CN110350979A - 一种光电调制器和光电互联接口 - Google Patents

一种光电调制器和光电互联接口 Download PDF

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    • G02F1/212—Mach-Zehnder type

Abstract

本发明提供了一种光电调制器和光电互联接口，该光电调制器包括光分束器、光合束器和并联的两个光调制支路；光分束器具有两个输出端，其中一个输出端与其中一光调制支路的输入端相连，另一个输出端与另一光调制支路的输入端相连；光合束器具有两个输入端，其中一个输入端与其中一光调制支路的输出端相连，另一个输入端与另一光调制支路的输出端相连；每一光调制支路均包括相互串联的若干个马赫曾德尔调制器。本发明降低了对电驱动器驱动能力的要求，使得电信号(驱动信号)不需再进行远距离传输，因此减少了信号完整性分析的复杂度，降低了电信号的(驱动信号)传播损耗。

Description

一种光电调制器和光电互联接口
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光电调制器和光电互联接口。
背景技术
随着高性能计算和大数据的发展，现代社会对通信带宽的要求日益提高，光电互联技术作为新兴的接口技术，凭借其出色的高速信号传输能力和超高系统带宽，在海量数据传输、大数据存储等方面得到了广泛的应用。光电互联技术包含光调制器和电驱动器，对于光调制器来讲，目前最成熟的技术为马赫曾德尔调制器(Mach-ZehnderModulator,MZM)设计技术。一个MZM将光分为两组，通过电驱动器在每组光路上施加反相高速信号进行调制，使两组光信号产生相位差，最后将两组光信号进行叠加，从而产生带有高速数据信息的光信号，该光信号可以通过光纤网络进行传递。
然而，传统的MZM包含两组长距离传输线和PN结，电驱动器的高速信号在该传输线中进行传输，通过控制传输线的阻抗来实现光电速度匹配，这对电驱动器的驱动能力、高速电信号的质量和信号完整性都提出了很高的要求。首先，对于传统MZM来讲，电驱动器不仅要驱动光调制器中的相移器，还有驱动两段长距离的金属线，以及终端匹配负载，因此电驱动器不仅要有很高的信号增益以满足MZM中相移器的要求，还要有足够强的驱动能力；其次，高速电信号在传输线中传输时，难免会遇到外界噪声的干扰和无法控制的工艺扰动，随着传输线距离的延长，这些外部的干扰呈累积状态，对信号的影响也会逐渐加重；再者，为控制光电延时匹配，传输线需要根据金属的材料和厚度进行精密设计，包括其传输阻抗和负载匹配网络，传输线长度越长，其信号完整性越难控制，引起电信号损耗、反射等问题就越加严重，调制效果越差；最后，使用金线键合工艺连接电驱动器和MZM会引入键合线与键合引脚较大的寄生效应，影响高速信号传输，另一方面增加了额外的阻抗匹配芯片，提高了系统的硬件开销与集成复杂度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光电调制器和光电互联接口，可以达到进一步提高光电互联接口的性能，降低误码率，提高系统的集成度的目的。
为达到上述目的，本发明提供一种光电调制器，包括光分束器、光合束器和并联的两个光调制支路；
所述光分束器具有两个输出端，其中一个输出端与其中一所述光调制支路的输入端相连，另一个输出端与另一所述光调制支路的输入端相连；
所述光合束器具有两个输入端，其中一个输入端与其中一所述光调制支路的输出端相连，另一个输入端与另一所述光调制支路的输出端相连；
每一所述光调制支路均包括相互串联的若干个马赫曾德尔调制器。
可选的，所述马赫曾德尔调制器包括两个传输线电极、两个引脚和一个相移器，两所述传输线电极与两所述引脚一一对应相连，所述相移器与两所述传输线电极相连；所述引脚用于接收来自电驱动器的驱动信号；所述传输线电极用于将所述驱动信号传输至所述相移器；所述相移器用于根据所述驱动信号使光信号产生相位移动，以实现光信号的调制。
可选的，所述引脚为正八边形。
可选的，所述传输线电极为梯形。
可选的，所述光分束器与所述光调制支路之间、所述光调制支路与所述光合束器之间以及任意相串联的两所述马赫曾德尔调制器之间均通过波导相连。
