相器之间的光路通过平面光波导形成光连接通道。所述平面光波导与传输光信号的模式相对应。
偏振光由所述平面光波导进入所述光分束器102分成两路，分别经所述硅基移相器处理后进入光定向耦合器202处理后得到第一调制光和第二调制光两路光，其中第一调制光经过所述硅基移相器处理后进入偏振旋转合束器302，第二调制光直接进入所述偏振旋转合束器302，两路光经所述偏振旋转合束器302处理后可获得任意线偏振光、椭圆偏振光，包括圆偏振光。所述偏振旋转合束器302对其中任意一路且只对一路进行偏振正交旋转。
通常光分束器102处理得到的两路光幅值比不易调节，因此使用光分束器102与光定向耦合器202以及所述光分束器102与光定向耦合器202之间的硅基移相器调节两路光的幅值比。
优选地，所述光定向耦合器202为多模干涉仪的光耦合器或X分支的光耦合器。
所述硅基移相器用于实现光信号的移相。
实施例三
如图4所示，该实施例中，硅基集成的偏振旋转调制装置包括光分束器104、至少两个可调光衰减器204、至少一个硅基移相器304以及偏振旋转合束器404。
所述光分束器104的输出端一路依次通过至少一个可调光衰减器204、至少一个硅基移相器304后连接到偏振旋转合束器404，所述光分束器104的输出端的另一路通过至少一个可调光衰减器204连接到偏振旋转合束器404。
信号光(单偏振光，如TE光)由所述光分束器104处理后，得到两路偏振相同的第一信号光和第二信号光；所述第一信号光经过可调光衰减器204衰减并经过硅基移相器304调制得到第一调制光，所述第二信号光经过可调光衰减器204衰减之后得到第二调制光，所述第一调制光和第二调制光经过偏振旋转合束器404合束之后得到各个偏振态光，如线偏振、圆偏振包括椭圆偏振光，从而获得量子密钥分发协议中所需的不同偏振态光。
优选地，所述光分束器104、可调光衰减器204、硅基移相器304和偏振旋转合束器404之间通过平面光波导建立光连接通道.
优选地，所述平面光波导与传输的光信号的模式对应。
本方案将可调光衰减器放置在偏振旋转调制装置的两个臂上，由于这两个臂上传输的光是单偏振，因此可以解决因可调光衰减引起的偏振相关损耗的问题。
优选地，上述硅基移相器为使用槽线GS结构的单驱动移相器或使用共面波导GSG结构的双驱动移相器。
优选地，上述光分束器为多模干涉仪的光分束器或Y分支的光分束器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，包括光分束器、偏振旋转合束器，以及硅基移相器，光分束器通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器。
2.根据权利要求1所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，所述光分束器的输出端一路通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器，另一路直接连接到偏振旋转合束器。
3.根据权利要求2所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，所述光分束器、硅基移相器、偏振旋转合束器之间的光路通过平面光波导形成光连接通道。
4.根据权利要求1所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，还包括光定向耦合器，所述光分束器的输出端通过两路硅基移相器分别连接到光定向耦合器，光定向耦合器的输出端一路通过硅基移相器连接到偏振旋转合束器，另一路直接连接到偏振旋转合束器。
5.根据权利要求4所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，所述光分束器、光定向耦合器、偏振旋转合束器，以及三路硅基移相器之间的光路通过平面光波导形成光连接通道。
6.根据权利要求4所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，所述光定向耦合器为多模干涉仪的光耦合器或X分支的光耦合器。
7.根据权利要求1所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，还包括至少两个可调光衰减器，所述光分束器的输出端一路依次通过至少一个可调光衰减器、至少一个硅基移相器后连接到偏振旋转合束器，所述光分束器的输出端的另一路通过至少一个可调光衰减器连接到偏振旋转合束器。
8.根据权利要求7所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，所述光分束器、可调光衰减器、硅基移相器和偏振旋转合束器之间通过平面光波导建立光连接通道。
9.根据权利要求1所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，所述硅基移相器为使用槽线GS结构的单驱动移相器或使用共面波导GSG结构的双驱动移相器。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种硅基集成的偏振旋转调制装置，其特征在于，所述光分束器为多模干涉仪的光分束器或Y分支的光分束器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711336903.7A CN109960045B (zh) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711336903.7A CN109960045B (zh) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109960045A true CN109960045A (zh) | 2019-07-02 |
| CN109960045B CN109960045B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=67017858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711336903.7A Active CN109960045B (zh) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109960045B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200827719A (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-01 | Univ Nat Formosa | 3-DOF Z-tilts nano-platform and its measuring system |
| CN104301041A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-21 | 北京大学 | 一种硅基集成相干光发射机芯片及发射机 |
