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一種單模光纖雙向光收發(fā)器的制作方法

文檔序號(hào):12037495閱讀:710來(lái)源:國(guó)知局
一種單模光纖雙向光收發(fā)器的制作方法與工藝

本發(fā)明實(shí)施例屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種單模光纖雙向光收發(fā)器。



背景技術(shù):

隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展,各種光纖收發(fā)器件層出不窮,為光網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸帶來(lái)了極大便利。

目前,傳統(tǒng)的bosa組件(bi-directionalopticalsub-assembly,雙向光收發(fā)組件)是集發(fā)射和接收于一體的光電轉(zhuǎn)換器件,可實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的雙向傳輸功能,是目前光通信器件中的主要器件。雙向光收發(fā)組件,通常包括激光器、光電調(diào)制器、光電檢測(cè)器、跨阻放大器(tia)、光耦合器、波分復(fù)用/解復(fù)用器、濾波器等。其中,激光器、光電調(diào)制器、光電檢測(cè)器、跨阻放大器(tia)普遍采用iii-v族(inp,gaas等)復(fù)合半導(dǎo)體工藝制作,與當(dāng)前的硅半導(dǎo)體cmos(complementarymetaloxidesemiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝不兼容,需要與光耦合器、波分復(fù)用/解復(fù)用器、濾波器等無(wú)源光學(xué)器件組裝在一起構(gòu)成bosa組件,才能應(yīng)用于pon(passiveopticalnetwork,無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò))等光互連應(yīng)用場(chǎng)景。此外,由于iii-v族復(fù)合半導(dǎo)體材料的產(chǎn)量低、制造成本高昂,增加了光收發(fā)模組的制造成本、功耗和復(fù)雜度,并限制了光收發(fā)模組的通道密度和集成度的進(jìn)一步提升,這些問(wèn)題阻礙了傳統(tǒng)光互連技術(shù)在下一代數(shù)據(jù)中心、光纖入戶和5g無(wú)線通信中的應(yīng)用。

硅光子(siliconphotonics)技術(shù),作為一種革命性的硅基光電子技術(shù),解決了傳統(tǒng)光互連系統(tǒng)存在的上述問(wèn)題。基于硅光子技術(shù)的硅光芯片采用與傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體cmos工藝兼容的制造工藝,實(shí)現(xiàn)了集成光路和集成電路的高度集成,基于硅光子技術(shù)的bosa組件,具有寬帶寬、通道密度高、集成度高、功耗低、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。

然而,由于硅具有很高的折射率,硅波導(dǎo)的截面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光纖的截面,不利于在硅基波導(dǎo)與光纖之間實(shí)現(xiàn)較高的耦合效率,增加了光通信鏈路的信號(hào)損耗;此外,高對(duì)比度的硅基波導(dǎo)容易造成偽反射,其制造過(guò)程所引起的波導(dǎo)尺寸的不均勻性,也會(huì)引起硅基波導(dǎo)有效折射率的變化,并且環(huán)境溫度變化也會(huì)對(duì)硅波導(dǎo)的波長(zhǎng)選擇性能造成一定的影響。這些硅基波導(dǎo)存在的問(wèn)題導(dǎo)致硅基被動(dòng)器件與主動(dòng)器件之間的光耦合效率仍然難以滿足實(shí)際商用光互連應(yīng)用的要求。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明實(shí)施例提供一種單模光纖雙向光收發(fā)器,其基于氮化硅工藝實(shí)現(xiàn)單模光纖雙向光收發(fā)器所需的波分復(fù)用模塊,并利用氮化硅波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)與單模光纖和其他硅基主動(dòng)器件的光耦合,進(jìn)而解決了硅基波導(dǎo)用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)耦合所存在的一系列問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種單模光纖雙向光收發(fā)器,其包括光發(fā)射模塊、光接收模塊、模斑變換結(jié)構(gòu)和基于氮化硅工藝制作的波分復(fù)用模塊;

