一种基于级联硅基微环调制器的高线性调制器芯片和调制方法与流程

技术特征：
1.一种基于级联硅基微环调制器的高线性调制器芯片，其特征在于包括：两个用于将激光器输出的光载波信号耦合入调制器芯片中的输入端耦合器、一个用于将两路输入端耦合器的光信号合成为一路的合束器、与合束器相连用于传输光信号的总线波导、两个级联的硅基微环调制器、一个与总线波导相连的输出端耦合器；两个级联的硅基微环调制器包括第一硅基微环调制器和第二硅基微环调制器，两个硅基微环调制器完全相同，耦合在同一根总线波导上。2.根据权利要求1所述的基于级联硅基微环调制器的高线性调制器芯片，其特征在于，所述的输入端耦合器为光栅耦合器或端面耦合器；所述的输出端耦合器为光栅耦合器或端面耦合器。3.根据权利要求1所述的基于级联硅基微环调制器的高线性调制器芯片，其特征在于，所述的用于将两路输入端耦合器的光信号合成为一路的合束器为光合束器或波分复用器。4.根据权利要求1所述的基于级联硅基微环调制器的高线性调制器芯片，其特征在于，所述硅基微环调制器为直通型微环调制器，包括嵌入了pn结移相器的微环谐振腔，所述硅基微环调制器集成有热光移相器，用来调控工作点；第一硅基微环调制器和第二硅基微环调制器的谐振腔分布在同一根总线波导的一侧。5.一种基于权利要求1所述高线性调制器芯片的调制方法，其特征在于包括如下步骤：1)两个波长分别为λ1和λ2的外设激光器输出的光载波信号通过输入端耦合器分别耦合入调制器芯片；2)两个输入端耦合器的两路不同波长的光载波信号经过合束器合成一路光信号并在总线波导中传输；3)调控两个硅基微环调制器上pn结移相器的反偏电压v
dc1
和v
dc2
，使得两个硅基微环调制器上的pn结调制臂工作在反偏区；4)调控两个硅基微环调制器上的热光移相器，使第一硅基微环调制器工作在hd1相对最大点，第二硅基微环调制器工作在hd3相对最大点，而且两个工作点的相位相差π；5)使用射频信号发生器产生双音调制信号并通过功分比可调的射频功分器分成两路；两路双音信号分别与电压源产生的两路直流反向偏压通过两个bias-tee加载在对应的两个硅基微环调制器上；6)通过调控射频功分器的功分比，使两个硅基微环调制器产生的三阶非线性hd3在光电探测器端相互抵消，而hd1分量功率变化在3db以内，提高链路的动态范围。6.根据权利要求5所述的调制方法，其特征在于，所述高线性调制器芯片调制后的光信号在接入到光电探测器中进行解调前，还包括将高线性调制器芯片调制后的光信号经光纤放大器放大用以补偿芯片的耦合损耗的步骤。7.根据权利要求5所述的调制方法，其特征在于，所述的步骤6)具体为：光信号接入到光电探测器中进行解调，将解调后的信号通入频谱仪，调控射频功分器的功分比来调控加载在两个硅基微环调制器上的双音调制信号功率之比，同时观察频谱仪上一阶谐波hd1和三阶交调信号imd3的功率，直至hd1与imd3之间的功率差最大，同时保证hd1的功率大于imd3的功率，并且hd1分量功率变化在3db以内，此时为该调制器芯片最佳线性工作点。8.根据权利要求5所述的调制方法，其特征在于，所述的步骤4)具体为：4.1)调控硅基微环两个调制器上的热光移相器，使波长为λ1和λ2的光载波分别耦合入
第一硅基微环调制器和第二硅基微环调制器中；4.2)调控第一硅基微环调制器的热光移相器使其工作在调制器转移函数的最大斜率处，对应的是一阶谐波分量hd1最大点；4.3)调控第二硅基微环调制器的热光移相器使其工作在三阶非线性最大点同时保证与第一硅基微环调制器工作点方向相反，对应的是三阶谐波分量hd3最大。

技术总结
本发明公开了一种基于级联硅基微环调制器的高线性调制器芯片和调制方法。两个不同波长的激光器输出光载波信号并通过片上合束器或波分复用器进行合束，由于微环调制器本身具有波长选择功能，两路光载波经总线波导分别耦合到两个硅基微环调制器中。电调制信号经过一个功分比可调的电功分器分成两路并分别调制两个微环调制器。通过调控两个微环调制器的工作点，使其中一个微环调制器工作在一阶谐波分量最大点，另一个微环调制器工作在三阶非线性最大点。同时调控电功分器的分配比，在光电探测器端解调时，通过上述操作可以使两个微环中的三阶非线性可以相互抵消同时保证一阶谐波分量变化较小。分量变化较小。分量变化较小。


技术研发人员：张强 余辉
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2022/3/4