波分多路复用光接收器及其驱动方法与流程

本发明涉及一种波分多路复用光接收器及其驱动方法，并且例如涉及一种具有期望改变的应用例如用于大型计算系统中的cpu之间的互连的高端服务器和光i/o元件的波分多路复用光接收器及其驱动方法。

背景技术：

近年来，具有大面积的廉价si基板上装配的光子集成元件已经引起关注。si对于用于传统光通信的1.3μm波段或1.55μm波段的光信号而言是透明的介质。已经提出并且展示基于si光子线波导技术的各种类型的光学元件，以用于使用高级工艺技术的具有低损耗的高水平光学限制。

为了增大硅光子集成电路中的传输能力，波分复用(wdm)硅光子集成电路被认为是有前景的，其应用有用于光纤通信的wdm传输系统并且在用于传输和检测的硅装置内对被独立调制的多个光波长信号进行多路复用。

通过作为传输路径的光纤传播的wdm信号光被输入到处于s偏振波和p偏振波混合的随机偏振状态下的光接收装置中，并且因此，光接收装置需要具有这样的配置，在该配置中可以以与偏振的状态无关的恒定效率执行波长解复用和光检测。因此，在不使用特定的制造工艺的情况下，使用偏振分束光栅耦合器，其中，两种类型的偏振的输入光可以通过该偏振分束光栅耦合器以高效率与硅波导耦合。

图16是示出在本文中用于描述下述示例的传统的波分多路复用光接收器的配置的示意图，在该示例中，对四个波长的光信号进行多路复用的wdm信号光被接收以使得相应波长分量在元件内的波长解复用器(demux)中分离，以便在不同的光电检测器中被转换成电信号。从光纤73入射的wdm信号光被偏振分束光栅耦合器61分离成s偏振波(x)和p偏振波(1-x)，以便被输出。偏振分束光栅耦合器61具有将电场与入射面垂直的s偏振波分量和电场与wdm信号光的入射面平行的p偏振波分量耦合并且输出产生的信号光的功能，该wdm信号光随着te模式(电场与si基板平行的波导模式)下的不同的si光子线波导62和63沿竖直方向进入。

因此，来自偏振分束光栅耦合器61的输出通过si光子线波导62、63、66和67被与相应的偏振波分量对应的一对波长解复用器68和69分离成相应的波长。针对相应波长被分离的信号光被光电二极管阵列72接收，其中，双向输入型光电二极管721至724通过si光子线波导701至714成阵列，并且因此，采用所谓的偏振分集配置。

即使当wdm信号光的偏振状态在光纤73内波动时，该配置也会进行稳定的波长分离和光检测。附带地，在一些情况下，在传输路径中和在集成发送器/接收器内的光损耗较大，并且在应用波分多路复用光接收器60的大容量wdm光链路中，输入到光检测器中的光强不足。在这种情况下，提出了为了共同放大wdm信号光，如图16所示，偏振相关soa64和soa65应当被布置在接收侧以作为用于以低功率补偿损耗而不是过度增大生成wdm信号光的激光器的光输出的系统(参见专利文献1)。

专利文献1：国际公开单行本第wo2013/179467号

技术实现要素：

在将偏振相关soa应用于使用图16中的偏振分束光栅耦合器61的波分多路复用光接收器60的情况下，由于安装的要求，需要在偏振分束光栅耦合器61的输出波导(62和63)中分别布置偏振相关soa64和soa65。还需要向布置在相应输出波导(62和63)中的偏振相关soa64和soa65提供相同的驱动电流，以便向随机波动的s偏振光分量和p偏振光分量两者提供相等的光增益。

为了实现作为偏振相关soa64和soa65中所需要的光增益gt的15db的光增益，例如，需要分别向偏振相关soa64和65提供65ma。然而，这样的配置具有以下问题：与在专利文献1所示的非偏振分集系统中将偏振相关soa应用于接收器的情况相比，偏振相关soa中元件所需要的数目加倍并且由偏振相关soa所消耗的功率加倍。此外，来自进入到光电二极管721至724的偏振相关soa64和soa65的ase(放大自发发射)光的量也加倍，并且因此存在光信号噪声强度比(osnr)下降3db的缺点。

如上所述，在具有如图16所示的偏振分集配置的波分多路复用光接收器中出现各种问题例如成本(soa元件的数目)增加、功耗(用于驱动soa的功率)增大以及接收器灵敏度降低(osnr的降低)。

本发明的目的是降低功耗，并且同时抑制具有偏振分束光栅耦合器的波分多路复用光接收器及其驱动方法的接收器灵敏度的降低。

一种波分多路复用光接收器，包括：

偏振分束光耦合器，该偏振分束光耦合器被配置成将波分多路复用信号光分离成相应的偏振分量；

第一半导体光放大器，该第一半导体光放大器被配置成放大被所述偏振分束光耦合器分离的第一偏振分量；

第二半导体光放大器，该第二半导体光放大器被配置成放大被所述偏振分束光耦合器分离的第二偏振分量；

波长解复用器，该波长解复用器被配置成将来自第一半导体光放大器和第二半导体光放大器的输出解多路复用成相应波长；

光电检测器，该光电检测器被配置成针对相应波长对波长解复用器的输出进行检测；

第一监测光电检测器，该第一监测光电检测器被配置成监测第一半导体光放大器的前级中的第一偏振分量的光强；

第二监测光电检测器，该第二监测光电检测器被配置成监测第二半导体光放大器的前级中的第二偏振分量的光强；以及

控制电路，该控制电路被配置成根据第一监测光电检测器的输出与第二监测光电检测器的输出的强度比，使用不同的光增益对第一半导体光放大器和第二半导体光放大器进行光放大。

根据另一实施方式，提供了一种用于波分多路复用光接收器的驱动方法，该驱动方法提供有以下步骤：将由监测被偏振分束光耦合器分离的第一偏振分量的光强引起的第一监测器输出与由监测被上述偏振分束光耦合器分离的第二偏振分量引起的第二监测器输出进行比较，以使得被配置成放大第一偏振分量的第一半导体光放大器和被配置成放大第二偏振分量的第二半导体光放大器可以响应于第一监测器输出与第二监测器输出的强度比以不同的光增益来放大光，其中，该偏振分束光耦合器被配置成将波分多路复用信号光分离成相应的偏振分量；以及允许光电检测器在光被分离成相应波长之后针对相应波长检测上述经光放大的波分多路复用信号光。

根据本发明的一个方面，可以降低功耗，并且同时抑制接收器灵敏度的降低。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图2a和图2b是示出本发明的实施方式中的半导体放大器驱动电流的曲线图。

图3是示出根据本发明的示例1的波分多路复用光接收器30的配置的示意图。

图4是示出半导体光放大器的光增益与驱动电流的相关性的曲线图。

图5a和图5b是示出本发明的示例1中的半导体放大器驱动电流的曲线图。

图6a和图6b是示出本发明的示例1中的工作效果的曲线图。

图7a和图7b是示出本发明的示例2中的半导体放大器的驱动电流的曲线图。

图8是示出根据本发明的示例3的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图9是示出根据本发明的示例4的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图10是示出根据本发明的示例5的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图11是示出根据本发明的示例6的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图12是示出根据本发明的示例7的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图13是示出根据本发明的示例8的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图14是示出根据本发明的示例9的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图15是示出根据本发明的示例10的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

图16是示出传统的波分多路复用光接收器的配置的示意图。

具体实施方式

参照图1至图2b，描述根据本发明的实施方式的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图1是示出根据本发明的实施方式的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器设置有：第一半导体光放大器16，其可以放大被可以将波分多路复用信号光分离成相应的偏振波分量的偏振分束光耦合器11分离的一个偏振波分量；以及第二半导体光放大器17，其可以放大另一偏振波分量。还提供了可以将第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17的输出分离成相应波长的波长解复用器20和21，并且提供了可以针对每个波长检测来自波长解复用器20和21的输出的光电检测器24。文中，对于第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17而言，与偏振无关的半导体光放大器相比，期望使用具有更高性能且成本更低并且使用更少功率的偏振相关半导体光放大器。文中，偏振分束光栅耦合器可以用于偏振分束光耦合器11。替代地，偏振分束光耦合器11可以由以下形成：模斑转换器；偏振分离器，其可以将来自上述模斑转换器的波分多路复用信号光分离成以te模式传播的s偏振光分量和以tm模式传播的p偏振光分量；以及偏振旋转器，其可以将被上述偏振分离器分离且以tm模式传播的p偏振光分量转换成te模式。

在本发明的实施方式中，监测一个偏振波分量的光强(x)的第一监测光电检测器14被设置在第一半导体光放大器16的前级中，并且监测另一个偏振波分量的强度(1-x)的第二监测光电检测器15被设置在第二半导体光放大器17的前级中。提供了控制电路25，其可以根据来自第一监测光电检测器14的输出与来自第二监测光电检测器15的输出的强度比来驱动具有不同光增益的第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17。文中，图中的12、13、18、19和221至234是光波导例如si光子线波导。此外，图中的241至244以及26是光检测装置和光纤。文中，控制电路25可以具有控制被注入到第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17中的驱动电流的功能，使得如从针对每个波长检测波长解复用器20和21的输出的光电检测器24的输出看到的那样，由光电检测器24接收的光强为恒定的。

波长解复用器可以包括：第一波长解复用器20，其可以将第一半导体光放大器16的输出分离成相应波长；以及第二波长解复用器21，其可以分离第二半导体光放大器17的输出。在这种情况下，双向输入型光电检测器可以用于光电检测器24，使得可以分离的波长被集中检测。

可以在波长解复用器与第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17之间提供可以将来自第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17的输出多路复用成单个光波导的复用器。在这种情况下，可以通过单个波长解复用器而不是两个波长解复用器将经多路复用的波分多路复用信号光分离成波长。文中，可以使用2×1型波分多路复用干涉仪或y分支波导作为复用器。

两个分立的半导体光放大器可以用作第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17，或者可以使用其中第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17在同一基板上形成阵列的半导体光放大器阵列。

图2a和图2b是示出本发明的实施方式中的半导体放大器驱动电流的曲线图。图2a是示出第二半导体光放大器17的驱动电流和光增益的曲线图，而图2b是示出第一半导体光放大器16的驱动电流和光增益的曲线图。将由对被偏振分束光耦合器分离的一个偏振波分量的光强进行的监测引起的第一监测器输出与由对另一偏振波分量进行的监测引起的第二监测器输出进行比较，使得由第一半导体光放大器和第二半导体光放大器根据第一监测器输出与第二监测器输出的强度比以不同光增益来放大光。

文中，引用以下这样的示例：根据第一监测器输出与第二监测器输出的强度比，将电流注入到第一半导体光放大器16或第二半导体光放大器17中的仅一个来提供光增益。此时，根据监测器输出来控制驱动电流，使得一个半导体光放大器获得所需的光增益gt或更大光增益，并且因此，通过控制使在被分离成与偏振状态无关的相应波长之后且在波分多路复用信号光被输入到光电检测器中之前提供的总光增益恒定。在曲线图的情况下，所需的光增益gt为15db，并且其所需的驱动电流为65ma。

在图16所示的传统系统中，驱动用于p/s偏振的半导体光放大器二者，使得增益变为与x无关的目标增益gt，因此，被驱动的两个半导体光放大器需要功耗，使得光增益总是变为gt。然而，在本发明的实施方式中，仅被驱动的一个半导体光放大器需要功率消耗，使得在x＝0或1的情况下光增益变为gt，并且因此，可以将驱动功率减小到传统系统的驱动功率的一半。此外，当x接近0.5时，由于所需增益的增大，所以半导体光放大器的功耗增大。然而，即使在x＝0.5的情况下，获得gt+3db的光增益所需的功耗仍小于两个半导体光学放大器被驱动用于gt的功耗，因此，可以实现功耗的减少。

替代地，在第一监测器输出与第二监测器输出的强度比在预设范围内的情况下，以对称方式相互地使电流注入到第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17中并且从第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17流出，使得提供彼此对称的光增益。在第一监测器输出与第二监测器输出的强度比在预设范围之外的情况下，可以将电流注入到第一半导体光放大器16或第二半导体光放大器17中的仅一个中，使得提供光增益。

在这种情况下，可以避免可以在图2中的x＝0.5处看到的第一半导体光放大器16与第二半导体光放大器17之间的突然切换操作。因此，可以在强度比x的整个区域上以小增量连续地调整半导体光放大器的驱动电流，并且因此，可以避免由于在更新驱动电流(通常以纳秒的量级)时的增益的上升/下降中的延迟引起的光信号的中断或光浪涌，使得可以实现稳定的接收器操作。

此外，由光电检测器24检测到的输出可以反馈到控制电路25，因此，可以控制被注入到第一半导体光放大器16和第二半导体光放大器17中的驱动电流，使得由光电检测器24接收的光强变为恒定。在这种情况下，当波分多路复用信号光不仅在偏振的状态下而且在光强上随时间波动时，可以实现稳定的光放大和接收。

在本发明的实施方式中，根据偏振波分量之间的强度比选择性地驱动被布置在用于两个偏振波分量的光波导中的半导体光放大器，并且因此，可以减少功耗，并且同时抑制接收器灵敏度的降低。

示例1

接下来，参照图3至图6b，描述根据本发明的示例1的波分多路复用光接收器及其驱动方法，其中，利用四波分多路复用信号光。图3是示出根据本发明的示例1的波分多路复用光接收器30的配置的示意图，该波分多路复用光接收器设置有：偏振相关soa36，该偏振相关soa36可以使被用于将通过光纤47入射的波分多路复用信号光分离成相应偏振波分量的偏振分束光栅耦合器31分离的s偏振波分量放大；以及偏振相关soa37，该偏振相关soa37可以放大p偏振波分量。还提供了可以将偏振相关soa36和偏振相关soa37的输出分离成相应波长的波长解复用器40和41，并且提供了可以将来自波长解复用器40和41的输出检测成相应波长的ge光电二极管阵列44。ge光电二极管阵列44由双向输入型ge光电二极管441至444形成。相应光学装置通过si光子线波导32、33、38、39和421至434彼此连接。文中，偏振相关soa36并且偏振相关soa37仅放大te偏振。

在本发明的示例1中，用于监测s偏振波分量的光强(x)的监测器pd34设置在偏振相关soa36的前级中，并且用于监测p偏振波分量的光强(1-x)的监测器pd35设置在偏振相关soa37的前级中。抽头式监测器pd用于监测器pd34和监测器pd35。

监测器pd34的输出和监测器pd35的输出被输入到控制电路45中。控制电路45根据监测器pd34的输出与监测器pd35的输出的强度比来控制放大器驱动电路46，使得偏振相关soa36和偏振相关soa37可以具有不同的光增益。来自放大器驱动电路46的驱动电流被注入到偏振相关soa36和偏振相关soa37中，使得仅一个偏振相关soa可以一直处于操作中。文中，驱动电路45和放大器驱动电路46设置在通过使用si基板形成的波分多路复用光接收器30的外部。偏振相关soa36和偏振相关soa37由复合半导体形成，使得：在形成波分多路复用光接收器30的si基板中设置凹部，并且偏振相关soa36和偏振相关soa37根据被动对准方法安装在该凹部中。

图4是示出半导体光放大器的光增益与驱动电流的相关性的曲线图，其中，驱动电流注入到偏振相关soa中，使得增益变为所需增益gt，该增益gt根据输入波分多路复用信号光强与ge光电二极管中的最小接收器灵敏度之间的关系被预设。文中，所需增益gt为15db，并且其驱动电流为65ma。所需增益随x增大而增大，并且对系统进行调整使得在x＝0.5处光增益为gt+3db，并且其驱动电流为98ma。

图5a和图5b是示出本发明的示例1中的半导体放大器驱动电流的曲线图。图5a是示出放大被分离作为te偏振波的p偏振波分量的偏振相关soa37的光增益与驱动电流之间的关系的曲线图。图5b是示出放大被分离作为te偏振波的s偏振波分量的偏振相关soa36的光增益与驱动电流之间的关系的曲线图。在根据由监测器pd34或监测器pd34基于针对图4中的偏振相关soa的光增益与驱动电流之间的关系检测到的强度比x或1-x发现p偏振波分量较强(0<x<0.5)的情况下，仅选择性地驱动偏振相关soa37，其中，针对图4中的偏振相关soa的光增益与驱动电流之间的关系被存储在控制电路中。同时，在s偏振波分量较强(0.5<x<1)的情况下，仅选择性地驱动偏振相关soa36。

文中，从波分多路复用光接收器的所需增益gt和基于被存储的光增益与偏振相关soa的驱动电流之间的关系的强度比x来确定每种情况下的针对偏振相关soa的光增益g的驱动电流，使得已经被选择并放大的输出光强是恒定的。换言之，在驱动用于p偏振波放大的偏振相关soa37的情况下，驱动偏振相关soa37使得实现g＝gt-10×log(1-x)。在驱动用于s偏振波放大的偏振相关soa36的情况下，驱动偏振相关soa37使得实现g＝gt-10×log(x)。

如图5a和图5b所示，在x为0(当输入信号光完全是p偏振波时)或1(当输入信号光完全是s偏振波时)的情况下，被驱动的偏振相关soa36或偏振相关soa37的驱动电流和光增益变得最小。驱动电流和光增益在x＝0.5处变为最大，并且发生偏振相关soa37与偏振相关soa36之间的切换。当x在0<x<1波动时，向被输入到ge光电二极管阵列44中的信号光提供一直恒定的光增益。换言之，可以实现增益恒定操作。文中，用于确定半导体光放大器的驱动电流的该控制总是在相对于沿传输路径的偏振波的状态下的波动率足够快的重复周期(例如10khz)中重复。

图6a和图6b是示出本发明的示例1中的工作效果的曲线图。图6a是示出总功耗与光强比x的相关性的曲线图，而图6b是示出光信号噪声强度比(osnr)与光强比x的相关性的曲线图。如图6b所示，在现有技术的情况下，驱动用于p/s偏振的两个soa，使得实现与x无关的目标增益gt，并且因此，对于被驱动的两个soa而言需要功耗，使得总是实现光增益gt。同时，在本发明的示例1中，在x＝0或1的情况下，对于针对gt被驱动的一个soa而言需要功耗，并且因此，功耗可以减少到现有技术的驱动功率的一半。此外，所需增益增大，并且因此，当x接近0.5时，soa的功耗增大。然而，在x＝0.5的情况下，为了实现gt+3db的光增益的soa所需的功耗小于针对gt被驱动的两个soa所需的功耗，因此，可以实现降低约6％的功耗。

考虑到在实际使用时输入的波分多路复用信号光的偏振状态是随机的并且x在时间上以等概率取0<x<1的值的事实，本发明的示例1中的有效功耗从传统系统的有效功耗下降约35％。

如图6b所示，在现有技术中总是以恒定电流来驱动两个soa，因此两个soa的经放大的自发发射(ase)噪声被输入到ge光电二极管中。然而，在本发明的示例1中，根据x的值来驱动为s或p的一个soa，因此，仅一半的ase噪声流入，并且因此osnr提高3db。尽管soa的增益根据x通过驱动电流的控制而波动，但soa的nf(由soa引起的osnr的退化量)在该范围内是恒定的，并且因此osnr不由于x而波动。

在本发明的示例1中，取决于分离的s偏振波分量与p偏振波分量的强度比x，仅驱动一个soa，因此可以降低功耗并且抑制由于osnr的退化引起的接收器灵敏度下降。

示例2

接下来，参照图7a和图7b，描述根据本发明的示例2的波分多路复用光接收器的驱动方法，其中，接收器的配置与示例1中的接收器的配置相同。图7a和图7b是示出本发明的示例2中的半导体放大器的驱动电流的曲线图。图7a是示出放大p偏振波分量的偏振相关soa的驱动电流和光增益的曲线图，而图7b是示出放大s偏振波分量的偏振相关soa的驱动电流和光增益的曲线图。

在示例2中，例如，将同时驱动两个偏振相关soa的光强比x的范围预设成0.4<x<0.6。在偏振波即s偏振波或p偏振波中的任一个为强的区域(文中，0<x<0.4或0.6<x<1)中，仅以与示例1的方式相同的方式选择性地驱动一个偏振相关soa。

关于两个偏振波分量的强度匹配的0.4<x<0.6的区域，驱动电流被供给至用于s和p的两个偏振相关soa。在该区域内，用于s偏振波放大的偏振相关soa或用于p偏振波放大的偏振相关soa的驱动电流在x＝0.4或0.6处为0ma，并且该驱动电流在x＝0.5处提供具有必要增益gt的两个偏振相关soa。在0.4、0.5、0.6之间的区域中，连续地调整两个偏振相关soa的驱动电流，使得放大之后的s偏振波分量和p偏振波分量之和变得恒定，以便实现增益为恒定的操作。相应地，驱动电流沿边界关于x＝0.5彼此对称。

在本发明的示例2中，尽管与示例1中的驱动方法的功耗相比，功耗在0.4<x<0.6的范围内增加大，但是与在整个区域被平均情况下的现有技术相比，可以降低功率。此外，在示例2中，可以避免可以在示例1中的驱动方法中的x＝0.5处看到的s/p偏振波soa中的突然切换操作。因此，可以通过在强度比x的整个区域上以小增量连续地调整soa的驱动电流，并且因此，可以避免由于在更新soa驱动电流(通常以纳秒的量级)时增益的上升或突降中的延迟引起的光信号的中断或光浪涌，以实现稳定的接收操作。

示例3

接下来，参照图8，描述根据本发明的示例3的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图8是示出根据本发明的示例3的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器的配置除了ge光电二极管441至444的检测输出反馈到控制电路45中之外与示例1中的上述配置相同。文中，与由ge光电二极管检测到的平均光强有关的信息被输入到控制电路45中。

在本发明的示例3中，控制电路45首先允许沿相应p和s偏振波路径的监测器pd34和35检测光强，以便确定位于光路中要以更高的信号强度进行操作的soa。随后，获取ge光电二极管阵列44中的相应通道(441至444)中的光强，并且确定soa驱动电流，使得所有的这些值变为预定光级或更高的光级。

在该处理期间，可以以与示例1中的方式相同的方式使用预先存储在控制电路45中的驱动电流与光增益之间的关系，或可以使用初始扫描soa驱动电流与由ge光电二极管阵列检测到的相对于预先已知的光输入功率的强度之间的关系的结果。此外，可以使用其他算法。

确定的soa驱动电流被反馈至放大器驱动电路46，该放大器驱动电路46取决于指示值来更新驱动电流。以足够的重复频率(例如100khz)执行上述控制过程。因此，对由ge光电二极管阵列接收到的平均光功率的反馈控制被实现，并且因此，可以在不仅输入的波分多路复用信号光在偏振波状态下波动而且光强在时间上波动的情况下实现稳定的光放大和接收。文中，在偏振状态下的波动相对于光强下的波动足够慢的情况下，监测反馈回路中的p偏振和s偏振两者的监测器pd34和35的检测过程以及对要驱动的偏振相关soa的确定的过程变少，使得可以以较低的重复频率执行偏振控制。

在本发明的示例3中，即使在偏振的波动相对于时间是随机的条件下，光接收器也可以在功耗、osnr等方面具有与示例1中的特性相同的特性。

示例4

接下来，参照图9来描述根据本发明的示例4的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图9是示出根据本发明的示例4的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器的配置除了使用偏振相关soa阵列48替代两个偏振相关soa之外与示例1中的上述配置相同。用于相应偏振波路径的偏振相关soa被集成到具有si集成元件的单个芯片中，以便被共同安装作为偏振相关soa阵列48，并且因此，soa芯片的成本和si集成芯片的凹部面积可以减少。相应地，可以使用具有与专利文献1中所示的偏振相关soa芯片的成本和尺寸大致相同的成本和尺寸的单个偏振相关soa芯片来实现灵敏度的提高。文中，在偏振相关soa阵列48中，沿连接至相应p和s偏振波路径的两个有源波导分别形成独立的电极，因此，可以单独地调整驱动电流。

此外，根据本发明的示例4的波分多路复用光接收器的驱动方法可以与图5中的驱动方法相同，或者可以与图7中的驱动方法相同。

示例5

接下来，参照图10来描述根据本发明的示例5的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图10是示出根据本发明的示例5的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器的配置除了由ge光电二极管441至444检测到的输出被反馈至控制电路45之外与示例4中的上述配置相同。文中，与由ge光电二极管检测到的平均光强有关的信息被输入到控制电路45中。

此外，根据本发明的示例5的波分多路复用光接收器的驱动方法可以与图5中的驱动方法相同，或者可以与图7中的驱动方法相同。

在本发明的示例5中，可以以与示例4中的方式相同的方式来降低soa芯片的成本和具有si集成装置的芯片的面积，并且同时，即使在偏振以与示例3中的方式相同的方式相对于时间随机地波动的条件下，光接收器也可以具有如示例1中那样相同的特性。

示例6

接下来，参照图11来描述根据本发明的示例6的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图11是示出根据本发明的示例6的波分多路复用光接收器的配置的示意图。在示例6中，提供了对两个偏振相关soa36和37的输出进行多路复用的2×1型mmi49，使得2×1型mmi49的输出由单个波长解复用器40分离成相应波长，并且相应波长被ge光电二极管阵列50检测。

此外，根据本发明的示例6的波分多路复用光接收器的驱动方法可以与图5中的驱动方法相同，或者可以与图7中的驱动方法相同。

在本发明的示例6中，设置2×1型mmi，使得对于两个偏振使用一条路径，并且因此，可以解决在一对波长解复用器之间发生并且已经成为传统的不同配置中的问题的特性(中心波长、滤波特性等)差异。在使用借助于加热器等控制波长的波长解复用器的情况下，存在可以将该波长解复用器的控制功率减小到一半的优点。文中，在每个偏振相关soa36和37中提供的增益被设置成21db，该增益比示例1中的增益高3db。

示例7

接下来，参照图12来描述根据本发明的示例7的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图12是示出根据本发明的示例7的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器的配置除了由ge光电二极管511至514检测到的输出被反馈至控制电路45之外与示例6中的上述配置相同。文中，与由ge光电二极管检测到的平均光强有关的信息被输入到控制电路45中。

此外，根据本发明的示例7的波分多路复用光接收器的驱动方法可以与图5中的驱动方法相同，或者可以与图7中的驱动方法相同。

在示例7的情况下，也可以以与示例6中的方式相同的方式解决在一对波长解复用器之间引起的特性差异。在使用借助于加热器等控制波长的波长解复用器的情况下，存在可以将该波长解复用器的控制功率减少到一半的优点。

示例8

接下来，参照图13来描述根据本发明的示例8的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图13是示出根据本发明的示例8的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器的配置除了使用y分支波导52作为光耦合器替代2×1型mmi之外与示例6的上述配置相同。在示例8中，提供对来自两个偏振相关soa36和37的输出进行多路复用的y分支波导52，使得来自y分支波导52的输出被单个波长解复用器40分离成波长，使得相应波长可以被ge光电二极管阵列50检测到。

此外，根据本发明的示例8的波分多路复用光接收器的驱动方法可以与图5中的驱动方法相同，或者可以与图7中的驱动方法相同。

在本发明的示例8中，通过使用y分支波导来使用一条偏振波长路径而不是两条偏振波长路径，并且因此，可以以与示例6中的方式相同的方式来解决在一对波长解复用器之间引起且作为传统的不同配置中的问题的特性的差异。在使用借助于加热器等控制波长的波长解复用器的情况下，存在该波长解复用器的控制功率可以减少到一半的优点。

接下来，参照图14来描述根据本发明的示例9的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图14是示出根据本发明的示例9的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器的配置除了由ge光电二极管511至514检测到的输出被反馈至控制电路45之外与示例8中的上述配置相同。文中，与由ge光电二极管检测到的平均光强有关的信息也被输入到控制电路45中。

此外，根据本发明的示例9的波分多路复用光接收器的驱动方法可以与图5中的驱动方法相同，或者可以与图7中的驱动方法相同。

在示例9的情况下，也可以以与示例8中的方式相同的方式解决在一对波长解复用器之间引起的特性差异。在使用借助于加热器等控制波长的波长解复用器的情况下，存在可以将该波长解复用器的控制功率减少到一半的优点。

示例10

接下来，参照图15来描述根据本发明的示例10的波分多路复用光接收器及其驱动方法。图15是示出根据本发明的示例10的波分多路复用光接收器的配置的示意图，该波分多路复用光接收器的配置除了偏振分束光栅耦合器由模斑转换器、偏振分束器和偏振旋转器的组合替换之外与示例1中的上述配置相同。换言之，从光纤47输入到模斑转换器53中的波分多路复用信号光被偏振分束器54分离成以te模式传播的s偏振光分量和以tm模式传播的p偏振光分量。以tm模式传播的分离的p偏振光分量被偏振旋转器55转换成te模式。之后操作与示例1中的操作相同。

此外，根据本发明的示例10的波分多路复用光接收器的驱动方法可以与图5中的驱动方法相同，或者可以与图7中的驱动方法相同。

在示例10中，取决于分离的s偏振波分量与p偏振波分量的强度比x，以与示例1中的方式相同的方式仅驱动一个soa，因此可以降低功耗并且抑制由于osnr的退化导致的接收器灵敏度的下降。文中，示例10也可以通过去除偏振波分离器型光栅耦合器而采用与示例2至示例9中任一个配置相同的配置。

附图标记说明

10波分多路复用光接收器

11偏振分束光耦合器

12、13、18、19光波导

14、15监测光电检测器

16、17半导体光放大器

20、21波长解复用器

221、222、223、224、231、232、233、234光波导

24光电检测器

241,242,243,244光检测元件

25控制电路

26光纤

30,60波分多路复用光接收器

31,61偏振分束光栅耦合器

32,33,38,39,50,62,63,66,67si光子线波导

34,35监测器pd

36,37,64,65偏振相关soa

40,41,68,69波长解复用器

421,422,423,424,431,432,433,434,701,702,703,704,711,712,713,714

si光子线波导

44,51ge光电二极管阵列

441,442,443,444,511,512,513,514ge光电二极管

45控制电路

46放大器驱动电路

47,73光纤

48偏振相关soa阵列

492×1型mmi

52y分支波导

53模斑转换器

54偏振波分离器

55偏振波旋转器

72光电二极管阵列

721,722,723,724光电二极管