CN1885076A - 可整形式平面光波光路高速光调制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可整形式平面光波光路光调制器，包括光调制模块、光信号整形模块、中间传输通道、输入通道和输出通道，其特征在于：光波输入通道和光波输出通道分别位于光调制模块与光信号整形模块的两侧；可控调制型光调制模块和可控调制型光信号整形模块内均设置有整形部件，输入的光波经过光调制模块和光信号整形模块的在线调制和整形后由输出通道输出。本发明将光调制与信号在线瞬态整形作用相结合，利用外接控制部件和整形元件，降低高速光信号的突发颤抖，补偿由波长漂移、抖动带来的影响，从而形成高质量宽带高速光信号。
Description
一、技术领域
本发明属于光电子学和集成光学技术领域，涉及一种用于高速光通信系统、光计算机系统及光信号处理模块的可进行信号整形的平面光波光路光调制器。
二、背景技术
光调制器是密集波分复用(DWDM)光通信系统的核心器件之一，其性能决定了整个系统的性能。对于高速光纤传输系统，由于激光器的直接调制方式已不能满足系统需求，所以采用外调制器进行光信号调制的方式是必然的选择。这样，可以使光波在很窄的波道上得到高速调制，同时，还可以利用调制器产生的啁啾，部分补偿光纤的色散效应及非线性效应。光波调制的机理主要基于晶体材料或聚合物的电光、磁光、声光、热光、非线性效应、半导体量子阱的量子限制Stark效应(QCSE)和其它特殊的效应等。
无论由何种材料构成的平面光波光路(PLC)光调制器，由于材料结构、材料生长、工艺加工、行波电极制作等因素，在外加高速电信号的作用下，将产生一些附加效应，叠加在调制后的光信号上，引起高速光信号的波长漂移、时间抖动、突发颤抖等现象。
三、发明内容
为了克服现有高速光调制器的不足，本发明的目的是提供一种可整形式平面光波光路高速光调制器，该调制器将光调制与信号在线瞬态整形作用相结合，实现光波高速调制和光信号整形，具有整形元件与光波通道一体化、可调谐、外接便利等优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种可整形式平面光波光路光调制器，包括光调制模块、光信号整形模块、中间传输通道、输入通道和输出通道，其特征在于：光波输入通道和光波输出通道分别位于光调制模块与光信号整形模块的两侧；在光波输入通道和光波输出通道间设置有一组整形部件，输入的光波经过光调制模块、光信号整形模块和整形部件的在线调制和整形后由输出通道输出。
本发明中，在光调制模块中设置有整形部件，高速调制部件设置在整形部件的表面。整形部件也可设置在光波输入通道和光波输出通道间的任意位置。如沿平面光波光路设置有整形部件。在光信号整形模块中补充设置有调制部件。
所述光信号整形模块由一组平面光波光路光栅、谐振腔组件、光栅与谐振腔组合中的任意一种构成。
所述平面光波光路光栅是折射率纵向调制型或纵向周期结构型；或是从周期结构与传输方向的关系区分中的普通式或倾斜式；或是从纵向折射率分布区分的均匀光栅或各类非均匀光栅。
所述谐振腔组件是环状、盘状或矩形中的一种或几种组合。
本发明的可整形式平面光波光路光调制器由光调制模块、光信号整形模块、中间传输通道、输入/出通道组成。光波输入、出通道分别位于功能模块的左、右两侧；光调制模块依据构成PLC的材料和结构的各类物理效应可对光波进行高速调制，其中也可加入整形部件，直接对光信号产生作用；光整形模块可由一至数个光栅，或谐振腔滤波组件，或光栅与谐振腔组合，或可对光信号直接产生作用的其它PLC部件构成，若接入外加物理量，还具有可调谐功能。因此，由输入通道引入的光波进入光调制模块后，在高性能光调制器的作用下形成高速宽带信号的光载波，同时由于整形元件的作用，进行光信号的初步整形。接着，光信号进入中间传输通道，在该通道中可调式整形元件的作用下，受到调整，可以部分改善由光调制器模块引入的波长漂移、啁啾、抖动等现象。然后，光信号传输入整形模块，在可调组合式整形元件和部件的共同作用下，可降低信号的突发颤抖，补偿由波长漂移、抖动带来的影响，从而形成高质量宽带高速光信号。可调式信号调整模块可以通过调整外加物理量，对光信号进行在线整形，达到提高光调制器性能、保证高速光信号质量的目的。
本发明所提出的PLC光栅，可以是折射率纵向调制型或纵向周期结构型；从周期结构与传输方向的关系区分，可以是普通式或倾斜式；从纵向折射率分布区分(或周期结构分布)，可以是均匀光栅或各类非均匀光栅。
本发明的有益效果是：整形元件与光波通道一体化，实现光波高速宽带调制和光信号瞬态整形，器件结构紧凑，外接便利，信号在线可调，提高了光调制器性能和成品率。
四、附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是平面光波光路光栅示意图；
图3是平面光波光路谐振腔单元的扫描电镜俯视图；
图4是可整形式平面光波光路光调制器第一个实例的示意图；
图5是可整形式平面光波光路光调制器第二个实例的示意图
图6是可整形式直条型光调制器芯片的扫描电镜俯视图；
图7是可整形式直条型光调制器芯片测试结果图，调制电压(a)0V；(b)4.2V；(c)8.4V。
附图标记说明
11.PLC光栅；12.PLC芯层；13.PLC隔离层；14.PLC衬底；
五、具体实施方式
实施例1
图4是本发明的第一个实例，由输入通道4、输出通道5、定向耦合器7、具有整形部件6的M-Z型光调制模块1和可调式光整形模块2组成。光波从输入通道4输入，进入3dB定向耦合器7，被功分后，分两路进入M-Z型光调制模块1中，在行波电极上外加高速宽带电信号与材料互作用下，使得下光路的折射率改变，在M-Z干涉仪输出端的光波受到调制。同时，在M-Z型光调制模块中的整形元件进行光信号的初步整形。接着，光信号通过中间传输通道再次进入定向耦合器，在可调式整形元件的作用下，受到调整，部分改善由光调制器模块引入的波长漂移、啁啾、抖动等现象。然后，光信号传输入光整形模块，在可调组合式整形元件和部件的共同作用下，可降低信号的突发颤抖，补偿由波长漂移、抖动带来的影响，从而形成高质量宽带高速光信号。可调式信号调整模块可以通过调整外加物理量，对光信号进行在线整形，提高了光调制器性能、保证了高速光信号的质量。