所述光發(fā)射模塊與所述波分復(fù)用模塊的上行光信號(hào)發(fā)送端連接,所述波分復(fù)用模塊的下行光信號(hào)接收端和光接收模塊通過(guò)所述模斑變換結(jié)構(gòu)耦合連接,所述波分復(fù)用模塊的光纖連接端通過(guò)單模光纖連接光線路終端,所述光接收模塊、所述波分復(fù)用模塊和所述模斑變換結(jié)構(gòu)通過(guò)硅光子技術(shù)集成在同一硅基片上,所述光發(fā)射模塊復(fù)合集成在所述硅基片上;

所述光發(fā)射模塊根據(jù)調(diào)制信號(hào)發(fā)出上行光信號(hào)至所述波分復(fù)用模塊,所述波分復(fù)用模塊通過(guò)所述單模光纖將所述上行光信號(hào)發(fā)送至所述光線路終端;

所述波分復(fù)用模塊通過(guò)所述單模光纖接收所述光線路終端發(fā)送的下行光信號(hào),所述光接收模塊接收所述下行光信號(hào)并對(duì)所述下行光信號(hào)進(jìn)行處理后輸出。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述模斑變換結(jié)構(gòu)包括氮化硅波導(dǎo)、soi波導(dǎo)、緩沖層和硅襯底層;

所述氮化硅波導(dǎo)和所述soi波導(dǎo)在所述緩沖層的上表面相互耦合連接,所述緩沖層設(shè)置在所述硅襯底層的上表面,所述氮化硅波導(dǎo)的主截面和側(cè)截面均為矩形,所述soi波導(dǎo)上靠近所述氮化硅波導(dǎo)的一端的主截面為錐形、側(cè)截面為階梯形,所述soi波導(dǎo)上遠(yuǎn)離所述氮化硅波導(dǎo)的一端的主截面和側(cè)截面均為矩形,所述氮化硅波導(dǎo)的直徑大于所述soi波導(dǎo)的直徑。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述氮化硅波導(dǎo)上遠(yuǎn)離所述soi波導(dǎo)的一端還包括氮化硅增厚層,所述氮化硅增厚層的主截面和側(cè)截面均為矩形。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述波分復(fù)用模塊為光柵耦合器或者一分二的非對(duì)稱多模干涉分波器。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述非對(duì)稱多模干涉分波器為基于氮化硅工藝制作的非對(duì)稱馬赫增德爾干涉儀。

在一個(gè)實(shí)施例中,還包括光隔離模塊,所述光隔離模塊連接在所述光發(fā)射模塊和所述波分復(fù)用模塊的上行光信號(hào)發(fā)送端之間,所述光隔離模塊阻止所述光線路終端發(fā)送的下行光信號(hào)進(jìn)入所述光發(fā)射模塊。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述光接收模塊包括光電轉(zhuǎn)換單元、放大單元和穩(wěn)壓?jiǎn)卧?/p>

所述光電轉(zhuǎn)換單元連接在所述波分復(fù)用模塊的下行光信號(hào)接收端和所述放大單元之間,所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧c所述光電轉(zhuǎn)換單元連接;

所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧蛩龉怆娹D(zhuǎn)換單元輸出恒定的工作電壓信號(hào),所述光電轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述工作電壓信號(hào)將所述下行光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),所述放大單元對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述放大單元包括跨阻放大器和限幅放大器,所述跨阻放大器與所述光電轉(zhuǎn)換單元連接,所述限幅放大器與所述跨阻放大器連接。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述光發(fā)射模塊包括激光驅(qū)動(dòng)單元和激光發(fā)射單元;

所述激光發(fā)射單元連接在所述波分復(fù)用模塊的上行光信號(hào)發(fā)送端和所述激光驅(qū)動(dòng)單元之間,所述激光驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)硅光子技術(shù)或者3d內(nèi)插器技術(shù)集成在所述硅基片上,所述激光發(fā)射模塊焊接在所述硅基片上;