可选的，其中一所述光调制支路中的任一所述马赫曾德尔调制器与另一所述光调制支路中的任一所述马赫曾德尔调制器之间均为交错设置。
为达到上述目的，本发明还提供一种光电互联接口，包括互联的电芯片和光芯片，所述电芯片包括电驱动模块，所述光芯片包括上述任一项所述的光电调制器，所述电驱动模块包括若干个电驱动器，所述光电调制器中的每一所述马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，所述电驱动器用于接收电信号，并将所述电信号进行放大和延时以生成驱动信号传输至所述马赫曾德尔调制器，所述马赫曾德尔调制器根据所述驱动信号对接收到的光信号进行调制。
可选的，所述驱动信号为高速差分驱动信号。
可选的，所述电芯片通过倒装焊置于所述光芯片之上，所述电芯片与所述光芯片之间通过微凸点阵列进行信号的互连。
可选的，所述光芯片为硅基光芯片。
与现有技术相比，本发明提供的光电调制器和光电互联接口具有以下优点：
(1)本发明提供的光电调制器由于具有光分束器、光合束器和并联的两个光调制支路，且所述光分束器的两输出端分别与两所述光调制支路的输入端相连，所述光合束器的两输入端分别与两所述光调制支路的输出端相连，每一所述光调制支路均包括相互串联的若干个马赫曾德尔调制器，由此，通过所述光分束器可以将接收到的光信号分成两路，其中一路光信号输出至一所述光调制支路，该光调制支路上的若干串联的马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，每个所述电驱动器均能够接收电信号，并能够将接收到的电信号进行放大和延时以得到驱动信号并传输至与其对应连接的马赫曾德尔调制器，通过调节各个电驱动器产生的信号延时，可以使得所述驱动信号与光信号同时到达马赫曾德尔调制器，从而使光电速度匹配，从而完成对此路光信号的调制，并通过该光调制支路的输出端输出至所述光合束器。同理，另一路光信号输出至另一所述光调制支路，该光调制支路上的若干串联的马赫曾德尔调制器也分别与一电驱动器相连，每个所述电驱动器均能够接收电信号，并能够将接收到的电信号进行放大和延时以得到驱动信号并传输至与其对应连接的马赫曾德尔调制器，通过调节各个电驱动器产生的信号延时，可以使得所述驱动信号与光信号同时到达马赫曾德尔调制器，从而使光电速度匹配，从而完成对此路光信号的调制，并通过该光调制支路的输出端输出至所述光合束器，由于经这两个光调制支路输出的经调制的光信号存在相位差，光合束器在接收到这两路经调制的光信号后，会将这两路经调制的光信号合成一束，从而得到最终的包含数字信息的调制光信号。由此可见，本发明提供的光电调制器，通过采用数个马赫曾德尔调制器对光信号进行调制并叠加输出，首先，可以将一段长距离的传输线转化为数段短距离传输线，极大地缩短了相移器和传输线的长度，从而减少了每级电驱动器所需要驱动的负载，降低了对电驱动器驱动能力的要求，使得电信号(驱动信号)不需再进行远距离传输，因此减少了信号完整性分析的复杂度，降低了电信号的(驱动信号)传播损耗，同时还提高了可靠性。
(2)本发明提供的光电互联接口，由于包括互联的电芯片和光芯片，所述电芯片包括电驱动模块，所述光芯片包括上述的光电调制器，所述电驱动模块包括若干个电驱动器，所述光电调制器中的每一所述马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，由此可见本发明提供的光电互联接口由传统的一个电驱动器和一个马赫曾德尔调制器变为数个电驱动器和数个马赫曾德尔调制器同时工作，降低了外界干扰的影响，增强了电信号(驱动信号)对光信号的调制能力，减少了误码率。
附图说明
图1为本发明一实施方式的光电调制器的整体结构示意图；
图2为本发明一实施方式的光电调制器中的马赫曾德尔调制器与电驱动器的连接关系结构示意图；
图3为本发明一实施方式的光电调制器中的马赫曾德尔调制器的结构示意图；
图4为图3所示的马赫曾德尔调制器中的电极的电磁仿真结果示意图；
图5为本发明一实施方式的光电调制器输出的调制光信号的仿真结果示意图；
图6为本发明一实施方式的光电互联接口中的电芯片与光芯片的连接关系结构示意图。
