微环谐振腔谐振器型的双偏振多波长的相干探测接收器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光通信接收技术，尤其是涉及了一种微环谐振腔谐振器型的双偏振多波长的相干探测接收器，适用于偏振复用多载波的相干光通信系统。
【背景技术】
[0002]随着互联网、移动通信技术的快速发展，对于光通信系统的带宽容量要求越来越高。波分复用技术实现了单根光纤多波长通道的传输，有效的增加了光传输的容量。随着掺铒光纤放大器的发明，在光通信网络中得到快速的普及和发展。相干探测技术在波分复用技术的基础上可有效的提高频谱的利用效率，进一步的提高光传输的带宽，近来受到了广泛的关注。随着通信通道数量的增加，光网络中光发射模块和光接收模块的元件数量越来越多，成本越来越高，同时系统的功耗也逐渐增加。如何实现低成本、低功耗、多通道、高谱效率、长距离的光通信系统成为人们追求的目标。集成光学可在平面上实现光束的限制和传输，实现多个功能器件的小型化、集成化，大批量的生产还可有效的降低器件的成本，同时也显著的降低了器件的功耗。
[0003]多种片上相干接收系统实现了应用，如单载波单偏振的双相位的相干接收器、单载波双偏振双相位的相干接收器、多载波直接探测接收器以及多载波的差分接收器。目前100G的高速光接收模块已经商用，大多都是基于相干探测的单载波偏振复用的正交相移键控(PDM-QPSK)调制码技术。为了进一步的提高传输速率，多波长相干光通信技术有望成为突破下一代超100G的主要技术。
[0004]然而，目前鲜有单片集成的多波长相干探测接收器的报道。一般光接收器需要不同波长信号的本地光以及偏振分束器将不同偏振的信号光和本地光分离分别探测。随着通道数的增加光波导间存在很多交叉，使得整个集成芯片系统非常复杂，同时也增加了系统相位控制的难度。文献[Doerr, C.R.；Zhang, L.；ffinzer, P.J., "MonolithicInP Multiwavelength Coherent Receiver Using a Chirped Arrayed WaveguideGrating, ,,Lightwave Technology, Journal of, vol.29，n0.4，pp.536，541，Feb.15，2011】提出一种采用基于阵列波导光栅的结构实现了双偏振4个波长通道的接收，阵列波导光栅同时作为解复用器、偏振分束器和90°的混合器，避免了波导间的交叉。然而，该结构的设计复杂、器件尺寸大、通道插损大，而且波长通道的拓展性较差。因此，亟需发展一种结构简单、易于拓展的多波长相干探测接收器。
【发明内容】
[0005]针对【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种基于微环谐振腔阵列的双偏振多波长相干探测接收器，结构简单、通道易于拓展，可实现双偏振多波长相干光通信技术，从而显著增加光通信链路传输容量。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
[0007]本发明包括第一输入波导、第二输入波导和多个波长通道接收单元；第一输入波导和第二输入波导平行排列，第一输入波导和第二输入波导之间沿波导方向间隔依次设有多个波长通道接收单元；每个波长通道接收单元包括沿第一输入波导方向依次布置的TE偏振波长通道接收组和TM偏振波长通道接收组；第一输入波导和第二输入波导分别输入具有多个波长通道的信号光和本地光，依次经各个波长通道接收单元分别对TE偏振、TM偏振的不同波长的信号光和本地光进行下载接收。
[0008]所述的TE偏振波长通道接收组包括两个TE偏振的插分型微环谐振腔、TE偏振的90°混合器和光电平衡探测器阵列，两个TE偏振的插分型微环谐振腔分别位于第一输入波导和第二输入波导之间的内侧，并分别与第一输入波导和第二输入波导耦合，两个TE偏振的插分型微环谐振腔之间设有两条平行排列的单模连接波导，两条单模连接波导与第一输入波导平行，两条单模连接波导输入到TE偏振的90°混合器中，TE偏振的90°混合器输出端连接到光电平衡探测器阵列转化为电信号。
[0009]所述的两个TE偏振的插分型微环谐振腔分别对TE偏振信号光和本地光接收并滤波，滤波后的信号光和本地光分别由各自的单模连接波导传送到TE偏振的90°混合器中进行解调，最后经光电平衡探测器阵列进行光电转换后形成电信号。
[0010]所述的TM偏振波长通道接收组包括两个TM偏振的插分型微环谐振腔、TM偏振的90°混合器和光电平衡探测器阵列，两个TM偏振的插分型微环谐振腔分别位于第一输入波导和第二输入波导之间的内侧，并分别与第一输入波导和第二输入波导親合，两个TM偏振的插分型微环谐振腔之间设有两条平行排列的单模连接波导，两条单模连接波导与第一输入波导平行，两条单模连接波导输入到TM偏振的90°混合器中，TM偏振的90°混合器输出端连接到光电平衡探测器阵列转化为电信号。
[0011]所述的两个插分型微环谐振腔分别对TM偏振信号光和本地光接收并滤波，滤波后的信号光和本地光分别由各自的单模连接波导传送到TM偏振的90°混合器中进行解调，最后经光电平衡探测器阵列进行光电转换后形成电信号。
[0012]所述的第一输入波导和第二输入波导均为单模波导，分别用于输入不同偏振的信号光和本地光。
[0013]所述的插分型微环谐振腔上均覆有隔离层和金属电极，通过调节加载电极上的电压来调谐微环谐振腔的工作波长。
[0014]所述的两个TE偏振或TM偏振的插分型微环谐振腔具有相同的谐振波长，而各波长通道接收单元中插分型微环谐振腔的谐振波长以固定通道间隔A 等差排列。
[0015]所述的两个TE偏振或TM偏振的插分型微环谐振腔分别与第一输入波导、第二输入单模波导之间的耦合系数相同。
[0016]所述的90°混合器为2X4通道多模干涉器型、2X4通道星型、带有延迟线的多模干涉器的组合或者带有延迟线的星形组合等。
[0017]本发明具有的有益效果是:
[0018]本发明通过引入具有不同谐振波长的微环谐振腔阵列，通过创造性地将微环谐振腔的波长选择性、偏振选择性有效利用起来，从而将TE偏振、TM偏振的多波长通道有效分离，并将分离后的信号光与本地光各自通过混频器及平衡探测器进行处理。
[0019]本发明无需使用偏振分束器、偏振旋转器等偏振调控器件，使得整个芯片设计更为简单，同时还避免了波导交叉，有利于减小附加损耗和简化相位控制等；由于采用微环谐振腔设计，结构简单、波长通道数易于拓展。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的实施例示意图。
[0021]图2是本发明的工作原理图。
[0022]图中:1、第一输入波导，2、第二输入波导。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0024]如图1所示，本发明包括第一输入波导1、第二输入波导2和多个波长通道接收单元；第一输入波导I和第二输入波导2平行排列，第一输入波导I和第二输入波导2之间沿波导方向间隔依次设有多个波长通道接收单元；每个波长通道接收单元包括沿第一输入波导I方向依次布置的TE偏振波长通道接收组和TM偏振波长通