CN115755440A - 硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统及硅基调制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统及硅基调制器，属于硅基光电子技术领域，硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统包括：行波电极信号线、谐振电路、电阻和行波电极接地线；行波电极信号线的第一端与行波电极相连，谐振电路与电阻串联后的第一端与行波电极信号线的第二端相连，谐振电路与电阻串联后的第二端与行波电极接地线的第一端相连，行波电极接地线的第二端与行波电极相连；行波电极信号线用于将行波电极上传输的高频信号传输至谐振电路，谐振电路用于将高频信号中的交流分量与电阻进行阻抗匹配，谐振电路与电阻达到阻抗匹配状态，避免了信号反射，谐振电路阻断直流分量的传输，降低了硅基调制器的整体功耗。

Description

硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统及硅基调制器

技术领域

本发明涉及硅基光电子技术领域，尤其涉及一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统及硅基调制器。

背景技术

硅基调制器普遍采用耗尽式等离子色散效应和行波电极来实现高速电光调制。耗尽式等离子色散效应要求调制器始终处于反偏状态，需要对高频调制信号添加直流分量，使得高频信号对地电压始终大于零；同时为了避免高频调制信号发生反射，在行波电极末端添加阻抗匹配电阻进行终端阻抗匹配。目前，业界均采用电阻的形式来实现这一终端阻抗匹配的需求。

但是，采用电阻进行终端阻抗匹配的方式，使得高频信号的直流分量将会在电阻上消耗大量的无意义功耗，不仅造成了能量浪费还加重了硅基调制器芯片温度控制系统的负担。

发明内容

本发明提供一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统及硅基调制器，用以解决现有技术中终端阻抗匹配功耗高的缺陷，通过串联谐振电路有效降低不必要的功耗。

本发明提供一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，包括：行波电极信号线、谐振电路、电阻和行波电极接地线；

所述行波电极信号线的第一端与行波电极相连，所述谐振电路与所述电阻串联后的第一端与所述行波电极信号线的第二端相连，所述谐振电路与所述电阻串联后的第二端与所述行波电极接地线的第一端相连，所述行波电极接地线的第二端与所述行波电极相连；

所述行波电极信号线用于将所述行波电极上传输的高频信号传输至所述谐振电路，所述谐振电路用于将所述高频信号中的交流分量与所述电阻进行阻抗匹配，所述谐振电路还用于隔断将所述高频信号中的直流分量的传输。

根据本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，所述谐振电路包括电容器和电感器；

所述电容器、所述电感器和所述电阻串联于所述行波电极信号线的第二端与所述行波电极接地线第一端之间，所述电容器与所述电感器构成谐振电路。

根据本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，所述行波电极信号线、所述电阻、所述行波电极接地线、所述电容器和所述电感器均由CMOS兼容工艺制作完成。

根据本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，在硅基调制器工作频率下，所述电容器的容抗等于所述电感器的感抗。

根据本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，所述电容器包括片上平行板电容器。

根据本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，所述电感器包括平面螺旋电感器。

根据本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，所述电阻的阻值等于所述行波电极的特征阻抗。

根据本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，所述电阻包括体电阻。

本发明还提供一种硅基调制器，所述硅基调制器包括调制器本体和如上述任一项所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统。

根据本发明提供的一种硅基调制器，所述调制器本体包括行波电极、交流电源和直流电源；

所述交流电源和所述直流电源均用于为所述行波电极供电。

本发明提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统及硅基调制器，硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统包括：行波电极信号线、谐振电路、电阻和行波电极接地线；行波电极信号线的第一端与行波电极相连，谐振电路与电阻串联后的第一端与行波电极信号线的第二端相连，谐振电路与电阻串联后的第二端与行波电极接地线的第一端相连，行波电极接地线的第二端与行波电极相连；行波电极信号线用于将行波电极上传输的高频信号传输至谐振电路，谐振电路用于将高频信号中的交流分量与电阻进行阻抗匹配，谐振电路还用于隔断将高频信号中的直流分量的传输，高频信号中的交流分量可以通过谐振电路与电阻达到阻抗匹配状态，被电阻吸收，避免了信号反射，同时谐振电路可以有效地滤除高频信号中的直流分量，降低了硅基调制器的整体功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统的结构示意图；

图2是本发明提供的硅基调制器的结构示意图。

附图标记：

1、行波电极信号线；2、谐振电路；21、电容器；22、电感器；3、电阻；4、行波电极接地线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1和图2描述本发明的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统及硅基调制器。

图1是本发明提供的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，包括：行波电极信号线1、谐振电路2、电阻3和行波电极接地线4；其中，行波电极信号线1的第一端与行波电极相连，谐振电路2与电阻3串联后的第一端与行波电极信号线1的第二端相连，谐振电路2与电阻3串联后的第二端与行波电极接地线4的第一端相连，行波电极接地线4的第二端与行波电极相连；行波电极信号线1用于将行波电极上传输的高频信号传输至谐振电路2，谐振电路2用于将高频信号中的交流分量与电阻3进行阻抗匹配，谐振电路2还用于隔断将高频信号中的直流分量的传输。