其中，附图标记如下：
光分束器-100；光合束器-200；传输线电极-310；引脚-320；相移器-330；波导-400；电芯片-500；光芯片-600；电驱动模块-510；光电调制器-610；微凸点-700。
具体实施方式
以下结合附图1至6和具体实施方式对本发明提出的光电调制器和光电互联接口作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
本发明的核心思想在于提供一种光电调制器和光电互联接口，以达到进一步提高光电互联接口的性能，降低误码率，提高系统的集成度的目的。
为实现上述思想，本发明提供一种光电调制器，请参考图1，示意性地给出了本发明一实施方式提供的光电调制器的整体结构示意图，如图1所示，所述光电调制器包括光分束器100、光合束器200和并联的两个光调制支路，为了便于说明，在本文中，将其中一个光调制支路用A表示，另一个光调制支路用B表示。
其中，所述光分束器100具有两个输出端，其中一个输出端与其中一所述光调制支路的输入端相连，另一个输出端与另一所述光调制支路的输入端相连。由此，通过所述光分束器100可以将接收到的光信号分成两路，例如所述光分束器100可以将接收到的光信号按照1:1的比例均分成两路，其中一路光信号可以通过一输出端输出至与该输出端相连的光调制支路A，并通过所述光调制支路A对此路光信号进行调制，另一路光信号可以通过另一输出端输出至与该输出端相连的光调制支路B，并通过所述光调制支路B对此路光信号进行调制。由此，光合束器200在接收到分别经两所述光调制支路调制的光信号后，会将这两路经调制的光信号合成一束，从而得到最终的包含数字信息的调制光信号。
所述光合束器200具有两个输入端，其中一个输入端与其中一所述光调制支路的输出端相连，另一个输入端与另一所述光调制支路的输出端相连。
如图1所示，所述光调制支路A和光调制支路B均包括相互串联的若干个马赫曾德尔调制器(MZM)，例如，所述光调制支路A包括相互串联的N个马赫曾德尔调制器，其中N≥2，即所述光调制支路A由MZMA1、MZMA2、……、MZMAN等N个马赫曾德尔调制器依次串联而成；所述光调制支路B也包括相互串联的N个马赫曾德尔调制器，即所述光调制支路B由MZMB1、MZMB2、……、MZMBN等N个马赫曾德尔调制器依次串联而成。所述马赫曾德尔调制器利用电压改变载流子分布的原理，使得光信号在经过马赫曾德尔调制器时产生相位差，从而产生调制效果。
请参考图2，示意性地给出了本发明一实施方式的光电调制器中的马赫曾德尔调制器与电驱动器的连接关系结构示意图，所述光调制支路A中的每一级马赫曾德尔调制器分别与一个电驱动器相连，如图2所示，马赫曾德尔调制器MZMA1与电驱动器DA1相连，马赫曾德尔调制器MZMA2与电驱动器DA2相连，……，以此类推，马赫曾德尔调制器MZMAN与电驱动器DAN相连，由此，电驱动器DA1可以向马赫曾德尔调制器MZMA1传输驱动信号(电信号)，电驱动器DA2可以向马赫曾德尔调制器MZMA2传输驱动信号(电信号)，……，以此类推，电驱动器DAN可以向马赫曾德尔调制MZMAN传输驱动信号(电信号)。
对于光调制支路A，光调制支路A包括相互串联的N个马赫曾德尔调制器MZMA1、MZMA2、……、MZMAN，其中马赫曾德尔调制器MZMA1的输入端即为所述光调制支路A的输入端，马赫曾德尔调制器MZMAN的输出端即为所述光调制支路A的输出端。电驱动器DA1能够接收高速电信号并将接收的电信号进行放大和延时以生成驱动信号，以使得电驱动器DA1输出的驱动信号可以与经过所述光分束器100分束后得到的一路光信号同时达到马赫曾德尔调制器MZMA1，由此，马赫曾德尔调制器MZMA1可以根据接收到的所述驱动信号对接收到的光信号进行第一次调制，并将经过第一次调制后的光信号传输给与其串联的马赫曾德尔调制器MZMA2。同理，电驱动器DA2能够接收高速电信号并将接收的电信号进行放大和延时以生成驱动信号，以使得电驱动器DA2输出的驱动信号可以与经过第一次调制后的光信号同时达到马赫曾德尔调制器MZMA2，由此，马赫曾德尔调制器MZMA2可以根据接收到的所述驱动信号对接收到的光信号进行第二次调制，并将经过第二次调制后的光信号传输给与其串联的马赫曾德尔调制器MZMA3。以此类推，电驱动器DAN能够接收高速电信号并将接收的电信号进行放大和延时以生成驱动信号，以使得电驱动器DAN输出的驱动信号可以与经过第N-1次调制后的光信号同时达到马赫曾德尔调制器MZMAN，由此，马赫曾德尔调制器MZMAN可以根据接收到的所述驱动信号对接收到的光信号进行第N次调制，并将经过第N次调制后的光信号传输给光合束器200。
