电光调制器及其系统的制作方法

1.本公开实施例涉及但不限于硅基光子集成芯片技术领域，尤其涉及一种电光调制器及其系统。


背景技术：

2.硅基光电子器件由于具有互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)兼容、良好的热光效应和等离子体色散效应等优势，在近些年取得了长足的发展。其中，硅基调制器由于其可以用在光通信模块中，更是获得了广泛的研究关注，在这之中，硅基马赫曾德尔调制器和硅基微环调制器都获得了很大的发展。硅基马赫曾德尔调制器具有良好的工艺稳定性和热稳定性，相比于马赫曾德尔调制器，微环调制器在功耗、尺寸等方面具有更加良好的优势。但是，例如图1，目前硅基单片的微环调制器仅支持产生单阶光信号，若要实现多阶光信号，则需要多个硅基单片的微环调制器与光纤相配合，从而会造成增加成本的问题。


技术实现要素：

3.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
4.第一方面，本公开实施例提供了一种电光调制器及其系统，能够用于产生多阶光信号，与多个硅基单片的微环调制器配合多个光纤以实现多阶光信号的方式相比，能够节省成本。
5.第二方面，本公开实施例提供了一种电光调制器，包括：
6.光信号输入端；
7.光信号输出端；
8.光信号调制模组，包括至少两个调制组件，所述至少两个调制组件并接于所述光信号输入端和所述光信号输出端之间；
9.至少两个电信号输入端，每个所述电信号输入端对应连接于一个所述的调制组件。
10.第三方面，本公开实施例还提供了一种电光调制系统，包括有如上第二方面的电光调制器。
11.本公开实施例包括：光信号输入端、光信号输出端、光信号调制模组以及至少两个电信号输入端，其中，光信号调制模组包括至少两个调制组件，至少两个调制组件并接于光信号输入端和光信号输出端之间，每个电信号输入端对应连接于一个的调制组件。根据本公开实施例提供的方案，光信号输入端能够为光信号调制模组提供光信号输入，电信号输入端能够为光信号调制模组提供电信号输入，因此，电信号能够在光信号调制模组中对光信号进行调制处理；由于调制组件至少设置有两个，每个调制组件均能够实现对光信号的调制处理，因此，多个经过调制处理的光信号能够汇聚到一起并从光信号输出端输出，从而
能够产生多阶光信号，所以，只需在光信号输出端对接一根光纤，即可实现多阶光信号的传输。因此，相比于相关技术中采用多个硅基单片的微环调制器配合多个光纤以实现多阶光信号的方式，本公开实施例并不需要使用多个硅基单片的微环调制器，也不需要使用多个光纤进行配合，从而能够节省成本。
12.本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
13.附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。
14.图1是现有的电光调制器的示意图；
15.图2是本公开一个实施例提供的电光调制器的示意图；
16.图3是本公开另一个实施例提供的电光调制器的示意图；
17.图4是本公开另一个实施例提供的电光调制器的示意图；
18.图5是本公开另一个实施例提供的电光调制器的示意图；
19.图6是本公开一个实施例提供的电光调制器在分光组件的分光比为1:2情况下的示意图；
20.图7是本公开另一个实施例提供的电光调制器在分光组件的分光比为1:2情况下的示意图；
21.图8是本公开一个实施例提供的电光调制器在分光组件的分光比为1:3情况下的示意图；
22.图9是本公开另一个实施例提供的电光调制器在分光组件的分光比为1:3情况下的示意图；
23.图10是本公开一个实施例提供的电光调制系统的示意图。
具体实施方式
24.为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。
25.需要说明的是，说明书和权利要求书是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
