2滤波得到光的波长间隔 根据I^Pn g决定；因此可以根据多波长光源的波长间隔要求来设定R;例如宽度为500nm的单 模波导，可用Rsoft软件仿真得到群折射率&为3.6，如果在本发明中多波长光源的波长间 隔选择50GHz，那么由公式（1)可知
；如果多波长光源的波长间隔选 择100GHz，那么可求得R= 133μηι。
[0035] 参见图1所示，硅基微环滤波器102输出的光波分别经过微环调制器阵列中所有的 硅基微环调制器lOSdOShlOShlOShlOSflOSn，每个硅基微环调制器103滤出需要的波长 (例如硅基微环调制器103:选择滤过波长为1:的光波，硅基微环调制器1〇3 2、1033、103^·· 1〇3"分别滤出波长为、山山~\11的光波），每个硅基微环调制器1〇3通过外部调制信号源实 现调制功能，对滤出的波长加载调制而成的光信号。
[0036] 硅基微环调制器103实现调制功能时，电极结构用于注入载流子;加调制信号时， 若为高电平，则直流光直接通过硅光直波导109输出；若为低电平，硅光直波导109的光被耦 合至微环谐振芯片，娃光直波导109无输出光。
[0037] 硅基阵列波导光栅104将所有硅基微环调制器103输出的光波合波后，通过硅波导 耦合至输出光纤106,以此实现多波长光发射。
[0038] 光发射单元107的硅基微环调制器103在实际应用时，还可以采取硅基微环和硅基 马赫-曾德调制器实现，此时每1个波长对应1个硅基微环和1个硅基马赫-曾德调制器;该硅 基微环调制器103实现调制功能时，硅基微环实现滤波功能，硅基马赫-曾德调制器将信号 加载至经过波长选择后的光波上。
[0039] 参见图1所示，光接收单元105包括硅基阵列波导光栅104、n个光电探测芯片110、n 个变阻放大电芯片111和η个限制放大电芯片112。输入光纤108通过硅波导与硅基阵列波导 光栅104相连，硅基阵列波导光栅104分别通过硅波导与每个光电探测芯片110相连，每个光 电探测芯片110通过1个变阻放大电芯片111与1个限制放大电芯片112电连接。1个光电探测 芯片110、1个变阻放大电芯片111、1个变阻放大电芯片111与1个波长的光对应。
[0040] 参见图1所示，光接收单元105进行光接收时，输入光纤108接收来自光网络系统的 η个波长的入射光，硅基阵列波导光栅104对η个波长的光进行分波，得到不同波长的光λ:、 λ2、λ3、λ4···λη，将每个波长的光通过光1个电探测芯片转换为电信号，转换的电信号依次经 过1个变阻放大电芯片111和1个限制放大电芯片112放大后输出。
[0041] 本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护 范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种娃光子集成多波长光收发模块，包括光发射单元（107)和光接收单元（105)，光 发射单元（107)的输出端设置有用于与外界相连的输出光纤（106)，光接收单元（105)的输 入端设置有用于与外界相连的输入光纤（108);其特征在于:所述光发射单元（107)包括激 光器（101)、娃基微环滤波器（102)、娃基微环调制器阵列和娃基阵列波导光栅（104)，娃基 微环调制器阵列中娃基微环调制器（103)的数量至少为2个;激光器（101)通过娃波导与娃 基微环滤波器（102)相连，娃基微环滤波器（102)分别通过娃波导与娃基微环调制器阵列中 的每个娃基微环调制器（103)相连，所述每个娃基微环调制器（103)均通过娃波导与娃基阵 列波导光栅(104)相连，娃基阵列波导光栅(104)通过娃波导与输出光纤(106)相连。2. 如权利要求1所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于：所述光发射单元 (107)进行光发射时，激光器（101)发射的激光通过娃基微环滤波器（102)滤波为波长间隔 相等的多波长的光波，多波长的光波分别经所述每个娃基微环调制器（103)滤出需要的波 长、并对该波长加载调制而成的光信号后，输出至娃基阵列波导光栅（104);娃基阵列波导 光栅(104)将所述每个娃基微环调制器(103)输出的光波合波后，通过娃波导禪合至输出光 纤(106)。3. 如权利要求2所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于:所述多波长的光波 中的波长间隔为娃基微环滤波器(102)的自由光谱区的多波长光梳。