所述光调制支路B中的每一级马赫曾德尔调制器也分别与一个电驱动器相连。如图2所示，马赫曾德尔调制器MZMB1与电驱动器DB1相连，马赫曾德尔调制器MZMB2与电驱动器DB2相连，……，以此类推，马赫曾德尔调制器MZMBN与电驱动器DBN相连，由此，电驱动器DB1可以向马赫曾德尔调制器MZMB1传输驱动信号(电信号)，电驱动器DB2可以向马赫曾德尔调制器MZMB2传输驱动信号(电信号)，……，以此类推，电驱动器DBN可以向马赫曾德尔调制MZMBN传输驱动信号(电信号)。
对于光调制支路B，光调制支路B包括相互串联的N个马赫曾德尔调制器MZMB1、MZMB2、……、MZMBN，其中马赫曾德尔调制器MZMB1的输入端即为所述光调制支路B的输入端，马赫曾德尔调制器MZMBN的输出端即为所述光调制支路B的输出端。电驱动器DB1能够接收高速电信号并将接收的电信号进行放大和延时以生成驱动信号，以使得电驱动器DB1输出的驱动信号可以与经过所述光分束器100分束后得到的一路光信号同时达到马赫曾德尔调制器MZMB1，由此，马赫曾德尔调制器MZMB1可以根据接收到的所述驱动信号对接收到的光信号进行第一次调制，并将经过第一次调制后的光信号传输给与其串联的马赫曾德尔调制器MZMB2。同理，电驱动器DB2能够接收高速电信号并将接收的电信号进行放大和延时以生成驱动信号，以使得电驱动器DB2输出的驱动信号可以与经过第一次调制后的光信号同时达到马赫曾德尔调制器MZMB2，由此，马赫曾德尔调制器MZMB2可以根据接收到的所述驱动信号对接收到的光信号进行第二次调制，并将经过第二次调制后的光信号传输给与其串联的马赫曾德尔调制器MZMB3。以此类推，电驱动器DBN能够接收高速电信号并将接收的电信号进行放大和延时以生成驱动信号，以使得电驱动器DBN输出的驱动信号可以与经过第N-1次调制后的光信号同时达到马赫曾德尔调制器MZMBN，由此，马赫曾德尔调制器MZMBN可以根据接收到的所述驱动信号对接收到的光信号进行第N次调制，并将经过第N次调制后的光信号传输给光合束器200。
所述光合束器200接收到所述光调制支路A和所述光调制支路B传输过来的两路经过调制的光信号后，可以使这两路经过调制的光信号在所述光合束器200中进行干涉，由于这两路经过调制的光信号的相位不同，即存在相位差，干涉之后的光信号由随机信号变为调制光信号，所述调制光信号中包含传输的数字信息。由此，可见，本发明提供的光电调制器，通过采用数个马赫曾德尔调制器对光信号进行调制并叠加输出，首先，可以将一段长距离的传输线转化为数段短距离传输线，极大地缩短了相移器330和传输线的长度，从而减少了每级电驱动器所需要驱动的负载，降低了对电驱动器驱动能力的要求，使得电信号(驱动信号)不需再进行远距离传输，因此减少了信号完整性分析的复杂度，降低了电信号的(驱动信号)传播损耗，同时还提高了可靠性。
优选的，所述光分束器100与所述光调制支路之间、所述光调制支路与所述光合束器200之间以及任意相串联的两所述马赫曾德尔调制器之间均通过波导400相连。由于波导400为硅材料掺杂形成的光传播介质，由此能够将光信号进行低损耗传输。
优选的，请参考图3，示意性地给出了本发明一实施方式的光电调制器中的马赫曾德尔调制器的结构示意图，如图3所示，所述马赫曾德尔调制器可包括两个传输线电极310、两个引脚320和一个相移器330，两所述传输线电极310与两所述引脚320一一对应相连，所述相移器330位于两所述传输线电极310之间且与两所述传输线电极310相连；所述引脚320用于接收来自电驱动器的驱动信号；所述传输线电极310用于将所述驱动信号传输至所述相移器330；所述相移器330用于根据所述驱动信号使光信号产生相位移动，以实现光信号的调制。对于所述光调制支路A，所述光调制支路A中包含相互串联的N个相移器330，由此，所述光调制支路A可以使得接收到的一路光信号产生N次相位移动，通过将这N次相位移动进行累加，即可得到一路经过N次调制后的光信号。同理，对于所述光调制支路B，所述光调制支路B中包含相互串联的N个相移器330，由此，所述光调制支路B可以使得接收到的另一路光信号产生N次相位移动，通过将这N次相位移动进行累加，即可得到另一路经过N次调制后的光信号。