26.本公开提供了一种电光调制器及其系统，通过设置光信号输入端、光信号输出端、光信号调制模组以及至少两个电信号输入端，其中，光信号调制模组包括至少两个调制组件，至少两个调制组件并接于光信号输入端和光信号输出端之间，每个电信号输入端对应连接于一个的调制组件，因此，光信号输入端能够为光信号调制模组提供光信号输入，电信号输入端能够为光信号调制模组提供电信号输入，因此，电信号能够在光信号调制模组中对光信号进行调制处理；由于调制组件至少设置有两个，每个调制组件均能够实现对光信号的调制处理，因此，多个经过调制处理的光信号能够汇聚到一起并从光信号输出端输出，
从而能够产生多阶光信号，所以，只需在光信号输出端对接一根光纤，即可实现多阶光信号的传输。因此，相比于相关技术中采用多个硅基单片的微环调制器配合多个光纤以实现多阶光信号的方式，本公开实施例并不需要使用多个硅基单片的微环调制器，也不需要使用多个光纤进行配合，从而能够节省成本。
27.下面结合附图，对本公开实施例作进一步阐述。
28.如图2所示，图2是本公开一个实施例提供的电光调制器500的示意图。
29.如图2所示，该电光调制器500包括：
30.光信号输入端100；
31.光信号输出端200；
32.光信号调制模组300，包括至少两个调制组件310，至少两个调制组件310并接于光信号输入端100和光信号输出端200之间；
33.至少两个电信号输入端400，每个电信号输入端400对应连接于一个的调制组件310。
34.在一实施例中，光信号输入端100能够接收外部输入的光信号以提供给光信号调制模组300，其中，外部输入的光信号可以但不限于通过各种类型的信号发生装置来得到，比如，通过各种类型的激光器或信号发生器来得到。
35.在一实施例中，光信号输出端200能够与光纤相配合，即光信号输出端200能够将多阶光信号通过光纤进行传输，通过光纤将多阶光信号所携带的信息实现传输，从而能够良好稳定地实现光纤通信。
36.在一实施例中，光信号调制模组300内的调制组件310的数量至少为两个，比如，如图2所示，本实施例中的调制组件310设置为三个，无论调制组件310的数量如何，光信号调制模组300内的每个调制组件310都能接收来自于光信号输入端100的初始光信号，并向光信号输出端200输出对应调制后的输出光信号，从而能够实现对于多路光信号的稳定调制及输出。
37.在一实施例中，只需保证至少两个调制组件310并接于光信号输入端100和光信号输出端200之间即可，即各调制组件310可以任意性地安装，例如，各调制组件310之间可以错位设置，本实施例中对各调制组件310的安装位置不作限制。
38.在一实施例中，电信号输入端400能够接收外部输入的电信号以提供给对应的调制组件310，在该电信号的作用下，调制组件310能够对光信号进行调制处理，其中，各电信号输入端400所输入的电信号可以是相同的，也可以是不同的，即基于电信号对于调制组件310的调制影响可以是相同的，也可以是不同的，在本实施例中未对其进行限制。值得注意的是，当各电信号输入端400所输入的电信号为相同的情况下，为了保证光信号输出端200能够输出多阶光信号，可以在每个调制组件310的后面接一个衰减器，并且每个衰减器的衰减值都不相同。
39.在一实施例中，调制组件310可以是微环调制模块，其属于无源元件，相比于目前常用的马赫曾德尔调制器，具有更小的功耗和尺寸，能够集成于更加小型的芯片上且能够节省能耗。
40.在一实施例中，调制组件310还可以是电吸收调制模块，电吸收调制模块是利用半导体中激子吸收效应制作而成的光信号调制元件，具有响应速度快、功耗低的特点，能够被
应用于高速光纤通信中信号的调制及编码，其属于无源元件，能够节省功耗，且能够集成在小型的芯片上。
41.在一实施例中，光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310和电信号输入端400可以集成于一个硅基单片上。硅基单片是一种以光子和电子为载体的信息功能器件，其结合了光的极高带宽、超快速率和高抗干扰特性，并且能够大规模集成，具有低能耗、低成本等方面的优势，在目前属于具有综合功能的新型大规模光电集成芯片，通过将光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310和电信号输入端400集成在硅基单片上，能够一体化地执行包括从光信号输入、调制到输出的一系列流程，即，基于硅基单片作为载体，能够完整地实现本实施例的电光调制器500的全部功能。