4. 如权利要求1所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于:所述娃基微环滤波 器（102)的娃基微环半径R根据多波长的光波需要的波长间隔设定，其计算公式为上述公式中，C为光速，ng为娃基微环滤波器（102)的波导群折射率，为圆周率，Af为根 据波长间隔得来的频率间隔。5. 如权利要求1所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于:所述娃基微环调制 器（103)通过外部的调制信号源实现调制功能，其包括由娃光直波导（109)、具有波长选择 功能的娃基微环谐振忍片、P+渗杂和n+渗杂形成的电极，娃基微环谐振忍片的内部渗杂和 外部渗杂形成电极结构;该娃基微环调制器(103)实现调制功能时，所述电极结构用于注入 载流子;加调制信号时，若为高电平，则直流光直接通过娃光直波导（109)输出；若为低电 平，娃光直波导（109)的光被禪合至微环谐振忍片，娃光直波导（109)无输出光； 或者： 所述娃基微环调制器（103)包括娃基微环和娃基马赫-曾德调制器，每1个波长对应1个 娃基微环和1个娃基马赫-曾德调制器;该娃基微环调制器（103)实现调制功能时，娃基微环 实现滤波功能，娃基马赫-曾德调制器将信号加载至经过波长选择后的光波上。6. 如权利要求1所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于:所述娃基阵列波导 光栅(104)包括输入波导、第一罗兰圆、阵列波导、第二罗兰圆和输出波导。7. 如权利要求1所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于：所述光发射单元 (107)还包括驱动电路忍片，光发射单元（107)的激光器（101)内设置有光增益忍片和娃基 调制忍片，光增益忍片、娃基调制忍片均与驱动电路忍片相连。8. 如权利要求1至7任一项所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于:所述光 接收单元（105)包括娃基阵列波导光栅（104)、至少2个光电探测忍片（110)、与光电探测忍 片（110)数量相同的变阻放大电忍片（111)、W及与光电探测忍片（110)数量相同的限制放 大电忍片（112);光接收单元(105)的输入光纤（108)通过娃波导与娃基阵列波导光栅（104) 相连，娃基阵列波导光栅（104)分别通过娃波导与每个光电探测忍片（110)相连;每个光电 探测忍片（110)通过1个变阻放大电忍片（111)与1个限制放大电忍片（112)电连接，1个光电 探测忍片（110)、1个变阻放大电忍片（111)、1个变阻放大电忍片（111)与1个波长的光对应。9. 如权利要求1至7任一项所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于:所述光 接收单元（105)进行光接收时，输入光纤（108)接收来自光网络系统的多个波长的入射光， 娃基阵列波导光栅(104)对多个波长的光进行分波、并将分波后每个波长的光通过光1个电 探测忍片转换为电信号;转换的电信号依次经过1个变阻放大电忍片（111)和1个限制放大 电忍片（112)放大后输出。10. 如权利要求1至7任一项所述的娃光子集成多波长光收发模块，其特征在于:所述光 收发模块还包括娃衬底，所述光发射单元(107)和光接收单元(105)均设置于娃衬底上。
【专利摘要】本发明公开了一种硅光子集成多波长光收发模块，涉及光纤通信领域的集成光学结构领域。该收发模块包括光发射单元和光接收单元；光发射单元进行光发射时，激光器发射的激光通过硅基微环滤波器滤波为波长间隔相等的多波长的光波，多波长的光波分别经所述每个硅基微环调制器滤出需要的波长、并对该波长加载调制而成的光信号后，输出至硅基阵列波导光栅；硅基阵列波导光栅将所述每个硅基微环调制器输出的光波合波后，通过硅波导耦合至输出光纤。本发明能够增加发射的光波数量、控制光波的波长间隔，不仅集成度较高，而且成本较低，能够满足用户的要求，适于推广。
【IPC分类】H04B10/40, H04B10/50
【公开号】CN105515677
【申请号】CN201510884958
【发明人】邱英, 肖希, 陈代高, 王磊, 李淼峰
【申请人】武汉邮电科学研究院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月3日