所述激光驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)調(diào)制信號(hào)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào),所述激光發(fā)射單元根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)出所述上行光信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述激光發(fā)射模塊包括電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元、激光發(fā)射單元和電光調(diào)制單元;

所述電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元和所述激光發(fā)射單元均與所述電光調(diào)制單元連接,所述電光調(diào)制單元與所述波分復(fù)用模塊的上行光信號(hào)發(fā)送端連接,所述電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)硅光子技術(shù)或者3d-內(nèi)插器技術(shù)集成在所述硅基片上,所述電光調(diào)制單元通過(guò)硅光子技術(shù)集成在所述硅基片上,所述激光發(fā)射模塊焊接在所述硅基片上;

所述激光發(fā)射單元發(fā)射激光信號(hào),所述電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)調(diào)制信號(hào)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào),所述電光調(diào)制單元根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)所述激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,得到所述上行光信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)基于氮化硅工藝制作的波分復(fù)用模塊,來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的波分復(fù)用和解復(fù)用,通過(guò)采用模斑變換結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用模塊和光接收模塊之間的有效耦合,波導(dǎo)尺寸均勻,可有效降低信號(hào)損耗、減少偽反射且對(duì)環(huán)境溫度不敏感。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的單模光纖雙向光收發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的模斑變換結(jié)構(gòu)的側(cè)截面示意圖;

圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的模斑變換結(jié)構(gòu)的主截面示意圖;

圖4是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的單模光纖雙向光收發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5是本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例提供的單模光纖雙向光收發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分的實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“包括”以及它們?nèi)魏巫冃?,意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含一系列步驟或單元的過(guò)程、方法或系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備沒(méi)有限定于已列出的步驟或單元,而是可選地還包括沒(méi)有列出的步驟或單元,或可選地還包括對(duì)于這些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

為了解決現(xiàn)有的基于硅光子技術(shù)的bosa組件所存在的問(wèn)題,本發(fā)明實(shí)施例提供一種單模光纖雙向光收發(fā)器,其主要應(yīng)用于pon(passiveopticalnetwork,無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò))中。pon主要由光網(wǎng)絡(luò)中心控制站的olt(opticallineterminal,光線路終端)、odn(opticaldistributionnetwork,光分配網(wǎng))和用戶端的onu(ontopticalnetworkunit,光網(wǎng)絡(luò)單元)組成。本發(fā)明實(shí)施例所提供的單模光纖雙向光收發(fā)器即使作為用戶端的onu使用。

如圖1所示,本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種單模光纖雙向光收發(fā)器100,其包括光發(fā)射模塊10、光接收模塊20、模斑變換結(jié)構(gòu)30和基于氮化硅(sin)工藝制作的波分復(fù)用模塊40。

在具體應(yīng)用中,光發(fā)射模塊可以通過(guò)光信號(hào)的直接調(diào)制或間接調(diào)制原理來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,光發(fā)射模塊可以由激光驅(qū)動(dòng)器和激光器組成,通過(guò)光信號(hào)的直接調(diào)制原理實(shí)現(xiàn),即激光驅(qū)動(dòng)器輸出調(diào)制信號(hào)直接作用于激光器上,實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器發(fā)射的激光信號(hào)的調(diào)制;光發(fā)射模塊還可以由電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器、電光調(diào)制器和激光器組成,通過(guò)光信號(hào)的間接調(diào)制原理實(shí)現(xiàn),即激光器輸出激光信號(hào)后,再由電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電光調(diào)制器輸出調(diào)制信號(hào)對(duì)激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。

在具體應(yīng)用中,光發(fā)射模塊和光接收模塊中的光學(xué)器件均采用硅光子技術(shù)集成,電學(xué)器件均采用3d內(nèi)插器技術(shù)集成。

在具體應(yīng)用中,波分復(fù)用模塊可以為基于氮化硅工藝制作的光柵耦合器或者一分二的非對(duì)稱多模干涉分波器。

在具體應(yīng)用中,非對(duì)稱多模干涉分波器具體可以為基于氮化硅工藝的非對(duì)稱馬赫增德爾干涉儀(mach–zehnderinterferometer)。