优选的，所述引脚320为正八边形。由于正八边形能够最大程度接近圆形，由此，将所述引脚320设置为正八边形，可以减少引脚320面积，从而降低引脚320电容。
优选的，所述传输线电极310为梯形。由此，通过将所述传输线电极310设置为梯形，可以有效消除电极中的锐角和直角，从而可以有利于高速电信号(驱动信号)在所述传输线电极310中的传输。请参考图4，示意性地给出了本发明一实施方式的光电调制器中的马赫曾德尔调制器的电极的电磁仿真结果示意图，如图4所示，本发明中的梯形传输线电极310在仿真频段内损耗系数均低于-15dB，传输系数接近0dB，由此可见，通过将所述传输线电极310设置为梯形，可以提高对高速电信号的传输效果。
优选的，其中一所述光调制支路中的任一所述马赫曾德尔调制器与另一所述光调制支路中的任一所述马赫曾德尔调制器之间均为交错设置。如图1所示，所述光调制支路A中的任一马赫曾德尔调制器与所述光调制支路B中的任一马赫曾德尔调制器均为交错设置，即马赫曾德尔调制器MZMA1与马赫曾德尔调制器MZMB1、MZMB2、……、MZMBN之间均为交错设置；马赫曾德尔调制器MZMA2与马赫曾德尔调制器MZMB1、MZMB2、……、MZMBN之间均为交错设置；……；以此类推，马赫曾德尔调制器MZMAN与马赫曾德尔调制器MZMB1、MZMB2、……、MZMBN之间均为交错设置。由此，此种设置，可以充分利用相邻两个马赫曾德尔调制器之间的空间，有利于缩小整个光电调制器所占的面积。此外，通过调节相邻两个马赫曾德尔调制器的引脚320之间的距离和传输线电极310之间的间距，可以有效降低马赫曾德尔调制器之间的串扰，从而可以有效提高本发明的光电调制器的调制效果。
请参考图5，示意性地给出了为本发明一实施方式的光电调制器输出的调制光信号的仿真结果示意图，该仿真结果示意图能够表征本发明提供的光电调制器的对光信号的调制效率，如图5所示，光电调制器输出的调制光信号的能量在0.0001W-0.0008W之间，因此其消光比约为9dB，从而可以看出本发明提供的光电调制器对光信号的调制效率较好。
综上所述，本发明提供的光电调制器由于具有光分束器、光合束器和并联的两个光调制支路，且所述光分束器的两输出端分别与两所述光调制支路的输入端相连，所述光合束器的两输入端分别与两所述光调制支路的输出端相连，每一所述光调制支路均包括相互串联的若干个马赫曾德尔调制器，由此，通过所述光分束器可以将接收到的光信号分成两路，其中一路光信号输出至一所述光调制支路，该光调制支路上的若干串联的马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，每个所述电驱动器均能够接收电信号，并能够将接收到的电信号进行放大和延时以得到驱动信号并传输至与其对应连接的马赫曾德尔调制器，通过调节各个电驱动器产生的信号延时，可以使得所述驱动信号与光信号同时到达马赫曾德尔调制器，从而使光电速度匹配，从而完成对此路光信号的调制，并通过该光调制支路的输出端输出至所述光合束器。同理，另一路光信号输出至另一所述光调制支路，该光调制支路上的若干串联的马赫曾德尔调制器也分别与一电驱动器相连，每个所述电驱动器均能够接收电信号，并能够将接收到的电信号进行放大和延时以得到驱动信号并传输至与其对应连接的马赫曾德尔调制器，通过调节各个电驱动器产生的信号延时，可以使得所述驱动信号与光信号同时到达马赫曾德尔调制器，从而使光电速度匹配，从而完成对此路光信号的调制，并通过该光调制支路的输出端输出至所述光合束器，由于经这两个光调制支路输出的经调制的光信号存在相位差，光合束器在接收到这两路经调制的光信号后，会将这两路经调制的光信号合成一束，从而得到最终的包含数字信息的调制光信号。由此可见，本发明提供的光电调制器，通过采用数个马赫曾德尔调制器对光信号进行调制并叠加输出，首先，可以将一段长距离的传输线转化为数段短距离传输线，极大地缩短了相移器和传输线的长度，从而减少了每级电驱动器所需要驱动的负载，降低了对电驱动器驱动能力的要求，使得电信号(驱动信号)不需再进行远距离传输，因此减少了信号完整性分析的复杂度，降低了电信号的(驱动信号)传播损耗，同时还提高了可靠性。
