四路并行数字调制和正交复用的波导芯片结构

摘要

本发明公开了一种基于光离散傅里叶变换的四路并行数字调制和正交复用的波导芯片结构，包括Y型波导级联结构、四个双驱动马赫曾德调制器阵列和四个全光离散傅里叶变换(ODFT)波导单元，在较低的电调制速率下，实现了更高速率的信息传输，降低了对电子处理速度的要求，有效突破了电子瓶颈的限制，很大程度上提升了通信带宽利用率。本发明利用12.5Gbps的电调制速率就达到了100Gbps的传输码率，降低了系统复杂度，有效提升了密集波分复用系统(DWDM)中单信道的带宽利用率，有望用于光通信主干网的信号调制和正交复用。本发明基于先进的光子集成技术，设计了实现全光傅里叶变换的波导结构，并集成了双驱动马赫曾德调制器阵列，结构紧凑，大大降低功耗。

主权项

一种基于光离散傅里叶变换的四路并行数字调制和正交复用的波导芯片结构，其特征在于，该波导芯片结构包括Y型波导级联结构、四个双驱动马赫曾德调制器阵列和四个全光离散傅里叶变换波导单元，实现了四路并行光脉冲的正交相位调制和正交复用，其中：所述Y型波导级联结构由第一Y型波导Y1、第二Y型波导Y2、第三Y型波导Y3、第四Y型波导Y4、第五Y型波导Y5和第六Y型波导Y6级联而成，用于保证每一路对应的通道光程均相等，其中，第一Y型波导Y1的两个波导分支分光比为3∶1，前者接入第二Y型波导Y2，后者接入第四双驱动马赫曾德调制器阵列M4；第二Y型波导Y2的两个波导分支分光比为2∶1，前者接入第三Y型波导Y3，后者接入第三双驱动马赫曾德调制器阵列M3；第三Y型波导Y3的两个波导分支分光比为1∶1，分别接入第一双驱动马赫曾德调制器阵列M1和第二双驱动马赫曾德调制器阵列M2；所述四个双驱动马赫曾德调制器阵列包括第一双驱动马赫曾德调制器阵列M1、第二双驱动马赫曾德调制器阵列M2、第三双驱动马赫曾德调制器阵列M3和第四双驱动马赫曾德调制器阵列M4，其分别用于进行全光信号的数字调制，其中，第一双驱动马赫曾德调制器阵列M1、第二双驱动马赫曾德调制器阵列M2、第三双驱动马赫曾德调制器阵列M3和第四双驱动马赫曾德调制器阵列M4并行排列；信号电极I1、Q1、I2、Q2、I3、Q3、I4、Q4通过芯片底部引线，外接数字调制信号源；电极GND为接地电极；所述四个全光离散傅里叶变换波导单元包括第一全光离散傅里叶变换波导单元F1、第二全光离散傅里叶变换波导单元F2、第三全光离散傅里叶变换波导单元F3和第四全光离散傅里叶变换波导单元F4，其中，第一全光离散傅里叶变换波导单元F1、第二全光离散傅里叶变换波导单元F2、第三全光离散傅里叶变换波导单元F3和第四全光离散傅里叶变换波导单元F4分别与四个并行的第一双驱动马赫曾德调制器阵列M1、第二双驱动马赫曾德调制器阵列M2、第三双驱动马赫曾德调制器阵列M3和第 四双驱动马赫曾德调制器阵列M4通过波导相连接；第三全光离散傅里叶变换波导单元F3和第四全光离散傅里叶变换波导单元F4分别接入第四Y型波导Y4的一个波导分支，被第三全光离散傅里叶变换波导单元F3进行附加相移的一路光脉冲与被第四全光离散傅里叶变换波导单元F4进行附加相移的一路光脉冲在第四Y型波导Y4中进行叠加，叠加后的光脉冲进入第五Y型波导Y5的一个波导分支；第五Y型波导Y5的另一个波导分支连接于第二全光离散傅里叶变换波导单元F2，被第二全光离散傅里叶变换波导单元F2进行附加相移的一路光脉冲与所述叠加后的光脉冲在第五Y型波导Y5中再次叠加，再次叠加后的光脉冲进入第六Y型波导Y6的一个波导分支；第六Y型波导Y6的另一个波导分支连接于第一全光离散傅里叶变换波导单元F1，被第一全光离散傅里叶变换波导单元F1进行附加相移的一路光脉冲与所述再次叠加后的光脉冲在第六Y型波导Y6中进一步叠加，该进一步叠加后的光脉冲通过B端口输出。