硅光子集成高速光通信收发模块

摘要

本发明涉及一种硅光子集成高速光通信收发模块，包括光发射部分、光接收部分和硅衬底、光纤，其特征在于：光发射部分、光接收部分均安装在同一硅衬底上，光发射部分的输出端和光接收部分的输入端通过光纤与外部光通信网络实现互连互通。本发明采用硅光子集成技术可以将微电子和光电子结合起来构成硅光子集成高速光通信收发模块，可充分发挥硅基微电子先进成熟的工艺技术、高度集成化、低成本等的优势，具有广泛的市场前景。采用光增益芯片、硅微环谐振芯片、硅反射镜实现的激光发射，具有高密度集成、灵活配置激射波长等优点，可实现紧凑的阵列多波长发射。

主权项

硅光子集成高速光通信收发模块，包括光发射部分、光接收部分和硅衬底、光纤，其特征在于：光发射部分、光接收部分均安装在同一硅衬底上，光发射部分的输出端和光接收部分的输入端通过光纤与外部光通信网络实现互连互通；所述的光发射部分包括：至少一个激光器、至少一个硅调制芯片、一个光波分复用芯片、至少一个硅光波导Ⅰ、一根光纤Ⅰ，每个激光器的输出端通过一个硅调制芯片和一个硅光波导Ⅰ与光波分复用芯片的输入端相连，光波分复用芯片的输出端通过光纤Ⅰ输出；所述的激光器由光增益芯片、硅光波导Ⅱ、硅反射镜、硅微环谐振芯片组成，当光增益芯片发出的光进入到硅光波导Ⅱ，一部分光会进入到硅微环谐振芯片形成光滤波器，一部分光通过硅反射镜，通过硅反射镜的光作为种子光反射回到光增益芯片中形成激光振荡，即光增益芯片和硅反射镜形成振荡腔。2.根据权利要求1所述的硅光子集成高速光通信收发模块，其特征在于：还包括驱动电路芯片，驱动电路芯片分别与激光器的光增益芯片和硅调制芯片相连。3.根据权利要求1或2所述的硅光子集成高速光通信收发模块，其特征在于：所述的硅调制芯片由1X2多模（MM）干涉仪、硅光波导Ⅲ、硅延迟线、两个硅相移芯片、2X1MM干涉仪组成，输入直流光与1X2多模（MM）干涉仪相连，1X2多模（MM）干涉仪二个输出端分别连接硅光波导Ⅲ和硅延迟线，硅光波导Ⅲ和硅延迟线分别通过一硅相移芯片与2X1MM干涉仪相连并输出调制光。4.根据权利要求3所述的硅光子集成高速光通信收发模块，其特征在于：所述的硅相移芯片由硅波导层、二氧化硅层和硅衬底Ⅱ组成，硅衬底Ⅱ上依次为二氧化硅层、硅波导层。5.根据权利要求1所述的硅光子集成高速光通信收发模块，其特征在于：所述的光接收部分包括：至少一个限制放大电芯片、至少一个变阻放大电芯片、至少一个光电探测芯片、一个光解复用芯片、至少一个硅光波导Ⅳ、光纤Ⅱ，光纤Ⅱ与光解复用芯片的输入端相连，光解复用芯片的输出端分别与各硅光波导Ⅳ相连，光解复用芯片分别与各光电探测芯片的输入端相连，每个光电探测芯片的输出端分别依次对应一变阻放大电芯片和一个限制放大电芯片。6.根据权利要求5所述的硅光子集成高速光通信收发模块，其特征在于：所述的光接收部分还包括一光放大器，光放大器连接在光纤Ⅱ与光解复用芯片的输入端之间。