[发明专利]一种硅光相干收发芯片结构

说明书

本发明公开了一种硅光相干收发芯片结构，涉及光子集成器件领域。该硅光相干收发芯片结构包括硅光集成芯片和可调谐激光器，可调谐激光器包括半导体光放大器以及集成于硅光集成芯片的耦合器、双向功率分配器、分束器、第一选模结构和第二选模结构，半导体光放大器设置于硅光集成芯片边缘，其透射端靠近耦合器设置，耦合器、双向功率分配器和分束器依次通过光波导连接，分束器的两个分端口分别连接第一选模结构和第二选模结构。本发明的硅光相干收发芯片结构，有效地利用第一选模结构和第二选模结构反射回双向功率分配器的光，节省了器件的功耗，节约能量。

技术领域

本发明涉及光子集成器件领域，具体涉及一种硅光相干收发芯片结构。

背景技术

相干光通信是目前长距离通信的主要解决方案，相干光模块包括相干光调制器、相干光接收机和集成可调谐激光器三个主要的功能元件。随着光模块的尺寸和成本日益降低，将这些功能元件集成在芯片上是目前主要的解决方案。硅基光子技术是目前集成度最高的平台，可以将相干光通信中所需的相干光调制器和相干光接收机集成在同一片芯片上。现有的硅基可调谐激光器一般采用半导体光放大器和在硅基芯片上制作选模结构实现，选模结构一般为反射结构，反射回来的光无法作为输出光使用，增加了器件的功耗，浪费了能量。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种硅光相干收发芯片结构，有效节省器件的功耗。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种硅光相干收发芯片结构，其包括：

硅光集成芯片；

可调谐激光器，其包括半导体光放大器以及集成于上述硅光集成芯片的耦合器、双向功率分配器、分束器、第一选模结构和第二选模结构，上述半导体光放大器设置于上述硅光集成芯片边缘，其透射端靠近上述耦合器设置，上述耦合器、双向功率分配器和分束器依次通过光波导连接，上述分束器的两个分端口分别连接第一选模结构和第二选模结构。

在上述技术方案的基础上，耦合器连接双向功率分配器的第一直通端，上述双向功率分配器的第二直通端连接上述分束器的合端口。

在上述技术方案的基础上，硅光集成芯片上集成有相干调制器和相干接收机。

在上述技术方案的基础上，双向功率分配器的第一分光端(0)连接相干调制器的输入端，上述双向功率分配器的第二分光端连接相干接收机的本振端。

在上述技术方案的基础上，耦合器采用倒锥耦合器结构。

在上述技术方案的基础上，耦合器的光模场尺寸与上述半导体光放大器的光模场尺寸相同。

在上述技术方案的基础上，双向功率分配器采用定向耦合器或多模干涉器结构。

在上述技术方案的基础上，分束器采用多模干涉器或Y分支结构。

在上述技术方案的基础上，第一选模结构和第二选模结构采用光栅或微环结构。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供的硅光相干收发芯片结构，有效地利用第一选模结构和第二选模结构反射回双向功率分配器的光，节省了器件的功耗，节约能量。

(2)本发明的相干调制器、相干接收机、耦合器、双向功率分配器、分束器、第一选模结构和第二选模结构统一集成于硅光集成芯片上，有效地减小本发明的体积，节省硅光集成芯片尺寸。

附图说明

图1是本发明实施例中硅光相干收发芯片结构的结构示意图；

图2是本发明实施例中双向功率分配器的端口示意图。