[发明专利]单片集成的多波长差分正交相移键控解调器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种键控解调器。特别是涉及一种能够将差分正交相移键控信号转换为强度调制信号的单片集成的多波长差分正交相移键控解调器及其制作方法。

背景技术

新型差分相移键控的调制格式是用于高速光数据传输的非常有吸引力的调制格式，正吸引着业界的高度关注。同其它主要的几种调制格式NRZ、RZ、CSRZ、ODB相比，DPSK/DQPSK在色散容限、PMD容限、非线性抵抗能力、噪声抵抗能力、传输距离以及接收灵敏度等方面具有明显的综合优越性，因此2002年3月贝尔实验室DPSK历史性的实验发表之后，越来越多的科研组织和企业投入到先进调制格式的研究之中。2002年到2010年间的OFC、ECOC会议上，每年都有关于DPSK/DQPSK的新研究成果报道，非传统强度调制技术又一次掀起了研究高潮。目前这种新型调制格式已经步入规模化商用的阶段，Alcatel-Lucent、Fujitsu、Ericsson、NEC、Mintera、Huawei、Fiberhome等国内外主流设备供应商都能相继推出了具有DPSK/DQPSK接口码型的40G传输平台。

在光DQPSK传输中，数据是通过相邻码元间光相位差的不同来传输的。为了检测DQPSK传输中包含的数据，在DQPSK系统的接收端，需要使用光解调器将相位编码信号转为强度编码信号。通常，这种光解调器都是由一对光延迟干涉仪(ODLI)构造面成，其结构原理(见图1)，主要有以下3种实现形式：全光纤型、自由空间光学型、平面光波导(PLC)型。光纤型的器件体积较大、拉制较为困难、成品率不高；自由空间光学技术采用分立的光学元件组装而成，工艺复杂、光路调整困难；而PLC技术采用单片集成，利用半导体工艺制造，适用于批量生产，成本低，性能稳定，具有较好的应用前景。

目前，在80/96通道的40G DWDM网络中，接收DPSK/DQPSK光信号需要80/96个分立的光解调器与波分复用器相连使用，这样成本、体积、稳定性、工艺复杂程度等方面都有待改进；也有专利(US 0216988 A1)提出不用多个解调器，只用一个/两个光延迟干涉仪(ODLI)来实现多波长的应用，但它需要分别控制光发送端的每个激光器的波长，使其与ODLI的波长相匹配，极大地增加了控制难度、复杂程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过标准半导体工艺制作，将多个(如80/96个)光解调器与波分解复用器一次性集成在同一芯片上的单片集成的多波长差分正交相移键控解调器及其制作方法。

本发明所采用的技术方案是：一种单片集成的多波长差分正交相移键控解调器及其制作方法，单片集成的多波长差分正交相移键控解调器，包括有一个1×D波分解复用器和D个DQPSK解调器，所述的波分解复用器和D个DQPSK解调器集成在同一波导基底上构成波导结构芯片。

所述的波分解复用器的D个输出端与D个DQPSK解调器的输入端连接，每个波分解复用器连接D个DQPSK解调器。

所述的DQPSK解调器是具有延时线干涉仪的多波长光学DQPSK解调器。

在每个延时线干涉仪的两臂之一上制作金属薄膜微型加热器，所述的金属薄膜微型加热器与来自控制反馈环路的误差信号相连，用于实现相位控制。

所述的波导基底上粘接热电致冷器，所述的热电致冷器与来自控制反馈环路的误差信号相连，用于控制整个波导结构芯片的温度。

一种单片集成的多波长差分正交相移键控解调器，包括有一个1×D的AWG和D个DQPSK解调器，其中每个DQPSK解调器包含有F个M×N均分耦合器和C个时延线，其中D、F、C、M、N为一切自然数。

所述的波分解复用器的输出端与多个DQPSK解调器的输入端连接，所述的DQPSK解调器是具有延时线干涉仪的多波长光学DQPSK解调器。

在每个延时线干涉仪的两臂之一上制作金属薄膜微型加热器，所述的金属薄膜微型加热器与来自控制反馈环路的误差信号相连，用于实现相位控制；所述的波导基底上粘接热电致冷器，所述的热电致冷器与来自控制反馈环路的误差信号相连，用于控制整个波导结构芯片的温度。