CN206673978U - 载波抑制的单边带电光调制装置 - Google Patents

载波抑制的单边带电光调制装置 Download PDF

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Abstract

一种载波抑制的单边带电光调制装置，包括：第一耦合器、第二耦合器、第一分光器、第二分光器、第三分光器、第一微环调制器、第二微环调制器、第三微环调制器、第四微环调制器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第一合束器、第二合束器和第三合束器，本实用新型功耗低，尺寸小，便于集成化。

Description

载波抑制的单边带电光调制装置
技术领域
本实用新型涉及的是一种通信领域的技术，具体是一种载波抑制的单边带电光调制装置。
背景技术
单边带调制是一种可以更加有效的利用电能和带宽的先进调制技术。普通调幅技术与双边带调制技术输出的调制信号带宽为源信号的两倍。载波抑制的单边带调制技术只发送一个边带，且不发送载波，极大地节省了发送端的功率，降低了电源能量的消耗，同时包含了所有信息，使频带的有效性得到提高。单边带调制的实现方法主要有滤波法和移相法。滤波法是通过滤除一个边带而得到单边带信号，这样就损失了一个边带的能量，换句话说要在接收端达到同样的射频功率，就要提高调制的微波信号的能量。移相法是通过抑制一个边带的产生，使其能量转化到另一个边带上，这样有效的利用了微波信号的能量。
传统的移相法单边带调制技术主要是利用马赫增德尔调制器实现，相对来说，占用面积大，功耗大。对于需要多个单边带调制子系统组成的光通信与互连系统来说，利用马赫增德尔调制器所需要的设计面积就更大，功耗也更大。硅基微环调制器与马赫增德尔调制器相比，尺寸和功耗上有明显的优势。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种载波抑制的单边带电光调制装置，具有功耗低，尺寸小，便于集成化，小型化的特点。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型包括：第一耦合器、第二耦合器、第一分光器、第二分光器、第三分光器、第一微环调制器、第二微环调制器、第三微环调制器、第四微环调制器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第一合束器、第二合束器和第三合束器，其中：激光器输出光载波经第一耦合器连接至硅波导，第一耦合器的输出端与第一分光器的输入端相连，第一分光器的输出端分别与第二分光器输入端和第三分光器输入端相连，第二分光器的输出端分别与第一移相器输入端和第一微环调制器输入端相连，第一移相器的输出端与第二微环调制器输入端相连，第一微环调制器的输出端和第二微环调制器的输出端都与第二合束器的输入端相连，第三分光器的输出端分别与第二移相器输入端和第三微环调制器输入端相连，第二移相器的输出端与第四微环调制器输入端相连，第三微环调制器的输出端和第四微环调制器的输出端都与第三合束器的输入端相连，第三合束器的输出端与第三移相器输入端相连，第二合束器的输出端和第三移相器的输出端都与第一合束器的输入端相连，第一合束器的输出端与第二耦合器相连将光从硅波导中连接至光纤。
所述的第一微环调制器通过第一T型偏置器与信号源相连并接收其输出的电压驱动信号与偏置电压；第二微环调制器通过第二T型偏置器与信号源相连并接收其输出的经过取反后的电压驱动信号与偏置电压；第三微环调制器通过第三T型偏置器与信号源相连并接收其输出的经过希尔伯特变换后的电压驱动信号与偏置电压；第四微环调制器通过第四T型偏置器与信号源相连并接收其输出的经过希尔伯特变换再取反后的电压驱动信号与偏置电压。
所述的第一耦合器、第二耦合器、第一分光器、第二分光器、第三分光器、第一微环调制器、第二微环调制器、第三微环调制器、第四微环调制器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第一合束器、第二合束器和第三合束器集成于同一硅基芯片上。
所述的第一移相器和第二移相器都为180度移相器，第三移相器为90度移相器。
所述的第一耦合器和第二耦合器优选采用端面耦合器或光栅耦合器。
所述的第一分光器、第二分光器和第三分光器为单输入双输出结构，优选采用多模干涉耦合器或Y分支。
所述的第一合束器、第二合束器和第三合束器为双输入单输出结构，优选采用多模干涉耦合器或Y分支。
所述的激光器为窄带激光器。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为实施例仿真所用到的微环调制器的调制曲线；
图3为微波信号的单边带光谱仿真结果示意图；
图4为数据信号的单边带光谱仿真结果示意图；
图中：1第一耦合器、2第二耦合器、3第一分光器、4第二分光器、5第三分光器、6第二合束器、7第三合束器、8第一合束器、9第一微环调制器、10第二微环调制器、11第三微环调制器、12第四微环调制器、13第一移相器、14第二移相器、15第三移相器。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括：第一耦合器1、第二耦合器2、第一分光器3、第二分光器4、第三分光器5、第一微环调制器9、第二微环调制器10、第三微环调制器11、第四微环调制器12、第一移相器13、第二移相器14、第三移相器15、第一合束器8、第二合束器6和第三合束器7，其中：激光器输出光载波经第一耦合器1连接至硅波导，第一耦合器1的输出端与第一分光器3的输入端相连，第一分光器3的输出端分别与第二分光器4输入端和第三分光器5输入端相连，第二分光器4的输出端分别与第一移相器13输入端和第一微环调制器9输入端相连，第一移相器13的输出端与第二微环调制器10输入端相连，第一微环调制器9的输出端和第二微环调制器10的输出端都与第二合束器6的输入端相连，第三分光器5的输出端分别与第二移相器14输入端和第三微环调制器11输入端相连，第二移相器14的输出端与第四微环调制器12输入端相连，第三微环调制器11的输出端和第四微环调制器12的输出端都与第三合束器7的输入端相连，第三合束器7的输出端与第三移相器15输入端相连，第二合束器6的输出端和第三移相器15的输出端都与第一合束器8的输入端相连，第一合束器8的输出端与第二耦合器2相连将光从硅波导中连接至光纤。
所述的第一微环调制器9通过第一T型偏置器与信号源相连并接收其输出的电压驱动信号与偏置电压；第二微环调制器10通过第二T型偏置器与信号源相连并接收其输出的经过取反后的电压驱动信号与偏置电压；第三微环调制器11通过第三T型偏置器与信号源相连并接收其输出的经过希尔伯特变换后的电压驱动信号与偏置电压；第四微环调制器12通过第四T型偏置器与信号源相连并接收其输出的经过希尔伯特变换再取反后的电压驱动信号与偏置电压。
所述的第一移相器13和第二移相器14都为180度移相器，第三移相器15为90度移相器。
所述的第一耦合器1和第二耦合器2可以为端面耦合器或光栅耦合器。
所述的第一分光器3、第二分光器4和第三分光器5为单输入双输出结构，可以是多模干涉耦合器或Y分支。
所述的第一合束器8、第二合束器6和第三合束器7为双输入单输出结构，可以是多模干涉耦合器或Y分支。
所述的第一微环调制器9、第二微环调制器10、第三微环调制器11和第四微环调制器12，未加电时在1550nm处谐振，Q值是5000，直波导与微环之间的耦合系数为0.145，波导有效折射率为2.6，微环波导的损耗为10000dB/m，折射率变化系数近似为0.001/V，加电引入的微环波导损耗近似为1000dB/(m*V)。调制曲线如图2所示，表明上述仿真参数设置比较合理，调制器的输出光功率与调制电压存在一段近似线性关系的区域，与实际相符。
如图3所示，加微波信号的峰峰值为0.4V，频率为10GHz，偏置电压为0.3V，激光器输出波长为1550nm，线宽10MHz。通光加电后，得到的单边带信号的光谱，载波与下边带一阶边带得到有效的抑制。
如图4所示，加NRZ信号的幅值为0.13V，频率为10GHz，偏置电压为0.15V，激光器输出波长为1550nm，线宽10MHz。通光加电后，得到的单边带信号的光谱，载波与下边带得到抑制，边带抑制比大约15dB。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。