42.如图3所示，图3是本公开另一个实施例提供的电光调制器500的示意图。
43.如图3所示，光信号调制模组300还包括分光组件320，光信号输入端100通过分光组件320分别与每一个的调制组件310连接。在本实施例中，分光组件320能够用于接收由光信号输入端100所输入的初始光信号，并对该初始光信号进行分光，从而生成多路分光后的光信号，该光信号的路数不小于调制组件310的数量，因此，分光组件320能够将多路光信号一一对应地输入到每一个调制组件310内，从而使每一个调制组件310能够接收到相应的光信号，以便于其实现对于光信号的调制。
44.在一实施例中，分光组件320可以但不限于是各种型号或类别的分光器，由于分光器是一种无源器件，因此，其工作时不需要外部能量进行支持，而只要有输入的初始光信号即可通过分光器实现分光，因此，分光器的相对能耗更低，且方便集成于更加小型的芯片上。
45.在一实施例中，光信号输入端100、分光组件320、光信号输出端200、调制组件310和电信号输入端400可以集成于一个硅基单片上，硅基单片是一种以光子和电子为载体的信息功能器件，其结合了光的极高带宽、超快速率和高抗干扰特性，并且能够大规模集成，具有低能耗、低成本等方面的优势，在目前属于具有综合功能的新型大规模光电集成芯片，通过将光信号输入端100、分光组件320、光信号输出端200、调制组件310和电信号输入端400集成在硅基单片上，使得能够一体化地执行包括从光信号输入、分光、调制到输出的一系列流程，即，基于硅基单片作为载体，能够完整地实现本实施例的电光调制器500的全部功能。
46.在一实施例中，分光组件320的分光比与调制组件310的数量相对应，即分光组件320基于其分光比输出对应路数的分光后的光信号，这些光信号能够一一对应地被输入到调制组件310内，因此可以保证每一个调制组件310均能够获取到稳定可靠的光信号输入，从而方便调制组件310实现对于光信号的调制，具体地，比如，当分光组件320的分光比为1:2时，对应的调制组件310的数量为两个，分光组件320能够输出两路光信号至对应的每个调制组件310中，或者，当分光组件320的分光比为1:3时，对应的调制组件310的数量为三个，分光组件320能够输出三路光信号至对应的每个调制组件310中，以此类推。
47.如图4所示，图4是本公开另一个实施例提供的电光调制器500的示意图。
48.如图4所示，光信号调制模组300还包括至少一个衰减组件330，每一个的衰减组件330连接于光信号输出端200和一个的调制组件310之间。在本实施例中，衰减组件330能够对来自于调制组件310的调制后的光信号进行衰减调制，从而获得符合调制要求的经衰减
后的光信号，并能够将该光信号输出到光信号输出端200，以便于实现多阶光信号的输出，通过衰减组件330为光信号提供衰减，能够相应调整光信号的幅值大小，以使其满足调制要求，并且，通过衰减组件330还能够改善阻抗匹配，即光信号相关电路需求有一个较为稳定的负载阻抗，则通过在光信号相关电路与实际负载阻抗之间设置衰减组件330，能够缓冲其阻抗的变化，使得光信号传输更加稳定可靠。其中，调制要求包括但不限于是光信号的幅度值、多阶光信号的均匀度等，在本实施例中未对其进行限制。
49.在一实施例中，衰减组件330可以是各种型号或类别的衰减器，比如位移型光衰减器、衰减片型光衰减器等，在本实施例中未对其进行限制。
50.在一实施例中，光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310、衰减组件330和电信号输入端400可以集成于一个硅基单片上，硅基单片结合了光的极高带宽、超快速率和高抗干扰特性，并且能够大规模集成，具有低能耗、低成本等方面的优势，其是一种以光子和电子为载体的信息功能器件，在目前属于具有综合功能的新型大规模光电集成芯片，通过将光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310、衰减组件330和电信号输入端400集成在硅基单片上，使得能够一体化地执行包括从光信号输入、调制、衰减到输出的一系列流程，即基于硅基单片作为载体，能够完整地实现本实施例的电光调制器500的全部功能。
