[实用新型]光子集成芯片及光发射组件和光收发模块

说明书

本申请提供一种光子集成芯片及光发射组件和光收发模块，该光子集成芯片包括设于衬底上的至少一个光调制单元；单个所述光调制单元包括1×N可调分光器和N个光调制器，N为大于1的整数；1×N可调分光器包括一个输入波导、调光结构和N个输出波导；N个输出波导分别连接N个光调制器；单束入射光经输入波导输入，调光结构处理入射光以调节分配到N个输出波导的分光束的大小，各输出波导将各自接收的分光束传输到相应的光调制器内，各光调制器分别对各分光束调制之后输出。在集成光调制器的光子集成芯片上设计了可调节分光比的分光器，通过调节分光比使得该光子集成芯片适用于不同规格的光模块，可有效简化物料管理、降低库存压力。

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及光子集成芯片及光发射组件和光收发模块。

背景技术

高速信息时代，对信息传输速率要求越来越高，光模块作为光纤通信系统中的核心器件，其速率也越来越高。光模块内单通道的比特率已经面临瓶颈，越来越多地采用4通道或8通道的并行光学设计来提高光模块速率。常用的比如FR4为单接口4通道的光模块，2×FR4为双接口8通道的光模块。同时，为了提高光模块密度，光模块体积要求越来越小，集成度高、成本低的光子集成芯片，如硅光芯片等，成为小型化光模块封装的首选。

多通道并行设计的光模块，首先考虑的便是多个通道的光调制器的小型化，集成光调制芯片已是非常成熟的技术，如铌酸锂光调制器或硅光调制器等。在2 ×FR4的光模块中，如图1所示，通常在光子集成芯片100’上集成设计8个通道的光调制器20’和4个1×2的分光器10’及两个波分复用器30’。1×2的分光器10’通常为多模干涉耦合器，其分光比固定为1:1等分。外部四路不通波长的激光分别经4个1×2的分光器10’分成8路分光束传输到8个光调制器 20’上，分别经相应通道的光调制器20’调制之后输出8路载波光信号，8路载波光信号再经两个波分复用器30’合为两路各自包含4通道的复合光信号经两个光发射接口输出。

目前主流的多通道并行光模块主要有4通道和8通道并行，例如FR4和2 ×FR4的光模块。上述光子集成芯片设计的并行光路只适用于2×FR4的光模块中，在FR4中则需要采用另外设计的集成4个光调制器的光子集成芯片，应用场景单一，不同规格的光模块需要配备多种规格的物料，物料管理复杂，库存压力较大等。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光子集成芯片及光发射组件和光收发模块，该光子集成芯片可适用不同规格的光模块，可简化物料管理、降低库存压力。

为了实现上述目的之一，本申请提供了一种光子集成芯片，包括衬底，所述衬底上设有至少一个光调制单元；所述光调制单元包括1×N可调分光器和N 个光调制器，所述N为大于1的整数；所述1×N可调分光器包括一个输入波导、调光结构和N个输出波导；所述N个输出波导分别连接所述N个光调制器；单束入射光经所述输入波导输入，所述调光结构处理所述入射光以调节分配到所述N个输出波导的分光束的大小，各所述输出波导将各自接收的分光束传输到相应的所述光调制器内，所述光调制器对所述分光束调制之后输出。

作为实施方式的进一步改进，所述1×N可调分光器包括N-1个马赫-曾德尔干涉结构；所述N-1个马赫-曾德尔干涉结构依次级联，或者所述N-1个马赫 -曾德尔干涉结构相互级联和并联；

单个所述马赫-曾德尔干涉结构包括依次连接的一个1×2耦合器、两个连接臂和一个2×2耦合器，或者，单个所述马赫-曾德尔干涉结构包括依次连接的一个2×2耦合器、两个连接臂和一个2×2耦合器；所述调光结构为设于所述马赫- 曾德尔干涉结构的至少一个连接臂上的相移器，所述相移器用于调节所述2×2 耦合器输出的两路分光束的分光比。

作为实施方式的进一步改进，所述光调制器为基于马赫-曾德尔干涉结构的调制器。