Claims (8)

1.一种载波抑制的单边带电光调制装置，其特征在于，包括：第一耦合器、第二耦合器、第一分光器、第二分光器、第三分光器、第一微环调制器、第二微环调制器、第三微环调制器、第四微环调制器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第一合束器、第二合束器和第三合束器，其中：激光器输出光载波经第一耦合器连接至硅波导，第一耦合器的输出端与第一分光器的输入端相连，第一分光器的输出端分别与第二分光器输入端和第三分光器输入端相连，第二分光器的输出端分别与第一移相器输入端和第一微环调制器输入端相连，第一移相器的输出端与第二微环调制器输入端相连，第一微环调制器的输出端和第二微环调制器的输出端都与第二合束器的输入端相连，第三分光器的输出端分别与第二移相器输入端和第三微环调制器输入端相连，第二移相器的输出端与第四微环调制器输入端相连，第三微环调制器的输出端和第四微环调制器的输出端都与第三合束器的输入端相连，第三合束器的输出端与第三移相器输入端相连，第二合束器的输出端和第三移相器的输出端都与第一合束器的输入端相连，第一合束器的输出端与第二耦合器相连将光从硅波导中连接至光纤。
2.根据权利要求1所述的载波抑制的单边带电光调制装置，其特征是，所述的第一微环调制器通过第一T型偏置器与信号源相连；第二微环调制器通过第二T型偏置器与信号源相连；第三微环调制器通过第三T型偏置器与信号源相连；第四微环调制器通过第四T型偏置器与信号源相连。
3.根据权利要求1所述的载波抑制的单边带电光调制装置，其特征是，所述的第一耦合器、第二耦合器、第一分光器、第二分光器、第三分光器、第一微环调制器、第二微环调制器、第三微环调制器、第四微环调制器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第一合束器、第二合束器和第三合束器集成于同一硅基芯片。
4.根据权利要求1所述的载波抑制的单边带电光调制装置，其特征是，所述的第一耦合器和第二耦合器为端面耦合器或光栅耦合器。
5.根据权利要求1所述的载波抑制的单边带电光调制装置，其特征是，所述的第一移相器和第二移相器都为180度移相器，第三移相器为90度移相器。
6.根据权利要求1所述的载波抑制的单边带电光调制装置，其特征是，所述的第一分光器、第二分光器和第三分光器为单输入双输出的多模干涉耦合器或Y分支结构。
7.根据权利要求1所述的载波抑制的单边带电光调制装置，其特征是，所述的第一合束器、第二合束器和第三合束器为双输入单输出的多模干涉耦合器或Y分支结构。
8.根据权利要求1所述的载波抑制的单边带电光调制装置，其特征是，所述的激光器为窄带激光器。
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