为实现上述思想，本发明还提供一种光电互联接口，请参考图6，示意性地给出了本发明一实施方式的光电互联接口中的电芯片与光芯片的连接关系结构示意图，如图6所示，所述光电互联接口，包括电芯片500和光芯片600，所述电芯片500包括电驱动模块510，所述光芯片600包括上文所述的光电调制器610，所述电驱动模块510包括若干个电驱动器，所述光电调制器610中的每一所述马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，所述电驱动器用于接收电信号，并将所述电信号进行放大和延时以生成驱动信号传输至所述马赫曾德尔调制器，所述马赫曾德尔调制器根据所述驱动信号对接收到的光信号进行调制。由于所述光电调制器610中的每一所述马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，且每一所述电驱动器均能够接收高速电信号并能够将接收到的电信号进行放大和延时，然后将放大和延时之后的高速电信号(驱动信号)施加到与其对应连接的马赫曾德尔调制器上，通过调节各个电驱动器产生的信号延时，可以使得电信号(驱动信号)到达马赫曾德尔调制器的时间与光信号达到所述马赫曾德尔调制器的时间相同，即光电速度匹配，从而可以使得所述马赫曾德尔调制器达到最佳的调制效果。由此可见，本发明提供的光电互联接口，由传统的一个电驱动器和一个马赫曾德尔调制器变为数个电驱动器和数个马赫曾德尔调制器同时工作，降低了外界干扰的影响，增强了电信号(驱动信号)对光信号的调制能力，减少了误码率。
在本发明中，所述驱动信号可为高速差分驱动信号。由此，所述电驱动器可以输出高速差分驱动信号传输至与其对应连接的马赫曾德尔调制器，从而驱动所述马赫曾德尔调制器对接收到的光信号进行调制。
优选的，所述电芯片500通过倒装焊置于所述光芯片600之上，所述电芯片500与所述光芯片600之间通过微凸点700阵列进行信号的互连。由此，本发明通过采用倒装焊技术将所述电芯片500反向置于所述光芯片600之上，并通过微凸点700阵列实现信号的互连，可以将所述电芯片500与所述光芯片600之间的互连距离降低到100μm以下，因而可以大大降低由于芯片间互连结构所引入的寄生效应对于高速信号质量的影响，与以往的金属线键合工艺相比，实现了较低的互连距离与寄生效应，提高了高速信号的传输效果与信号质量。此外，通过采用倒装焊技术还可以较为方便的实现电驱动模块510与光电调制器610之间的高集成度互连，区别于其他需要额外的阻抗匹配芯片的设计，降低了所需的芯片数量，从而降低了系统的硬件开销与集成复杂度。
优选的，所述光芯片600为硅基光芯片。在目前国际上的报道中，硅基调制的机理主要有三种方式：电光效应、热光效应和等离子色散效应。下面将对这三种方式作进一步的阐述。
(1)电光效应
电光效应是指材料的折射率会随着外加电场的变化而变化，通常这种效应是通过非线性作用引起的。由电场E引起的折射率变化可以表示为：
n＝n0+aE+bE2(1)
式中，n0为没有电场时材料的折射率。折射率随电场呈线性变化称为泡克耳斯效应，a为线性电光系数，折射率随电场强度的平方变化而变化的为克尔效应，b为二次电光系数。硅是中心反演对称晶体结构，所以不具有泡克耳斯效应，仅存在微弱的克尔效应，因此，仅使用晶体硅材料的光电效应是很难实现高速调制器的。
(2)热光效应
热光效应是指材料折射率n随温度T的变化而变化，硅材料的热光系数较大，在波长1.55μm处，其值约为1.86×10-4/K。但是，热光效应的本质为一种慢速过程，对于硅基调制器来说，开关时间较慢，约为微秒量级，不适合用于高速调制。
(3)等离子色散效应