本實(shí)施例所提供的單模光纖雙向光收發(fā)器100中各部件之間的連接關(guān)系為:

光發(fā)射模塊10與波分復(fù)用模塊40的上行光信號(hào)發(fā)送端連接,波分復(fù)用模塊40的下行光信號(hào)接收端和光接收模塊20通過(guò)模斑變換結(jié)構(gòu)30耦合連接,波分復(fù)用模塊40的光纖連接端通過(guò)單模光纖201連接光線路終端202,光接收模塊20、波分復(fù)用模塊40和模斑變換結(jié)構(gòu)30通過(guò)硅光子技術(shù)集成在同一硅基片上,光發(fā)射模塊10復(fù)合集成在硅基片上。

在具體應(yīng)用中,復(fù)合集成具體是指同時(shí)包括光電集成技術(shù)和硅光子技術(shù)的復(fù)合集成技術(shù)。

在具體應(yīng)用中,光線路終端具體是指設(shè)置在光網(wǎng)絡(luò)中心控制站的具有光信號(hào)發(fā)送或接收功能光通信終端設(shè)備。

本實(shí)施例所提供的單模光纖雙向光收發(fā)器100的工作原理為:

光發(fā)射模塊10根據(jù)調(diào)制信號(hào)發(fā)出上行光信號(hào)至波分復(fù)用模塊40,波分復(fù)用模塊40通過(guò)單模光纖201將上行光信號(hào)發(fā)送至光線路終端202;

波分復(fù)用模塊40通過(guò)單模光纖201接收光線路終端202發(fā)送的下行光信號(hào),光接收模塊20接收下行光信號(hào)并對(duì)下行光信號(hào)進(jìn)行處理后輸出。

在具體應(yīng)用中,上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的傳輸波長(zhǎng)不同。

在一個(gè)實(shí)施例中,上行光信號(hào)的波長(zhǎng)為1270納米,下行光信號(hào)的波長(zhǎng)為1577納米,使得本實(shí)施例提供的單模光纖雙向光收發(fā)器可以有效實(shí)現(xiàn)1.3微米和1.5微米波長(zhǎng)的光信號(hào)的復(fù)用和解復(fù)用。

本實(shí)施例通過(guò)基于氮化硅工藝制作的波分復(fù)用模塊,來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的波分復(fù)用和解復(fù)用,通過(guò)采用模斑變換結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用模塊和光接收模塊之間的有效耦合,波導(dǎo)尺寸均勻,可有效降低信號(hào)損耗、減少偽反射且對(duì)環(huán)境溫度不敏感。

如圖2和3所示,本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示例性的示出了模斑變換結(jié)構(gòu)30的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

在具體應(yīng)用中,模斑變換結(jié)構(gòu)具體可以為模斑變換器(ssc,spotsizeconverter),該模斑變換器可以采用任意的能夠?qū)崿F(xiàn)氮化硅波導(dǎo)和soi(silicon-on-insulator,即絕緣襯底上的硅)波導(dǎo)之間的有效耦合,減少信號(hào)損耗的結(jié)構(gòu),例如,楔形耦合結(jié)構(gòu)或梯形耦合結(jié)構(gòu)。

如圖2和3所示,在本實(shí)施例中,模斑變換結(jié)構(gòu)30包括基于氮化硅工藝制作的氮化硅波導(dǎo)31、soi波導(dǎo)32、緩沖層33和硅襯底層34。

