[发明专利]用于光通信的双工系统

权利要求书

1.一种用于光通信的双工系统，由集成光电子芯片(1)、激光器(2)、模式切换控制电路(3)、第一偏置电压电路(4)、跨阻放大器(5)、信号处理模块(6)、光纤(7)、接地接口(8)、第一开关单元(9)、第二开关单元(10)和第二偏置电压电路(11)组成；所述系统中集成光电子芯片(1)封装在集成光电子芯片封装中，将激光器(2)与集成光电子芯片(1)通过光纤进行耦合连接，将集成光电子芯片(1)通过光纤(7)与外部光路进行耦合连接，通过第一偏置电压电路(4)或第二偏置电压电路(11)为集成光电子芯片(1)提供用于工作的直流电压，通过接地接口(8)与集成光电子芯片(1)连接进行接地；集成光电子芯片(1)上侧通过第二开关单元(10)，集成光电子芯片(1)与第一偏置电压电路(4)或接地接口(8)相连接，下侧通过第一开关单元(9)，集成光电子芯片(1)与跨阻放大器(5)或第二偏置电压电路(11)相连，模式切换控制电路(3)控制开关单元的输出使整个系统工作在A光电探测或B光信号放大模式，保证集成光电子芯片(1)在A光电探测模式下的输入连接第一偏置电压电路(4)，输出连接相对应的跨阻放大器(5)，跨阻放大器(5)将集成光电子芯片(1)输出的光电流转换为电压信号，信号处理模块(6)对跨阻放大器(5)输出的电压信号进行处理和分析；保证集成光电子芯片(1)在B光信号放大模式下的输入连接第二偏置电压电路(11)，输出连接接地接口(8)，对于输入的光信号进行放大。

2.根据权利要求1所述的一种用于光通信的双工系统，其特征是：所述集成光电子芯片(1)为量子阱结构，量子阱结构为不同组分的InPGaAs构成；集成光电子芯片(1)在模式切换控制电路(3)的控制下可以工作在A光电探测和B光信号放大两个模式下，当向集成光电子芯片(1)中注入正向电流，并达到一定值时，N区自由电子增多并不断进入量子阱中与空穴复合，以光子形式释放能量，该光子在输入光信号的感应下形成受激辐射，使释放出的光子和入射光子同频、同向，同相位，同偏振方向、同模式，并在光子不断前进中继续受感应而产生受激辐射，进而产生更多的新的光子，使输入光信号得到放大；对于“InPGaAs”宽带隙材料构成的量子阱结构，通过量子阱结构与掺杂的设计，在量子阱内形成特定的子能级，在波导层入射光的作用下，将量子阱中的电子从基态激发到激发态，通过外加反向偏置电压使激发态的电子形成电流，便可以得到光电流信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于光通信的双工系统，其特征是：集成光电子芯片(1)在模式A光电探测工作在反向偏压过程中，将探测到的光子转换成光电流；在模式B光信号放大工作在正向偏压，将输入的光信号进行放大；通过模式切换控制电路(3)对于工作模式A光电探测或B光信号放大进行切换。

4.根据权利要求1所述的一种用于光通信的双工系统，其特征是：第一偏置电压电路(4)、第二偏置电压电路(11)可以是直流-直流或者交流-直流电压源，其作用是为集成光电子芯片(1)提供运行所需的直流电压。

5.根据权利要求1所述的一种用于光通信的双工系统，其特征是：集成光电子芯片(1)为基于标准集成电路制造的阵列芯片，正向偏压时工作为B光信号放大，反向偏压时工作为A光电探测，集成光电子芯片(1)会进行封装，防止外界环境中不利因素对集成光电子芯片(1)造成影响。

6.根据权利要求1所述的一种用于光通信的双工系统，其特征是：第一开关单元(9)的数量等于集成光电子芯片(1)输出的数量，第一开关单元(9)连接对应集成光电子芯片(1)的输出端；第一开关单元(9)采用单输入-双输出结构，第一开关单元(9)中的输入端数量等于与之相连接的跨阻放大器数量，第一开关单元(9)的输出端按顺序连接与之对应跨阻放大器(5)的输入端。