51.在一实施例中，衰减组件330自身能够为相应光信号提供的衰减幅度，可以预先被设定好，也可以根据获取到的光信号情况来调整其为相应光信号提供的衰减幅度，在本实施例中未对其进行限制。
52.在一实施例中，衰减组件330的数量等于调制组件310的数量，即每一个衰减组件330均能够为相应的光信号提供一衰减幅度，使得任一调制组件310所输出的光信号都能够得到衰减输出，从而满足调制要求。
53.在一实施例中，衰减组件330的数量小于调制组件310的数量，即基于调制要求的情况，此时至少一路光信号不需要对其进行衰减，则理论上提供给该路光信号的衰减值为零，则不需要为其设置对应的衰减组件330，因此，从整体上来看，衰减组件330的数量必然小于调制组件310的数量，从而满足调制要求。
54.在一实施例中，当衰减组件330的数量为两个以上，衰减组件330之间的衰减值呈倍数关系。在本实施例中，通过将衰减组件330之间的衰减值设置为倍数关系，使得由衰减组件330所执行衰减的相应光信号的衰减幅度也是呈倍数分布的，因此，基于衰减后的各路光信号而形成的多阶光信号的幅度也是呈分布式的，即能够使得输出的多阶光信号具备阶梯分布均匀的特性，那么当该多阶光信号在光纤下进行传输时，由于多阶光信号是阶梯分布的，每一阶梯相当于单阶光信号，因此，多阶光信号能够基于内部不同阶信号来对应匹配地在光纤下进行传输，因此，可以获取更加良好的信号传输效果。
55.以下给出具体示例说明上述实施例的内容。
56.示例一：
57.如图6所示，当分光组件320的分光比为1:2时，分光组件320基于该分光比能够输出两路光信号，这两路光信号能够一一对应地被输入到两个调制组件310内，此时调制组件310基于所获取的电信号以对相应的光信号进行调制并输出两路调制后的光信号，然后基于衰减组件330之间的衰减值呈倍数关系，采用了两个衰减组件330，其衰减值可以分别是
3db和6db，则最终将经过衰减后的两路光信号传输到光信号输出端200，从而能够生成多阶光信号以匹配光纤来进行信号传输。
58.示例二：
59.如图7所示，当分光组件320的分光比为1:2时，分光组件320基于该分光比能够输出两路光信号，这两路光信号能够一一对应地被输入到两个调制组件310内，此时调制组件310基于所获取的电信号以对相应的光信号进行调制并输出两路调制后的光信号，然后仅采用一个衰减组件330，即仅对其中一路调制后的光信号进行衰减，而另一路调制后的光信号不经过衰减，直接输出到光信号输出端200中，此时该衰减组件330的衰减值可以是3db，则最终将经过衰减后的一路光信号和未经过衰减的一路光信号均传输到光信号输出端200，从而能够生成多阶光信号以匹配光纤来进行信号传输。
60.示例三：
61.如图8所示，当分光组件320的分光比为1:3时，分光组件320基于该分光比能够输出三路光信号，这三路光信号能够一一对应地被输入到三个调制组件310内，此时调制组件310基于所获取的电信号以对相应的光信号进行调制并输出三路调制后的光信号，然后基于衰减组件330之间的衰减值呈倍数关系，采用三个衰减组件330，其衰减值可以分别是3db、6db和9db，则最终将经过衰减后的三路光信号传输到光信号输出端200，从而能够生成多阶光信号以匹配光纤来进行信号传输。
62.示例四：
63.如图9所示，当分光组件320的分光比为1:3时，分光组件320基于该分光比能够输出三路光信号，这三路光信号能够一一对应地被输入到三个调制组件310内，此时调制组件310基于所获取的电信号以对相应的光信号进行调制并输出三路调制后的光信号，然后基于衰减组件330之间的衰减值呈倍数关系，采用两个衰减组件330，即仅对其中两路调制后的光信号进行衰减，而另一路调制后的光信号不经过衰减，直接输出到光信号输出端200中，此时两个衰减组件330的衰减值可以分别是3db和6db，则最终将经过衰减的两路光信号和未经过衰减的一路光信号均传输到光信号输出端200，从而能够生成多阶光信号以匹配光纤来进行信号传输。
