[发明专利]一种集成光子时延阵列

说明书

本申请公开了一种集成光子时延阵列，包括：第一臂和第二臂；其中第一臂与第二臂的第一端分别连接在功率配置模块的两个输出端，第一臂与第二臂的第二端分别连接在输出配置模块的两个输入端；第一臂上还设置有时延配置模块和固定时延模块；功率配置模块用于按配置的功率分配模式对一路输入的光信号进行功率分配，分配后的两路光信号分别沿第一臂和第二臂输出；时延配置模块，用于配置多种时延模式；固定时延模块，用于构建第一臂与第二臂的固定时延差；输出配置模块，用于根据输出配置需求配置集成光子时延阵列的两个输出端的光信号，以实现正向时延或负向时延。该集成光子时延阵列结构紧凑，有利于大规模应用，且可重构。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，特别是涉及一种集成光子时延阵列。

背景技术

随着人类社会逐渐跨入5G时代，尤其是面对数量庞大的可移动终端，物联网和实时远程操作，现有的无线通信的可用频段已是非常拥挤。因此，拥有更大带宽的毫米波结合更高能效的波束控制转向技术的毫米波通信被提出和应用。作为5G通信的一个关键技术，波束成型及波束引导的毫米波通信将会极大的提高无线通信容量以满足日益增加的容量需求。这其中最为核心的技术就是用于波束成型和波束引导的毫米波相控阵天线系统。

在该系统中，通常要实现相位控制就需要精准、宽带的时延或移相。移相方案会带来宽带毫米波信号的波束偏差，因此采用时延方案便具有较高的技术优势。传统上的毫米波宽带时延都是借助电子集成技术在电域完成。随着频率上升到毫米波段，传统微电子集成技术面临损耗大和带宽小等技术挑战。因此借助于光子技术尤其是光子集成技术的光控-毫米波时延被提出以期为上述问题的解决带来全新的思路。

具体而言，在光控-毫米波时延系统中，首先利用电光调制器将毫米波信号调制到光载波上，然后光子时延线技术在光域产生时延，最后通过光电探测器再一次将信号转换成毫米波。此时的信号满足天线的相位要求。光时延线技术拥有更大的带宽和更低的损耗等固有的优势。光时延线及时延阵列广泛应用于光通信的编码与缓存，微波光子学中的信号产生、传输、处理和探测，如多频光振荡器，光A/D转换、宽带雷达信号处理等等。

目前光时延线技术最热门的研究在于光控相控阵天线，尤其是毫米波段的相控阵天线。其包括基于分立光学元件的时延线和基于集成光子技术的时延线。而后者的芯片级解决方案，因其更小的尺寸，更紧凑的系统集成以及更优化的系统性能正变得越来越重要。目前的集成光子时延线可分为离散可调和连续可调时延线。但时延线只有构成时延阵列才能真正用于光控-毫米波相控阵天线的控制。

目前传统的光时延阵列通常都是单端输入-单端输出，因此功能较为单一，很难满足多种应用需求。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种集成光子时延阵列，以丰富集成光子时延阵列的功能，满足多样化的应用需求。

本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请第一方面提供一种集成光子时延阵列，包括：第一臂和第二臂；其中，所述第一臂的第一端与所述第二臂的第一端分别连接在功率配置模块的两个输出端，所述第一臂的第二端与所述第二臂的第二端分别连接在输出配置模块的两个输入端；所述第一臂上还设置有时延配置模块和固定时延模块；所述功率配置模块的输入端作为整个所述集成光子时延阵列的输入端，所述输出配置模块的两个输出端作为整个所述集成光子时延阵列的两个输出端；

所述功率配置模块，用于按照配置的功率分配模式对一路输入的光信号进行功率分配，分配后的两路光信号分别沿所述第一臂和所述第二臂输出；

所述时延配置模块，用于配置多种时延模式；

所述固定时延模块，用于构建所述第一臂与所述第二臂的固定时延差；

所述输出配置模块，用于根据输出配置需求配置所述集成光子时延阵列的两个输出端的光信号，以实现正向时延或负向时延。