在具體應(yīng)用中,硅襯底層是由硅材料制作的硅基片,緩沖層是由二氧化硅材料制作的絕緣層。

圖2示例性的示出了模斑變換結(jié)構(gòu)30的側(cè)截面示意圖。如圖2所示,本實(shí)施例中,氮化硅波導(dǎo)31和soi波導(dǎo)32在緩沖層33的上表面相互耦合連接,緩沖層33設(shè)置在硅襯底層34的上表面,氮化硅波導(dǎo)31的側(cè)截面為矩形,soi波導(dǎo)32的側(cè)截面為階梯形,soi波導(dǎo)32上遠(yuǎn)離氮化硅波導(dǎo)的一端的側(cè)截面為矩形,氮化硅波導(dǎo)31的直徑大于soi波導(dǎo)32的直徑。

圖3示例性的示出了模斑變換結(jié)構(gòu)30的主截面示意圖。如圖3所示,本實(shí)施例中,氮化硅波導(dǎo)31的主截面為矩形,soi波導(dǎo)32上靠近氮化硅波導(dǎo)31的一端的主截面為錐形,soi波導(dǎo)32上遠(yuǎn)離氮化硅波導(dǎo)31的一端的主截面為矩形。

在一個(gè)實(shí)施例中,氮化硅波導(dǎo)上遠(yuǎn)離soi波導(dǎo)的一端包括氮化硅增厚層。通過(guò)設(shè)置氮化硅增厚層可以改善氮化硅波導(dǎo)和soi波導(dǎo)之間的耦合效率,進(jìn)一步降低傳輸損耗。

如圖2和3所示,在本實(shí)施例中,氮化硅波導(dǎo)31上遠(yuǎn)離soi波導(dǎo)32的一端包括氮化硅增厚層311,氮化硅增厚層311的主截面和側(cè)截面均為矩形。

在一個(gè)實(shí)施例中,soi波導(dǎo)上靠近氮化硅波導(dǎo)一端的最小橫截面的直徑小于80微米。如圖3所示,該最小橫截面的直徑表示為w1。

在具體應(yīng)用中,氮化硅波導(dǎo)或soi波導(dǎo)的橫截面形狀可以為任意形狀,例如,矩形、圓形、橢圓形、正多邊形等,本實(shí)施例中不對(duì)二者的橫截面形狀作特別限定。

本實(shí)施例通過(guò)提供一種由氮化硅波導(dǎo)和soi波導(dǎo)通過(guò)階梯式錐形耦合方式構(gòu)成的模斑變換結(jié)構(gòu),可以提高波分復(fù)用模塊和光接收模塊之間的耦合效率,減少偽反射,降低信號(hào)損耗。

如圖4所示,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,光發(fā)射模塊10包括激光驅(qū)動(dòng)單元11和激光發(fā)射單元12,光接收模塊20包括光電轉(zhuǎn)換單元21、放大單元22和穩(wěn)壓?jiǎn)卧?3,波分復(fù)用模塊40為基于氮化硅工藝的非對(duì)稱馬赫增德爾干涉儀,單模光纖雙向光收發(fā)器100還包括光隔離模塊50。

在具體應(yīng)用中,激光驅(qū)動(dòng)單元具體可以為采用硅光子技術(shù)或與硅半導(dǎo)體cmos工藝兼容的兼容工藝制成的激光驅(qū)動(dòng)器,通過(guò)輸出特定大小或恒定的電流信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)激光器,激光驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)硅光子技術(shù)或者3d內(nèi)插器(3dinterposer)技術(shù)集成在硅基片上。

在具體應(yīng)用中,激光發(fā)射單元具體可以為激光器,例如,半導(dǎo)體激光器、紅寶石激光器、氦氖激光器等。

在一個(gè)實(shí)施例中,激光發(fā)射模塊為焊接在硅基片上的硅基激光器。該硅基激光器具體可以為分布式反饋激光器(dfb,distributedfeedbacklaser)。

在具體應(yīng)用中,光電轉(zhuǎn)換單元具體為采用硅光子技術(shù)制成的光電二極管,例如,雪崩式光電二極管(apd,avalanchephotodiode)或正向偏置的pin光電二極管。使用雪崩式光電二極管可以補(bǔ)償由于光纖距離和多路分支所引起的鏈路損耗。