64.在一实施例中，当衰减组件330的数量为两个以上，各衰减组件330的衰减值互不相同，因此，不同衰减值所对应衰减的光信号的幅度也是互不相同的，基于这些互不相同的衰减后的光信号能够获得稳定的多阶光信号，比如，若衰减组件330的数量为两个且该两个衰减组件330的衰减值不相同，则能够生成稳定的22阶光信号，即4阶光信号；若衰减组件330的数量为三个且该三个衰减组件330的衰减值互不相同，则能够生成稳定的23阶光信号，即8阶光信号，以此类推，若衰减组件330的数量为n个且该n个衰减组件330的衰减值互不相同，则能够生成稳定的2
n
阶光信号，其中，n为大于或等于2的正整数。
65.如图5所示，图5是本公开另一个实施例提供的电光调制器500的示意图。
66.如图5所示，光信号调制模组300还包括耦合组件340，耦合组件340连接于衰减组件330和光信号输出端200之间。在本实施例中，通过耦合组件340能够将各衰减组件330所输出的经衰减后的光信号进行耦合，从而可生成多阶光信号并将该多阶光信号传输至光信号输出端200，以实现多阶光信号的通信传输，因此，耦合组件340具有良好的耦合作用，有利于生成多阶光信号并以之作为整体输出，相比于传统技术，能够节省成本。
67.在一实施例中，耦合组件340可以是一体集成化的合光器，合光器的种类不受限制，也可以是由透镜组以及相关结构所形成的合光装置，即通过透镜组的偏振以及相关结构的配合来实现合光，由于该透镜组以及相关结构是本领域常用到的耦合组件340之一，为避免冗余，在此不作具体描述。
68.在一实施例中，光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310、耦合组件340和电信号输入端400，或者光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310、衰减组件330、耦合组件340和电信号输入端400，均可以集成于一个硅基单片上，硅基单片是一种以光子和电子为载体的信息功能器件，其结合了光的极高带宽、超快速率和高抗干扰特性，并且能够大规模集成，具有低能耗、低成本等方面的优势，在目前属于具有综合功能的新型大规模光电集成芯片，通过将光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310、耦合组件340和电信号输入端400，或者将光信号输入端100、光信号输出端200、调制组件310、衰减组件330、耦合组件340和电信号输入端400，集成在硅基单片上，使得能够一体化地执行包括从光信号输入、调制直至耦合输出的一系列流程，即，基于硅基单片作为载体，能够完整地实现本实施例的电光调制器500的全部功能。
69.如图10所示，图10是本公开一个实施例提供的电光调制系统600的示意图。
70.如图10所示，该电光调制系统600包括：上述任意一项实施例的电光调制器500。
71.在一实施例中，电光调制系统600包括：光信号输入端100、光信号输出端200、光信号调制模组300以及至少两个电信号输入端400，其中，光信号调制模组300包括至少两个调制组件310，至少两个调制组件310并接于光信号输入端100和光信号输出端200之间，每个电信号输入端400对应连接于一个的调制组件310。根据本公开实施例提供的方案，光信号输入端100能够为光信号调制模组300提供光信号输入，电信号输入端400能够为光信号调制模组300提供电信号输入，因此，电信号能够在光信号调制模组300中对光信号进行调制处理；由于调制组件310至少设置有两个，每个调制组件310均能够实现对光信号的调制处理，因此，多个经过调制处理的光信号能够汇聚到一起并从光信号输出端200输出，从而能够产生多阶光信号，所以，只需在光信号输出端200对接一根光纤，即可实现多阶光信号的传输。因此，相比于相关技术中采用多个硅基单片的微环调制器配合多个光纤以实现多阶光信号的方式，本公开实施例并不需要使用多个硅基单片的微环调制器，也不需要使用多个光纤进行配合，从而能够节省成本。
72.以上是对本公开的较佳实施进行了具体说明，但本公开并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本公开精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本公开权利要求所限定的范围内。