片上光电收发引擎

技术特征：
1.一种片上光电收发引擎，其特征在于，包括：发射单元，用于将串行数字电信号调制转变为并行输出的多路光信号，包括依次连接的第一串并转换器(1)、微环控制驱动(2)、微环调制器(3)和发射波导(4)，以及连接所述发射波导(4)输入端的激光阵列(5)，所述微环调制器(3)为至少两个，所述微环控制驱动(2)和所述发射波导(4)均与所述微环调制器(3)数量相同；接收单元，用于将所述多路光信号转换为单路数字电信号，包括依次连接的接收波导(8)、光电探测器(7)、跨阻放大器(6)和第二串并转换器(9)，所述接收波导(8)、光电探测器(7)和跨阻放大器(6)均与所述微环调制器(3)数量相同。2.根据权利要求1所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述激光阵列(5)与所述发射波导(4)耦合连接，所述激光阵列(5)是多通道激光阵列，作为并行发射至少两路激光的激光源，所述激光阵列(5)发射的至少两路激光分别进入至少两个所述发射波导(4)中，以保证每路激光与每个所述发射波导(4)一一对应。3.根据权利要求2所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述第一串并转换器(1)用于将所述串行数字电信号按照时序转换为至少两路并行电信号，并分别输入到所述微环控制驱动(2)中；所述微环控制驱动(2)用于将所述并行电信号输出为高低电平，进而控制所述微环调制器(3)；至少两个所述微环调制器(3)工作于所述激光阵列(5)的波长位置。4.根据权利要求3所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述发射波导(4)用于输出所述光信号，每个所述发射波导(4)与每个所述微环调制器(3)耦合相连，所述激光阵列(5)发射的激光分别进入到至少两个所述发射波导(4)中，所述微环调制器(3)在所述微环控制驱动(2)的作用下发生微环谐振波长改变，分别对每一路的激光进行调制，其中：当所述微环谐振波长与所述激光阵列(5)出射光的波长相同时，所述激光阵列(5)出射光被所述微环调制器(3)吸收而不通过所述发射波导(4)出射；当所述微环谐振波长偏离所述激光阵列(5)出射光的波长时，所述激光阵列(5)出射光不被所述微环调制器(3)吸收而通过所述发射波导(4)出射。5.根据权利要求1所述的片上光电收发引擎，其特征在于，至少两个所述接收波导(8)用于接收所述发射单元并行输出的多路光信号，每个所述光电探测器(7)用于将每个所述接收波导(8)的出射光信号的高低光强转换为电信号的高低电平。6.根据权利要求1所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述微环调制器(3)采用热控的方式，受所述微环控制驱动(2)的调控。7.根据权利要求1所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述微环调制器(3)为all-pass型微环调制器。8.根据权利要求7所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述all-pass型微环调制器包括all-pass型微环(301)、第一微环热调控制器(302)和第二微环热调控制器(303)，其中：所述all-pass型微环(301)和所述发射波导(4)通过耦合相连，所述第一微环热调控制器(302)和第二微环热调控制器(303)分别敷设于所述all-pass型微环(301)的第一部位和第二部位，所述第二部位位于所述all-pass型微环(301)和所述发射波导(4)的耦合端，所
述第一部位位于所述all-pass型微环(301)上且不在所述耦合端的其他位置；所述第一微环热调控制器(302)和第二微环热调控制器(303)均通过外加电压产生热量，以调节所述all-pass型微环(301)的谐振峰位置以及消光比。9.根据权利要求1所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述跨阻放大器(6)用于将所述光电探测器(7)出射的电信号进行放大，所述第二串并转换器(9)用于将至少两路所述跨阻放大器(6)出射的电信号进行合路，并按照时序转换为所述单路数字电信号。10.根据权利要求1所述的片上光电收发引擎，其特征在于，所述第一串并转换器(1)、微环控制驱动(2)、微环调制器(3)、发射波导(4)和激光阵列(5)均采用单片集成的方式制作；所述接收波导(8)、光电探测器(7)、跨阻放大器(6)和第二串并转换器(9)均采用单片集成的方式制作。

技术总结
一种片上光电收发引擎，包括：发射单元，用于将串行数字电信号调制转变为并行输出的多路光信号，包括依次连接的第一串并转换器、微环控制驱动、微环调制器和发射波导，以及连接发射波导输入端的激光阵列，微环调制器为至少两个，微环控制驱动和发射波导均与微环调制器数量相同；接收单元，用于将多路光信号转换为单路数字电信号，包括依次连接的接收波导、光电探测器、跨阻放大器和第二串并转换器，接收波导、光电探测器和跨阻放大器均与微环调制器数量相同。本发明结构简单，易于集成，具有可拓展性，将信号分成多路传输多路处理，减少了调制速率上的限制。并且，利用了光信号传输的高带宽、高容量、高抗扰的特点，提高了数据的传输质量。质量。质量。


技术研发人员：李明 金烨 张国杰 石暖暖 李伟
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：2020.12.23
技术公布日：2022/6/24