| WO2015176311A1 (zh) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | 华为技术有限公司 | 偏振控制器件和偏振控制的方法 |
| CN105158933A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-16 | 中国科学院半导体研究所 | Dp-16qam硅基光调制器 |
| CN105204113A (zh) * | 2015-10-29 | 2015-12-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种硅基可调偏振旋转器件 |
| CN106324851A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-01-11 | 长春理工大学 | 一种基于分光路偏振调制的反射型偏振像差补偿装置 |
| CN207541346U (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-26 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 |
-
2017
- 2017-12-14 CN CN201711336903.7A patent/CN109960045B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200827719A (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-01 | Univ Nat Formosa | 3-DOF Z-tilts nano-platform and its measuring system |
| WO2015176311A1 (zh) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | 华为技术有限公司 | 偏振控制器件和偏振控制的方法 |
| CN104301041A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-21 | 北京大学 | 一种硅基集成相干光发射机芯片及发射机 |
| CN105158933A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-16 | 中国科学院半导体研究所 | Dp-16qam硅基光调制器 |
| CN105204113A (zh) * | 2015-10-29 | 2015-12-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种硅基可调偏振旋转器件 |
| CN106324851A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-01-11 | 长春理工大学 | 一种基于分光路偏振调制的反射型偏振像差补偿装置 |
| CN207541346U (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-26 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109960045B (zh) | 2024-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8351117B2 (en) | Optical isolator, shutter, variable optical attenuator and modulator device | |
| US7403677B1 (en) | Fiberoptic reconfigurable devices with beam shaping for low-voltage operation | |
| CN207541346U (zh) | 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 | |
| WO2011091618A1 (zh) | 一种多功能集成光学设备 | |
| JPH01500859A (ja) | 光信号の制御方法および装置 | |
| WO2020083034A1 (zh) | 基于直波导调制器的偏振控制系统、方法及量子密钥分发系统 | |
| CN104965317A (zh) | 电控可调偏振分光比的偏振分束器及其工作方法 | |
| US11604396B2 (en) | Indium phosphide based optical transmitter with single parameter driven phase correction for temporal variation | |
| US7483641B1 (en) | Optical hybrid | |
| WO2017191122A1 (en) | Phase modulation device, receiver, transmitter and a phase modulating method | |
| CN207541360U (zh) | 一种硅基集成的偏振调制装置 | |
| CN109960045A (zh) | 一种硅基集成的偏振旋转调制装置 | |
| CN110095842A (zh) | 基于双环形谐振腔的全光强度调制器 | |
| CN111811495B (zh) | 一种保偏光纤环的光学多次倍增装置及方法 | |
| Lin et al. | High-performance and ultra-compact endless automatic polarization controller based on thin-film lithium niobate | |
| CN210201850U (zh) | 偏振编码装置及量子密钥分发光源 | |
| CN109962772B (zh) | 基于耦合偏振分束器的硅基集成量子密钥分发芯片 | |
| CN110545180A (zh) | 偏振编码装置及量子密钥分发光源 | |
| CN109960063A (zh) | 一种硅基集成的偏振调制装置 | |
| CN109039620A (zh) | 量子密钥分发时间比特-相位解码方法和装置及相应系统 | |
| CN103728697A (zh) | 一种三端口光环行器 | |
| CN107247346A (zh) | 基于光学谐振腔的光强度调制器 | |
| US20050244159A1 (en) | Optical wavelength-conversion | |
| Rong et al. | An endless reset-free polarization control method using two wave plates | |
| CN101581836B (zh) | 隔离度和中心波长高速可调的光梳状滤波器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |