一种光信号发送装置的制作方法

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种光信号发送装置。

背景技术：

1、在光通信技术领域，高速光发送端是构建高速光网络的核心部分，它负责完成整个光网络的电信号到光信号的调制。故光发送端的速率和功耗直接决定了整个高速光通信领域的传输容量和质量。

2、目前，在短距光互连场景中，硅光调制器由于其低成本、小尺寸等特点，在100g及以下光模块中应用较为广泛。但是由于自由载流子迁移速率限制，导致硅光调制器的理论带宽上限约为70ghz，使其无法满足更高光通信的器件带宽需求。在长距大容量光通信系统中，相干通信技术被大量采用，目前相干系统中采用最多的高速器件是铌酸锂体材料器件。铌酸锂体材料调制器尽管可以实现高带宽，但是由于体材料本身器件尺寸大，所以难以做到低驱动电压及小尺寸来实现低成本、低功耗。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种光信号发送装置，以实现低成本低功耗的光电信号调制。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种光信号发送装置，包括光调制器、差分驱动器、以及调相器，其中：光调制器包括光输入端、第一调制区、连接区、第二调制区、光输出端；第一调制区包括第一调制臂和第二调制臂，第二调制区包括第三调制臂和第四调制臂，每个调制臂包括光波导及其两侧的电极；光输入端，用于将输入的连续光分成两路，分别输出到第一调制区的第一调制臂的光波导和第二调制臂的光波导；第一调制区的第一调制臂和第二调制臂，用于分别在其光波导两侧的电极间形成电场，调制光波导中的光信号；连接区，用于连接第一调制区和第二调制区，将第一调制臂和第二调制臂中的光信号分别输入到第三调制臂和第四调制臂；第二调制区的第三调制臂和第四调制臂，用于分别在其光波导两侧的电极间形成电场，调制光波导中的光信号；光输出端，用于将第三调制臂和第四调制臂中经过调制的光信号合束输出；电极，包括信号电极和接地电极，分别设置在光波导的两侧，用于形成电场以调制光波导中的光，信号电极包括正信号电极和负信号电极；差分驱动器，包括正信号输出端和负信号输出端，用于生成差分驱动信号，差分驱动信号被分别输出到第一调制区的信号电极和第二调制区的信号电极中；调相器，用于对第一调制区中的信号和第二调制区中的信号之间的相位差进行调节。通过差分驱动信号驱动两个调制区的方式，实现了光电信号的调制，有效的利用差分驱动的幅度电压，提高调制效率，降低功耗。

3、在一个可能的设计中，连接区包括两个u型连接波导，用于连接第一调制臂和第三调制臂的波导，以及连接第二调制臂和第四调制臂的波导。光调制器中的光波导和电极层叠排列，调相器产生的相位差为2π。调制臂层叠排列的方式使得光调制器的体积可大幅减小，从而有利于器件和设备的小型化。

4、在又一个可能的设计中，连接区包括依次连接的两个u型连接波导、两个直波导、两个u型连接波导，用于连接第一调制臂和第三调制器臂的波导，以及连接第二调制臂和第四调制臂的波导。光调制器中的光波导和电极层叠排列，调相器产生的相位差为π。调制臂层叠排列的方式使得光调制器的体积可大幅减小，从而有利于器件和设备的小型化。并且提供了接口在装置不同侧面的灵活性。

5、在又一个可能的设计中，光波导材料为具有泡克尔斯效应的材料，光波导材料包括铌酸锂薄膜、有机高分子聚合物、钽酸锂薄膜、硼酸钡、或者砷化镓材料。各种材料提供了制造的灵活性。

6、在又一个可能的设计中，第一调制臂与第二调制臂共用一个正信号电极，或者，的第三调制臂与第四调制臂共用一个负信号电极。从而减小设备体积。

7、在又一个可能的设计中，调相器为电延时线，差分驱动器通过至少一根电延时线将差分驱动信号输出到正信号电极或负信号电极。电延时线为可调电延时线。通过延时线提供了调制的灵活性。

8、在又一个可能的设计中，调相器为加热器，位于连接区。加热器材料包括钛化镍，或者金属。通过加热器来调相，提高了设备的灵活性。

9、第二方面，本发明实施例提供一种光模块，包括上述的光信号发送装置和光信号接收装置，光信号接收装置用于接收光信号。

10、第三方面，本发明实施例提供一种光通信设备，包括激光器、光信号发送装置，激光器用于输出连续光。

11、本发明实施例提供的上述方案，通过差分驱动信号驱动两个调制区的方式，实现了光电信号的调制，极大地降低了驱动电压，提高了调制效率，降低了设备功耗。

技术特征：

1.一种光信号发送装置，其特征在于，包括光调制器、差分驱动器、以及调相器，其中：

2.如权利要求1所述的光信号发送装置，其特征在于，所述连接区包括两个u型连接波导，用于连接第一调制臂和第三调制臂的波导，以及连接第二调制臂和第四调制臂的波导。

3.如权利要求2所述的光信号发送装置，其特征在于，所述光调制器中的光波导和电极层叠排列，所述调相器产生的相位差为2π。

4.如权利要求1所述的光信号发送装置，其特征在于，所述连接区包括依次连接的两个u型连接波导、两个直波导、两个u型连接波导，所述连接区用于连接第一调制臂和第三调制器臂的波导，以及连接第二调制臂和第四调制臂的波导。

5.如权利要求4所述的光信号发送装置，其特征在于，所述光调制器中的光波导和电极层叠排列，所述调相器产生的相位差为π。

6.如权利要求1-5任一项所述的光信号发送装置，其特征在于，所述光波导材料为具有泡克尔斯效应的材料。

7.如权利要求1-6任一项所述的光信号发送装置，其特征在于，所述光波导材料包括铌酸锂薄膜、有机高分子聚合物、钽酸锂薄膜、硼酸钡、或者砷化镓材料。

8.如权利要求1-7任一项所述的光信号发送装置，其特征在于，所述的第一调制臂与第二调制臂共用一个正信号电极，或者，所述的第三调制臂与第四调制臂共用一个负信号电极。

9.如权利要求1-8任一项所述的光信号发送装置，其特征在于，所述调相器为电延时线，所述差分驱动器通过至少一根电延时线将差分驱动信号输出到所述正信号电极或负信号电极。

10.如权利要求9所述的光信号发送装置，其特征在于，所述电延时线为可调电延时线。

11.如权利要求1-8任一项所述的光信号发送装置，其特征在于，所述调相器为加热器，位于所述连接区。

12.如权利要求11所述的光信号发送装置，其特征在于，所述的加热器材料包括钛化镍，或者金属。

13.一种光模块，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的光信号发送装置和光信号接收装置，所述光信号接收装置用于接收光信号。

14.一种光通信设备，其特征在于，包括激光器、如权利要求1-12任一项所述的光信号发送装置，所述激光器用于输出所述连续光。

技术总结
本发明实施例公开了一种光信号发送装置，包括光调制器、差分驱动器、以及调相器，其中光调制器包括光输入端、第一调制区、连接区、第二调制区、光输出端；第一调制区包括第一调制臂和第二调制臂，第二调制区包括第三调制臂和第四调制臂，每个调制臂包括光波导及其两侧的电极。通过差分驱动信号驱动两个调制区的方式，实现了光电信号的调制，调制臂层叠排列的方式使得光调制器的体积可大幅减小，从而有利于器件和设备的小型化。

技术研发人员：桂成程,曾成,夏金松,宋小鹿
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13