实施例2
图5是本发明的第二个实例。采用单端口输入、输出、单条形光调制器和单环行谐振腔调形结构。图6为该芯片的扫描电镜照片，行波电极的终端为50Ω的匹配电阻。
图7给出了该光调制器的静电测试结果，测试时光信号从图6所示左边输入。从图7(a)可见，由于在调制器上集成了环行谐振腔，无外加电场时，由MQW中的室温激子吸收和谐振腔产生了共同效应，使得光谱在1540nm处下陷，在约1560nm处出现一个滤波波峰；当电压加至4.2V时(图7(b))，吸收凹陷的位置右移至1555nm处，而在1535nm、1565nm处出现两个谐振滤波波峰；当电压加至8.4V时(图7(c))，吸收凹陷的位置进一步右移至1560nm处，两个谐振滤波波峰的位置也右移到1540nm和1570nm；再增大电压，测试结果几乎没有变化。从而可知：
1)该光调制器在外加电压为0-8v范围内，电吸收效应十分明显，光信号滤波波峰的位置出现漂移；
2)波谷随电压变化率呈非线性，在0-4.2v范围，约为3.71nm/v；在4.2-8.4v范围内，约为1.2nm/v；
3)在无外加电场的条件下，光谱的凹陷以环形谐振腔的作用为主，MQW也存在较弱的室温电吸收效应，参与作用；
4)在1540-1560nm波长内，外加电压幅度小于4.2v时，光功率变化率达到0.09-0.10/v，是此调制器比较理想的工作范围。
通过以上实施例可知，本发明将整形元件与光波通道一体化，实现光波高速宽带调制和光信号瞬态整形，器件结构紧凑，外接便利，信号在线可调，提高了光调制器性能、保证了高速光信号质量。
Claims (7)
1、一种可整形式平面光波光路光调制器，包括光调制模块(1)、光信号整形模块(2)、中间传输通道(3)、输入通道(4)和输出通道(5)，其特征在于：光波输入通道(4)和光波输出通道(5)分别位于光调制模块(1)与光信号整形模块(2)的两侧；在光波输入通道(4)和光波输出通道(5)间设置有一组整形部件(6)，输入的光波经过光调制模块(1)、光信号整形模块(2)和整形部件(6)的在线调制和整形后由输出通道(5)输出。
2、根据权利要求1所述的可整形式平面光波光路光调制器，其特征在于：在光调制模块(1)中设置有整形部件(6)，高速调制部件设置在整形部件(6)的表面。
3、根据权利要求1所述的可整形式平面光波光路光调制器，其特征在于：沿平面光波光路设置有整形部件(6)。
4、根据权利要求1所述的可整形式平面光波光路光调制器，其特征在于：在光信号整形模块(2)中补充设置有调制部件(7)。
5、根据权利要求1所述的可整形式平面光波光路光调制器，其特征在于：所述光信号整形模块(2)由一组平面光波光路光栅(21)、谐振腔组件(22)、光栅与谐振腔组合中的任意一种构成。
6、根据权利要求4所述的可整形式平面光波光路光调制器，其特征在于：所述平面光波光路光栅(21)是折射率纵向调制型或纵向周期结构型；或是从周期结构与传输方向的关系区分中的普通式或倾斜式；或是从纵向折射率分布区分的均匀光栅或各类非均匀光栅。
7、根据权利要求4所述的可整形式平面光波光路光调制器，其特征在于：所述谐振腔组件(22)是环状、盘状或矩形中的一种或几种组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610088239 CN1885076A (zh) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | 可整形式平面光波光路高速光调制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610088239 CN1885076A (zh) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | 可整形式平面光波光路高速光调制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1885076A true CN1885076A (zh) | 2006-12-27 |
Family
ID=37583328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610088239 Pending CN1885076A (zh) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | 可整形式平面光波光路高速光调制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1885076A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101681030B (zh) * | 2007-06-15 | 2011-05-18 | 独立行政法人情报通信研究机构 | 光波形整形装置 |
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2006
- 2006-07-05 CN CN 200610088239 patent/CN1885076A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101681030B (zh) * | 2007-06-15 | 2011-05-18 | 独立行政法人情报通信研究机构 | 光波形整形装置 |
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