一种零时延的硅基混频器

1.本发明涉及相干光通信领域，具体指一种零时延的硅基混频器。


背景技术：

2.对于硅基相干光通信来讲，混频器具有十分重要的作用。混频器是接收机端使光信号与本振光进行混频的核心器件。混频器的性能指标决定了混频之后光信号的噪声水平以及解调之后的误码率。因此，混频器的性能对接收机的性能起决定性作用。目前针对硅基混频器已经有诸多研究，但仍然存在一定的问题，主要问题是信号光入射端与出射端距离不一样，也就是光程不一样，因此就存在四个出射端信号不同步的问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种零时延的硅基混频方法及混频器。
4.本发明采用了如下技术方案：一种零时延的硅基混频器，包括一半圆形结构，信号输入端设置于该半圆形结构的中心位置，本振光输入端位于信号输入端的一侧，所述圆形结构表面设置有四个输出端，该四个输出端到本征光输入端的直线距离分别为aλ、aλ 1/4λ、aλ 2/4λ以及aλ 3/4λ，其中a为正整数，λ为本振光波长。
5.优选地，所述半圆形结构为单晶硅结构。
6.优选地，所述四个输出端均耦合有输出波导能够将接收到的光信号转变为电信号。
7.本发明具有如下有益效果：本发明能够实现相干检测，并且在输出端口的信号光之间不存在相位偏差，保证输出端信号的同步性。
附图说明
8.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
9.图1为现有技术中的混频器示意图；
10.图2为本申请的示意图。
具体实施方式
11.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要
求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
12.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
13.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
14.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
15.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
16.实施例
17.以下仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于下述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
18.参考说明书附图1，现有技术中的混频器一般是方形结构，本振光输入端和信号输入端关于该方形结构的中线对称，同时四个输出端也是对称分布，因此信号输入端到该四个输出端的光程不相同(导致的相位差)，这样就导致了四个输出端的输出信号不同步问题。
19.参考说明书附图2，为了解决该问题本发明设置一种零时延的硅基混频器，包括一半圆形结构，信号输入端设置于该半圆形结构的中心位置，本振光输入端位于信号输入端的一侧，所述圆形结构表面设置有四个输出端，该四个输出端到本征光输入端的直线距离分别为aλ、aλ 1/4λ、aλ 2/4λ以及aλ 3/4λ，其中a为正整数，λ为本振光波长。这样信号光和本振光在半圆内实现混频，而由于信号输入端设置于该半圆形结构的中心位置，信号输入端到该四个输出端的光程是相同的，因此不会出现相位偏差。而为了保证四个输出端的光能够实现相干检测，将四个输出端到本征光输入端的直线距离分别为aλ、aλ 1/4λ、aλ 2/4λ以及aλ 3/4λ，使得他们输出的光的光程差均为1/4λ的整数倍且相位差保持恒定，满足相干光的条件(
①
振动方向相同；
②
振动频率相同；
③
相位相同或相位差保持恒定)。这样就可以
保证四个输出端输出的光能够实现相干检测。进一步的将所述半圆形结构设置为金属结构。所述四个输出端均耦合有输出波导能够将接收到的光信号转变为电信号。


技术特征：
1.一种零时延的硅基混频器，其特征在于，包括一半圆形结构，信号输入端设置于该半圆形结构的中心位置，本振光输入端位于信号输入端的一侧，所述圆形结构表面设置有四个输出端，该四个输出端到本征光输入端的直线距离分别为aλ、aλ 1/4λ、aλ 2/4λ以及aλ 3/4λ，其中a为正整数，λ为本振光波长。2.根据权利要求1所述的零时延的硅基混频器，其特征在于，所述半圆形结构为单晶硅结构。3.根据权利要求1所述的零时延的硅基混频器，其特征在于，所述四个输出端均耦合有输出波导能够将接收到的光信号转变为电信号。

技术总结
本发明涉及一种零时延的硅基混频器，包括一半圆形结构，信号输入端设置于该半圆形结构的中心位置，本振光输入端位于信号输入端的一侧，所述圆形结构表面设置有四个输出端，该四个输出端到本征光输入端的直线距离分别为aλ、aλ 1/4λ、aλ 2/4λ以及aλ 3/4λ，其中a为正整数，λ为本振光波长。本发明能够实现相干检测，并且在输出端口的信号光之间不存在相位偏差，保证输出端信号的同步性。保证输出端信号的同步性。保证输出端信号的同步性。


技术研发人员：崔积适
受保护的技术使用者：三明学院
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/8/9