[发明专利]硅基高速双载波双偏振调制器集成芯片

权利要求书

1.一种硅基高速双载波双偏振调制器集成芯片，其特征在于，包括第一单模垂直耦合光栅(1a)、第一调制模块(1)、第二单模垂直耦合光栅(1b)、第二调制模块(2)、2×1多模干涉耦合器(7)和双模垂直耦合光栅(8)，其中：

第一单模垂直耦合光栅(1a)接收外部输入的激光光束a，将激光光束a耦合入第一调制模块(1)，第一调制模块(1)对激光光束a进行移相、强度调制和模式转换处理后输出给2×1多模干涉耦合器(7)；

第二单模垂直耦合光栅(1b)接收外部输入的激光光束b，将激光光束b耦合入第二调制模块(2)，第二调制模块(2)对激光光束b进行移相、强度调制和模式转换处理后输出给2×1多模干涉耦合器(7)；

其中激光光束a与激光光束b是两束波长不同的激光；

2×1多模干涉耦合器(7)将接收的两束激光耦合为一束激光，然后送入双模垂直耦合光栅(8)，双模垂直耦合光栅(8)将不同模式的光同时耦合入多模光纤。

2.根据权利要求1所述的硅基高速双载波双偏振调制器集成芯片，其特征在于，所述第一调制模块(1)和所述第二调制模块(2)，器件组成结构及连接关系相同，每个调制模块均包括1个1×4多模干涉耦合器，2个电光移相器，4个马赫曾德调制器，2个2×1多模干涉耦合器，以及1个模式转换耦合器；调制模块中各器件之间通过硅基横电模波导连接，其中传输横电模(TE0)。

3.根据权利要求2所述的硅基高速双载波双偏振调制器集成芯片，其特征在于，所述第一调制模块(1)包括第一1×4多模干涉耦合器(2a)、第一电光移相器(3a)、第二电光移相器(3b)、第一马赫曾德尔调制器(4a)、第二马赫曾德尔调制器(4b)、第三马赫曾德尔调制器(4c)、第四马赫曾德尔调制器(4d)、第一2×1多模干涉耦合器(5a)、第二2×1多模干涉耦合器(5b)和第一模式转换耦合器(6a)，其中：

第一1×4多模干涉耦合器(2a)接收第一单模垂直耦合光栅(1a)输出的激光光束a，第一1×4多模干涉耦合器(2a)将一个波导中的光平分到四个波导，则一束激光光束分为四束激光光束；

四束激光光束中的第一束激光，进入第一马赫曾德尔调制器(4a)，第一马赫曾德尔调制器(4a)将电学数字信号调制到光学载波上，进入第一2×1多模干涉耦合器(5a)；

四束激光光束中的第二束激光经第一电光移相器(3a)进行移相后进入第二马赫曾德尔调制器(4b)，第二马赫曾德尔调制器(4b)将电学数字信号调制到光学载波上，进入第一2×1多模干涉耦合器(5a)；

第一2×1多模干涉耦合器(5a)将两个波导中的两束激光耦合入一个波导，然后进入第一模式转换耦合器(6a)；

四束激光光束中的第三束激光，进入第三马赫曾德尔调制器(4c)，第三马赫曾德尔调制器(4c)将电学数字信号调制到光学载波上，进入第二2×1多模干涉耦合器(5b)；

四束激光光束中的第四束激光经第二电光移相器(3b)进行移相后进入第四马赫曾德尔调制器(4d)，第四马赫曾德尔调制器(4d)将电学数字信号调制到光学载波上，进入第二2×1多模干涉耦合器(5b)；

第二2×1多模干涉耦合器(5b)将两个波导中的两束激光耦合入一个波导，然后进入第一模式转换耦合器(6a)；

第一模式转换耦合器(6a)将两束相同模式的激光耦合入一个波导，在此过程中其中一束激光模式发生转换，另一束激光光束模式保持不变；

第一模式转换耦合器(6a)输出的激光光束进入2×1多模干涉耦合器(7)。

4.根据权利要求2所述的硅基高速双载波双偏振调制器集成芯片，其特征在于，所述1×4多模干涉耦合器由三个1×2多模干涉耦合器级联而成，第二1×2多模干涉耦合器和第三1×2多模干涉耦合器并列设置，第一1×2多模干涉耦合器与第二1×2多模干涉耦合器和第三1×2多模干涉耦合器均级联，一束激光经过第一1×2多模干涉耦合器(2-1)后分为两束激光，其中一束激光进入第二1×2多模干涉耦合器(2-2)后再次分为两束激光，相同地，另一束激光进入第三1×2多模干涉耦合器(2-3)后也再次分为两束激光，则一束激光经过1×4多模干涉耦合器后变为四束激光。