由于硅基材料的电光效应很弱，如果在硅基材料中，掺杂一定浓度的自由载流子，通过改变载流子浓度引起折射率和吸收系数的改变，这种方法称为等离子色散效应。硅材料具有较为显著的等离子色散效应，研究表明，基于等离子色散的硅基调制的调制速率理论上可以达到几十吉赫兹以上，因此很适合高速调制器的设计。
综上所述，本本发明提供的光电互联接口，由于包括互联的电芯片和光芯片，所述电芯片包括电驱动模块，所述光芯片包括上述的光电调制器，所述电驱动模块包括若干个电驱动器，所述光电调制器中的每一所述马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，由此可见本发明提供的光电互联接口由传统的一个电驱动器和一个马赫曾德尔调制器变为数个电驱动器和数个马赫曾德尔调制器同时工作，降低了外界干扰的影响，增强了电信号(驱动信号)对光信号的调制能力，减少了误码率。此外，本发明通过采用倒装焊技术将所述电芯片反向置于所述光芯片之上，并通过微凸点阵列实现信号的互连，可以将所述电芯片与所述光芯片之间的互连距离降低到100μm以下，因而可以大大降低由于芯片间互连结构所引入的寄生效应对于高速信号质量的影响，与以往的金属线键合工艺相比，实现了较低的互连距离与寄生效应，提高了高速信号的传输效果与信号质量。通过采用倒装焊技术还可以较为方便的实现电驱动模块与光电调制器之间的高集成度互连，区别于其他需要额外的阻抗匹配芯片的设计，降低了所需的芯片数量，从而降低了系统的硬件开销与集成复杂度。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述描述仅是对本发明较佳实施方式的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光电调制器，其特征在于，包括光分束器、光合束器和并联的两个光调制支路；
所述光分束器具有两个输出端，其中一个输出端与其中一所述光调制支路的输入端相连，另一个输出端与另一所述光调制支路的输入端相连；
每一所述光调制支路均包括相互串联的若干个马赫曾德尔调制器；
所述光合束器具有两个输入端，其中一个输入端与其中一所述光调制支路的输出端相连，另一个输入端与另一所述光调制支路的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的光电调制器，其特征在于，所述马赫曾德尔调制器包括两个传输线电极、两个引脚和一个相移器，两所述传输线电极与两所述引脚一一对应相连，所述相移器与两所述传输线电极相连；所述引脚用于接收来自电驱动器的驱动信号；所述传输线电极用于将所述驱动信号传输至所述相移器；所述相移器用于根据所述驱动信号使光信号产生相位移动，以实现光信号的调制。
3.根据权利要求2所述的光电调制器，其特征在于，所述引脚为正八边形。
4.根据权利要求2所述的光电调制器，其特征在于，所述传输线电极为梯形。
5.根据权利要求1所述的光电调制器，其特征在于，所述光分束器与所述光调制支路之间、所述光调制支路与所述光合束器之间以及任意相串联的两所述马赫曾德尔调制器之间均通过波导相连。
6.根据权利要求1所述的光电调制器，其特征在于，其中一所述光调制支路中的任一所述马赫曾德尔调制器与另一所述光调制支路中的任一所述马赫曾德尔调制器之间均为交错设置。
7.一种光电互联接口，其特征在于，包括互联的电芯片和光芯片，所述电芯片包括电驱动模块，所述光芯片包括权利要求1至6中任一项所述的光电调制器，所述电驱动模块包括若干个电驱动器，所述光电调制器中的每一所述马赫曾德尔调制器分别与一电驱动器相连，所述电驱动器用于接收电信号，并将所述电信号进行放大和延时以生成驱动信号传输至所述马赫曾德尔调制器，所述马赫曾德尔调制器根据所述驱动信号对接收到的光信号进行调制。
8.根据权利要求7所述的光电互联接口，其特征在于，所述驱动信号为高速差分驱动信号。
9.根据权利要求7所述的光电互联接口，其特征在于，所述电芯片通过倒装焊置于所述光芯片之上，所述电芯片与所述光芯片之间通过微凸点阵列进行信号的互连。
10.根据权利要求7所述的光电互联接口，其特征在于，所述光芯片为硅基光芯片。
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