在一个具体的实现过程中，谐振电路2与电阻3串联后连接于行波电极信号线1与行波电极接地线4之间，从而谐振电路2对于来自行波电极的高频信号中的交流分量来说即为短路，对高频信号中的直流分量来说即为开路，即谐振电路2的作用便为隔断直流分量传播，允许交流分量传输。

其中，谐振电路2包括电容器21和电感器22；电容器21、电感器22和电阻3串联于行波电极信号线1的第二端与行波电极接地线4第一端之间，电容器21与电感器22构成谐振电路2。

具体的实现过程中，高频信号中的交流分量可以无阻碍通过电容器21和电感器22的串联组成的谐振电路2，与电阻3达到阻抗匹配状态，被电阻3完全吸收，从而避免了信号的反射。而高频信号中的直流分量会被电容器21断路，避免了无意义的直流功耗，有效地降低了硅基调制器的整体功耗。

进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的行波电极信号线1、电阻3、行波电极接地线4、电容器21和电感器22均由CMOS兼容工艺制作完成。由于本实施例中的终端阻抗匹配系统需要集成在硅基调制器上，因此，选择适用于硅基调制器制作的CMOS工艺能够在不增加工艺复杂度的情况下完成制作。

具体的，在上述实施例的基础上，本实施例中的电容器21包括片上平行板电容器，电感器22包括平面螺旋电感器。进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中在硅基调制器工作频率下，电容器21的容抗等于电感器22的感抗。

具体的，由于电容器21和电感器22的大小满足在调制器工作频率下电容器21的容抗大小等于电感器22的感抗大小的条件，因此在这种情况下电容器21和电感器22的串联谐振电路2对高频信号交流分量来说相当于短路、对高频信号直流分量相当于开路，实现隔直流通交流的效果，从而有效地降低了直流分量功耗过高的问题，对于特定频率的调制器可以实现高频信号阻抗匹配不受影响，且反射损耗低的优势。

进一步的，本实施例中的电阻3的阻值等于行波电极的特征阻抗，且电阻3包括体电阻。

具体的，电阻3的阻值大小等于行波电极的特征阻抗大小，同时硅光调制器行波电极的特征阻抗与同轴电缆的特征阻抗匹配，一般为50欧姆，由于体电阻的阻值大小等于行波电极的特征阻抗大小，因此，使得体电阻可以与谐振电路2串联，达到阻抗匹配状态，从而实现对高频信号中交流分量的完全吸收。

图2是本发明提供的硅基调制器的结构示意图。

基于同一总的发明构思，如图2所示，本发明还保护一种硅基调制器，硅基调制器包括调制器本体和如上述任一实施例的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统。其中，调制器本体包括行波电极、交流电源AC和直流电源DC；交流电源AC和直流电源DC均用于为行波电极供电。

交流电源AC和直流电源DC并联于硅基调制器行波电极的供电端，且交流电源AC与直流电源DC均有接地端，从而能够安全高效地完成对硅基调制器的供电。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，包括：行波电极信号线、谐振电路、电阻和行波电极接地线；

所述行波电极信号线的第一端与行波电极相连，所述谐振电路与所述电阻串联后的第一端与所述行波电极信号线的第二端相连，所述谐振电路与所述电阻串联后的第二端与所述行波电极接地线的第一端相连，所述行波电极接地线的第二端与所述行波电极相连；

所述行波电极信号线用于将所述行波电极上传输的高频信号传输至所述谐振电路，所述谐振电路用于将所述高频信号中的交流分量与所述电阻进行阻抗匹配，所述谐振电路还用于隔断将所述高频信号中的直流分量的传输。

2.根据权利要求1所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，所述谐振电路包括电容器和电感器；

所述电容器、所述电感器和所述电阻串联于所述行波电极信号线的第二端与所述行波电极接地线第一端之间，所述电容器与所述电感器构成谐振电路。

3.根据权利要求2所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，所述行波电极信号线、所述电阻、所述行波电极接地线、所述电容器和所述电感器均由CMOS兼容工艺制作完成。

4.根据权利要求2所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，在硅基调制器工作频率下，所述电容器的容抗等于所述电感器的感抗。

5.根据权利要求2所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，所述电容器包括片上平行板电容器。

6.根据权利要求2所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，所述电感器包括平面螺旋电感器。

7.根据权利要求1所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，所述电阻的阻值等于所述行波电极的特征阻抗。

8.根据权利要求7所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统，其特征在于，所述电阻包括体电阻。

9.一种硅基调制器，其特征在于，所述硅基调制器包括调制器本体和如权利要求1-8任一项所述的硅基调制器行波电极终端阻抗匹配系统。

10.根据权利要求9所述的硅基调制器，其特征在于，所述调制器本体包括行波电极、交流电源和直流电源；

所述交流电源和所述直流电源均用于为所述行波电极供电。

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