一种光通信器件及光通信系统的制作方法

本发明涉及光电通信，特别涉及一种光通信器件及光通信系统。

背景技术：

1、随着光学技术的发展，基于光波的频率比无线电波的频率高、波长比无线电波的波长短，因此具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点，使得光通信逐步取代电通信成为了主流通信方式。

2、目前，光通信一般采用硅光子通信技术，即利用激光束和硅光芯片实现通信的技术。现有的硅光子通信器件主要包括调制端硅光芯片、单模光纤和解调端硅光芯片，激光束被耦合进调制端硅光芯片后，经调制端硅光芯片进行调制，之后被耦合进单模光纤进行传输，之后再耦合进解调端硅光芯片中进行解调，从而实现光通信过程。

3、硅光芯片和单模光纤之间的耦合目前有有源耦合和无源耦合，其中有源耦合是指在耦合过程中需要通光来确认硅光芯片和单模光纤之间的耦合损耗，进而确认最佳的耦合位置；而无源耦合是通过获取硅光芯片耦合端口处的光纤中心点与单模光纤的中心点来确认最佳的耦合位置。

4、然而，当光纤数量较大时，有源耦合的方式无法提供足够的光源，且通过耦合损耗来精确对准硅光芯片和单模光纤工作量较大、效率较低。而无源耦合需借助硅光芯片耦合端口处的v型槽来固定光纤的位置，但由于加工工艺的限制，v型槽的尺寸和位置会出现偏移，从而导致硅光芯片无法与单模光纤的中心精准对准，使得耦合损耗较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光通信器件及光通信系统，以解决现有硅光子通信中硅光芯片和单模光纤对准难度高、耦合损耗大的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种光通信器件，包括硅光芯片、多模光纤和光电探测器；所述硅光芯片的输出端与所述多模光纤的一端相对接，所述多模光纤的另一端与所述光电探测器的输入端相对接。

3、可选的，在所述的光通信器件中，所述硅光芯片的输出端出射的光模为小模斑，且所述硅光芯片的输出端出射的光模场在所述多模光纤的纤芯区域内。

4、可选的，在所述的光通信器件中，所述硅光芯片包括依次连通的光学输入端口、分光器、多个调制器和光学输出端口；所述光学输入端口用于接收光信号，所述分光器用于将光信号分为多个支路；每一所述调制器对应于一个支路，以对每一支路上的光信号进行调制；所述光学输出端口用于将调制后的光信号输出至所述多模光纤中。

5、可选的，在所述的光通信器件中，所述硅光芯片的光学输出端口具有多个耦合端口，所述多模光纤的数量为多个，且多个所述多模光纤与所述耦合端口一一对应。

6、可选的，在所述的光通信器件中，所述光电探测器为面阵光电探测器；所述面阵光电探测器具有多个子光电探测器，且多个所述子光电探测器与所述多模光纤一一对应。

7、可选的，在所述的光通信器件中，所述硅光芯片的耦合端口处形成有容纳槽，所述容纳槽用于容纳所述多模光纤并限制所述多模光纤相对于所述耦合端口的位置。

8、可选的，在所述的光通信器件中，所述调制器和所述光学输出端口之间还设置有波分复用器；所述多模光纤的另一端和所述光电探测器之间还设置有波分解复用器。

9、为解决上述技术问题，本发明还提供一种光通信系统，包括如上任一项所述的光通信器件。

10、可选的，在所述的光通信系统中，所述光通信系统还包括激光器，所述激光器用于发射光信号至所述硅光芯片。

11、可选的，在所述的光通信系统中，所述光通信系统还包括数字信号处理器和/或驱动器和/或传输阻抗放大器；所述数字信号处理器用于生成数字信号以对所述硅光芯片中的光信号进行调制，还用于将所述光电探测器转换得到的电信号进行信号处理；所述驱动器用于驱动所述硅光芯片；所述传输阻抗放大器与所述光电探测器的输出端相对接，以将所述光电探测器输出的信号进行阻抗放大处理。