在具體應(yīng)用中,穩(wěn)壓?jiǎn)卧唧w為低壓差線性穩(wěn)壓器(ldo,lowdropoutregulator)。

在具體應(yīng)用中,光隔離模塊具體可以為采用硅光子技術(shù)制成的光隔離器。

本實(shí)施例中各部件之間的連接關(guān)系為:

激光發(fā)射單元12連接在波分復(fù)用模塊40的上行光信號(hào)發(fā)送端和激光驅(qū)動(dòng)單元11之間;

光電轉(zhuǎn)換單元21連接在波分復(fù)用模塊40的下行光信號(hào)接收端和放大單元22之間,穩(wěn)壓?jiǎn)卧?3與光電轉(zhuǎn)換單元21連接;

光隔離模塊50連接在光發(fā)射模塊10和波分復(fù)用模塊40的上行光信號(hào)發(fā)送端之間。

本實(shí)施例中各部件的工作原理為:

激光驅(qū)動(dòng)單元11根據(jù)調(diào)制信號(hào)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào),激光發(fā)射單元12根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)出上行光信號(hào);

穩(wěn)壓?jiǎn)卧?3向光電轉(zhuǎn)換單元21輸出恒定的工作電壓信號(hào),光電轉(zhuǎn)換單元21根據(jù)工作電壓信號(hào)將下行光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),放大單元22對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大后輸出;

光隔離模塊50阻止光線路終端202發(fā)送的下行光信號(hào)進(jìn)入光發(fā)射模塊10。

在具體應(yīng)用中,驅(qū)動(dòng)信號(hào)為電流信號(hào)。

如圖5所示,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,圖4中的光發(fā)射模塊10可以等效替換為包括電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元14、激光發(fā)射單元12和電光調(diào)制單元13的結(jié)構(gòu),放大單元22包括跨阻放大器(tia,trans-impedanceamplifier)221和限幅放大器(la,limitingamplifier)222;其中,電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元14和激光發(fā)射單元12均與電光調(diào)制單元13連接,電光調(diào)制單元13與波分復(fù)用模塊40的上行光信號(hào)發(fā)送端連接,跨阻放大器221與光電轉(zhuǎn)換單元21連接,限幅放大器222與跨阻放大器221連接;激光發(fā)射單元12發(fā)射激光信號(hào),電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元14根據(jù)調(diào)制信號(hào)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào),電光調(diào)制單元13根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,得到上行光信號(hào)。

在具體應(yīng)用中,跨阻放大器和限幅放大器采用硅光子技術(shù)或與硅半導(dǎo)體cmos工藝兼容的兼容工藝制成。

在具體應(yīng)用中,電光調(diào)制單元具體可以為采用硅光子技術(shù)制成的電光調(diào)制器,例如,馬赫增德爾調(diào)制器(mach-zehndermodulator)或電吸收調(diào)制器(eam,electroabsorptionmodulator),電光調(diào)制單元通過(guò)硅光子技術(shù)集成在硅基片上。

在具體應(yīng)用中,電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元具體可以為電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器,用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào),驅(qū)動(dòng)電光調(diào)制單元輸出調(diào)制信號(hào),電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)硅光子技術(shù)或者3d-內(nèi)插器技術(shù)集成在硅基片上。

本實(shí)施例提供的單模光纖雙向光收發(fā)器,通過(guò)基于氮化硅工藝制作的波分復(fù)用模塊,來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的波分復(fù)用和解復(fù)用,通過(guò)采用模斑變換結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用模塊和光接收模塊之間的有效耦合,波導(dǎo)尺寸均勻,可有效降低信號(hào)損耗、減少偽反射且對(duì)環(huán)境溫度不敏感;通過(guò)由氮化硅波導(dǎo)和soi波導(dǎo)通過(guò)階梯式錐形耦合方式構(gòu)成的模斑變換結(jié)構(gòu),可以提高波分復(fù)用模塊和光接收模塊之間的耦合效率,減少偽反射,降低信號(hào)損耗。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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