一种利用偏振复用功能的多波长光发送芯片及方法与流程

本发明涉及光通信领域，具体来讲涉及一种利用偏振复用功能的多波长光发送芯片及方法。

背景技术：

随着信息量的爆炸试增长，人们对大容量信息传输技术的需求不断增加。为了提高通信系统的频谱效率，各种复用技术应运而生。如波分复用技术、偏振复用技术及模式复用技术等，这些复用技术都能有效的提高带宽的利用率。其中，波分复用技术无论是在数据通信还是干线通信中都有重要应用。

单独的波分复用技术对器件的设计、制作及在使用过程中的反馈控制都提出了很高的要求。这是因为在使用过程中，由于各个器件的环境温度在随时变化，激光器和合波器(multiplexer，MUX)等器件的波长温漂不尽相同，在严重情况下可能导致器件失效；再者，如果需要在很宽的波段内做合波，很多波分复用器件都难以保证小的波长相关损耗；对于应用于宽波段高密度通道的波分复用器，制作成品率相对较低，产品的成本很高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用偏振复用功能的多波长光发送芯片及方法，降低温度对芯片上器件性能的影响，适用不同通道间隔和波段，波长相关损耗小，降低产品成本。

为达到以上目的，本发明采取一种利用偏振复用功能的多波长光发送芯片，包括：

多个光源及调制模块，用于提供多路偏振态相同的光信号；

两个波分复用器，将多路光信号合波为两路光信号；

偏振复用器，用于将一路光信号偏振偏转到与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

在上述技术方案的基础上，所述波分复用器是指阵列波导光栅、平面中阶梯光栅、Mach-Zehnder干涉仪、多模干涉仪、定向耦合器及微环谐振器中的一种或多种。

在上述技术方案的基础上，所述偏振复用器包括偏振转换器和偏振合束器，且二者为相互独立的结构。

在上述技术方案的基础上，所述偏振复用器为具有偏振转换和偏振合束功能的集成化器件。

本发明提供一种利用偏振复用功能的多波长光发送方法，包括步骤：S101.每个光源及调制模块发射出一路光信号，且多路光信号的偏振态相同；S102.一个波分复用器接收部分光信号进行合波，另一个波分复用器接收其余光信号进行合波，合波后的两路光信号发送至偏振复用器；S103.偏振复用器将一路光信号偏振发生偏转，且与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

本发明还提供另一种利用偏振复用功能的多波长光发送芯片，包括：

两个光源及调制模块，用于提供两个偏振态相同的光信号；

一个偏振复用器，用于将一路光信号偏振偏转到与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

在上述技术方案的基础上，所述偏振复用器包括偏振转换器和偏振合束器，且二者为相互独立的结构。

在上述技术方案的基础上，所述偏振复用器为具有偏振转换和偏振合束功能的集成化器件。

本发明还提供另一种利用偏振复用功能的多波长光发送方法，包括步骤：S201.两个光源及调制模块各发射出一路光信号，且两路光信号的偏振态相同；S202.偏振复用器接收两路光信号后，将一路光信号偏振发生偏转，且与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

本发明的有益效果在于：

1、由于偏振复用器对温度敏感低，能够降低温度对其影响，进而减低对多波长光发送芯片的影响。

2、由于偏振复用器宽带较宽的特性，在很宽的波段内，可以用很小的耦合损耗完成不同偏振的合波，因此，偏振复用器接收的两路光信号的间隔可以在很宽的波段内任意选择，无需对偏振复用器重新设计，从而使整个发送方法适用于不同通道间隔和很宽的波段，波长相关损耗小。

3、对于相同通道数，使用偏振复用器可以增加单个波分复用器所需的通道间隔，或者减小单个波分复用器所需的波段范围，即可以降低单个波分复用器需要的通道数，从而降低波分复用器的设计制作难度，这样可以提高整个功能器件的成品率，进而降低整个产品的成本，而且如果在更小的波段内设计波分复用器，器件的波长相关损耗往往也更小。

附图说明

图1为本发明第一实施例利用偏振复用功能的多波长光发送芯片示意图；

图2为本发明第一实施例的方法流程图；

图3为本发明第二实施例利用偏振复用功能的多波长光发送芯片示意图；

图4为本发明第二实施例的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

第一实施例：

如图1所示，本实施例中利用偏振复用功能的多波长光发送芯片，包括多个光源及调制模块、两个波分复用器和一个偏振复用器；每个光源及调制模块用于提供一路光信号，且多路光信号的偏振态是相同的，如图1中波长为λ₁₁至λ_1n的n路光信号偏振态相同，波长为λ₂₁至λ_2m的m路光信号偏振态也是相同的，并且m路光信号与n路光信号的偏振态都是相同的。每个波分复用器用于将部分偏振态相同的光信号进行合波，并且两个波分复用器能够将所有光信号合波为两路光信号，传给偏振复用器；具体的，图1中一个波分复用器接收波长为λ₁₁至λ_1n的光信号，另一个波分复用器接收波长为λ₂₁至λ_2m的光信号。偏振复用器用于将一路光信号偏振偏转到与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

优选的，所述波分复用器是指阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)、平面中阶梯光栅(Planar Echelle Grating，PEG)、Mach-Zehnder干涉仪、多模干涉仪(multimode interference，MMI)、定向耦合器及微环谐振器等具有合波分波功能的器件中的一种或多种。

优选的，所述偏振复用器包括偏振转换器和偏振合束器，二者可以是相互独立的结构；偏振复用器也可以是集成化器件，单个集成化器件同时具有偏振转换和偏振合束功能。

本实施例中，如图2所示，基于上述芯片的多波长光发送方法，包括步骤：

S101.每个光源及调制模块发射出一路光信号，且多路光信号的偏振态相同，具体的，光信号总共为n+m路，每一路的偏振态都是相同的。

S102.一个波分复用器接收部分光信号进行合波，另一个波分复用器接收其余光信号进行合波，合波后的两路光信号发送至偏振复用器。具体的，一个波分复用器接收n路光信号，另一个波分复用器接收m路光信号，每个波分复用器将合波后的光信号发送至偏振复用器。

S103.偏振复用器将一路光信号偏振发生偏转，且与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

第二实施例：

如图3所示，本实施例利用偏振复用功能的多波长光发送芯片，其原理与第一实施例相同，不同之处在于，包括两个光源及调制模块和一个偏振复用器，每个光源及调制模块用于提供一路光信号，且两路光信号偏振态相同，即图3中波长为λ₁和λ₂的光信号的偏振态相同。所述偏振复用器用于将一路光信号偏振偏转到与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

优选的，所述偏振复用器包括偏振转换器和偏振合束器，且二者为相互独立的结构。偏振复用器也可以是集成化器件，单个集成化器件同时具有偏振转换和偏振合束功能。

如图4所示，基于本实施例中芯片的多波长光发送方法，包括步骤：

S201.两个光源及调制模块各发射出一路光信号，且两路光信号的偏振态相同；

S202.偏振复用器接收两路光信号后，将一路光信号偏振发生偏转，且与另一路光信号偏振垂直，并将两路光信号合并出射。

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。