12、本发明提供的光通信器件及光通信系统，包括硅光芯片、多模光纤和光电探测器；所述硅光芯片的输出端与所述多模光纤的一端相对接，所述多模光纤的另一端与所述光电探测器的输入端相对接。由于多模光纤的纤芯区域通常比单模光纤的大，即使硅光芯片的输出端出现偏差，也能够保证其出射的光模场能够位于多模光纤的纤芯区域内，如此便可以保证所有的光能量都能被多模光纤接收，从而提高了两者之间的容差，不仅降低了两者之间的耦合损耗，还降低了耦合精度的要求因而降低了成本；同时，当光纤数量较大时，能够通过无源耦合的方式实现两者之间的耦合；此外，利用光电探测器来进行光信号的接收和解调，使得多模光纤输出的所有光信号都能够被接收解调，提高了信号的传输效率；解决了现有硅光子通信中硅光芯片和单模光纤对准难度高、耦合损耗大的问题。

技术特征：

1.一种光通信器件，其特征在于，包括硅光芯片、多模光纤和光电探测器；所述硅光芯片的输出端与所述多模光纤的一端相对接，所述多模光纤的另一端与所述光电探测器的输入端相对接。

2.根据权利要求1所述的光通信器件，其特征在于，所述硅光芯片的输出端出射的光模为小模斑，且所述硅光芯片的输出端出射的光模场在所述多模光纤的纤芯区域内。

3.根据权利要求1所述的光通信器件，其特征在于，所述硅光芯片包括依次连通的光学输入端口、分光器、多个调制器和光学输出端口；所述光学输入端口用于接收光信号，所述分光器用于将光信号分为多个支路；每一所述调制器对应于一个支路，以对每一支路上的光信号进行调制；所述光学输出端口用于将调制后的光信号输出至所述多模光纤中。

4.根据权利要求3所述的光通信器件，其特征在于，所述硅光芯片的光学输出端口具有多个耦合端口，所述多模光纤的数量为多个，且多个所述多模光纤与所述耦合端口一一对应。

5.根据权利要求4所述的光通信器件，其特征在于，所述光电探测器为面阵光电探测器；所述面阵光电探测器具有多个子光电探测器，且多个所述子光电探测器与所述多模光纤一一对应。

6.根据权利要求4所述的光通信器件，其特征在于，所述硅光芯片的耦合端口处形成有容纳槽，所述容纳槽用于容纳所述多模光纤并限制所述多模光纤相对于所述耦合端口的位置。

7.根据权利要求3所述的光通信器件，其特征在于，所述调制器和所述光学输出端口之间还设置有波分复用器；所述多模光纤的另一端和所述光电探测器之间还设置有波分解复用器。

8.一种光通信系统，其特征在于，包括如权利要求1~7任一项所述的光通信器件。

9.根据权利要求8所述的光通信系统，其特征在于，所述光通信系统还包括激光器，所述激光器用于发射光信号至所述硅光芯片。

10.根据权利要求8所述的光通信系统，其特征在于，所述光通信系统还包括数字信号处理器和/或驱动器和/或传输阻抗放大器；所述数字信号处理器用于生成数字信号以对所述硅光芯片中的光信号进行调制，还用于将所述光电探测器转换得到的电信号进行信号处理；所述驱动器用于驱动所述硅光芯片；所述传输阻抗放大器与所述光电探测器的输出端相对接，以将所述光电探测器输出的信号进行阻抗放大处理。

技术总结本发明提供一种光通信器件及光通信系统，包括硅光芯片、多模光纤和光电探测器；所述硅光芯片的输出端与所述多模光纤的一端相对接，所述多模光纤的另一端与所述光电探测器的输入端相对接。由于多模光纤的纤芯区域通常比单模光纤的大，即使硅光芯片的输出端出现偏差，也能够保证其出射的光模场能够位于多模光纤的纤芯区域内，如此便可以保证所有的光能量都能被多模光纤接收，从而提高了两者之间的容差，降低了两者之间的耦合损耗；同时，利用光电探测器来进行光信号的接收和解调，使得多模光纤输出的所有光信号都能够被接收解调，提高了信号的传输效率，解决了现有硅光子通信中硅光芯片和单模光纤对准难度高、耦合损耗大的问题。技术研发人员：郑喆轩,施晓军,陈宇轩,张轲受保护的技术使用者：赛丽科技（苏州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5