專利名稱：一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將差分正交相移鍵控信號轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度調(diào)制信號的一種解調(diào)器，本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
長途骨干網(wǎng)流量激增導(dǎo)致的帶寬需求增長，是40G傳輸產(chǎn)生的驅(qū)動力。進(jìn)入2008 年，全球40G傳輸商用化進(jìn)程出現(xiàn)明顯的加速趨勢，主流運(yùn)營商均已開始規(guī)模部署建設(shè)40G 長途骨干網(wǎng)和城域骨干網(wǎng)。先進(jìn)的調(diào)制格式特別是相位調(diào)制格式引起了研究人員極大的關(guān)注。調(diào)制碼型技術(shù)是40G方案的核心內(nèi)容，差分正交相移鍵控解調(diào)器(DQPSK解調(diào)器)調(diào)制格式能夠?qū)崿F(xiàn)較高的頻帶利用，提高了系統(tǒng)對各種損傷的容限，放松了系統(tǒng)對光器件的要求， 被認(rèn)為是40G乃至100G系統(tǒng)的主流解決方案之一。同其它主要的幾種調(diào)制格式NRZ、RZ、 CSRZ、0DB、DPSK相比，DQPSK在色散容限、PMD容限、非線性抵抗能力、噪聲抵抗能力、傳輸距離以及接收靈敏度等方面具有明顯的綜合優(yōu)越性。因此，DQPSK將是未來市場的主流。在DQPSK系統(tǒng)的接收端，需要有光解調(diào)器將相位調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度調(diào)制信號從而提取載波相位中所攜帶的信息，因此光解調(diào)器是DPSK與DQPSK系統(tǒng)中的最重要光學(xué)器件之一。DQPSK解調(diào)器利用了延時干涉的原理，主要有以下3種實(shí)現(xiàn)形式全光纖型、自由空間光學(xué)型、平面光波導(dǎo)(PLC)型。相對于其它兩種方案，PLC技術(shù)以其易于規(guī)?；?、自動化生產(chǎn)，穩(wěn)定性好，易于集成，在價格和性能方面都更有優(yōu)勢等諸多特點(diǎn)，被認(rèn)為是光通信產(chǎn)業(yè)的明日之星，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。并且，像這種高端器件，性能要求越高時，PLC技術(shù)的優(yōu)越性越明顯。為了減小Q值劣化代價，DQPSK解調(diào)器必須是低偏振相關(guān)的。由于偏振相關(guān)性而造成的頻率失配對Q值的影響較大，在相同比特率下，DQPSK解調(diào)器比DPSK解調(diào)器大4倍。 為了保證Q值代價小于0. 2dB，對43(ibit/s的RZ-DQPSK信號，DQPSK解調(diào)器的偏振相關(guān)頻率要小于FSR的(約200MHz)。但是由于應(yīng)力雙折射、波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不對稱及偏振模耦合等原因，在平面波導(dǎo)中通常有較大的雙折射效應(yīng)，對不同偏振狀態(tài)響應(yīng)不同，這種現(xiàn)象稱為偏振相關(guān)頻率(PDF，或偏振相關(guān)波長PDW)。在一個典型的AWG應(yīng)用中PDF的主要效應(yīng)就是偏振相關(guān)損耗(PDL)，PDF必須控制在6GHz左右，從而使PDL小于0.5dB。DQPSK應(yīng)用中的要求更加嚴(yán)格，PDF必須優(yōu)于200MHz，比典型的AWG高出30倍。因此，商用的PLC型DQPSK解調(diào)器解決偏振相關(guān)性就成為一個關(guān)鍵核心技術(shù)。為此，許多研究者提出了多種方案來解決平面光波導(dǎo)器件的偏振相關(guān)性問題，主要包括以下方法增加α-硅膜調(diào)整應(yīng)力、增加SiN 膜調(diào)整應(yīng)力、應(yīng)力釋放槽、調(diào)整基底材料、包層、波導(dǎo)的參數(shù)、增加偏振分離/偏振控制器、 加半波片。目前所有采用加半波片的方案都有一個共同點(diǎn)半波片兩側(cè)的波導(dǎo)都是單模波導(dǎo)。加半波片的方案必然會帶來附加損耗代價，石英半波片厚度一般為91微米，如果采用普通的石英半波片，由此帶來的附加損耗高達(dá)5dB。因此，必須使用薄的高雙折射率材料半波片。目前所有商用化PLC DQPSK解調(diào)器產(chǎn)品都采用了厚度約15微米的聚合物半波片，成功地解決了附加損耗，只有0.5dB。但是，這種聚合物波片全球只有兩家供應(yīng)商，成本高，并且受產(chǎn)能及專利應(yīng)用的限制，購買極其困難。本發(fā)明的內(nèi)容就是為了解決這種弊端，使用低成本的91微米厚的普通石英半波片來解決PLC器件的偏振相關(guān)性，同時附加損耗也低至 0. 5dB。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，其在使用石英半波片來實(shí)現(xiàn)平面光波導(dǎo)型器件的偏振無關(guān)的同時， 大大降低器件的附加損耗。本發(fā)明技術(shù)方案的原理具體如下在波導(dǎo)中開槽加半波片來降低平面光波導(dǎo)型器件的偏振相關(guān)性時，必然會帶來附加損耗代價，附加損耗的大小主要是由波導(dǎo)上開槽的寬度決定的，因為波導(dǎo)末端的出射光場是發(fā)散的，如圖3所示，根據(jù)衍射理論
通
權(quán)利要求
1.一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，包括有由馬赫-澤得時延干涉儀組成的平面光波導(dǎo)芯片，其特征在于所述馬赫一澤得時延干涉儀的兩臂均設(shè)置有石英半波片以及對稱于石英半波片的模場轉(zhuǎn)換器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于所述模場轉(zhuǎn)換器為錐形波導(dǎo)Taper、分段波導(dǎo)的單一體或其組合體，且所述石英半波片放置于模場轉(zhuǎn)換器較大模場一側(cè)的未端的波導(dǎo)開槽中。
3.如權(quán)利要求2所述的一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于所述的錐形波導(dǎo)Taper采用沿光傳輸方向波導(dǎo)尺寸逐漸減小的錐形波導(dǎo)Taper或者沿光傳輸方向波導(dǎo)尺寸逐漸增大的錐形波導(dǎo)Taper。
4.如權(quán)利要求2所述的一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于所述分段波導(dǎo)為沿輻射傳播方向呈周期變化的周期性分段波導(dǎo)PSW或者為沿輻射傳播方向呈非周期變化的錐形分段波導(dǎo)SWT。
5.如權(quán)利要求2所述的一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于所述模場轉(zhuǎn)換器為錐形波導(dǎo)Taper、周期性分段波導(dǎo)PSW、錐形分段波導(dǎo)SWT的任意組合。
6.如權(quán)利要求1所述的一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于所述模場轉(zhuǎn)換器為錐形波導(dǎo)Taper、周期性分段波導(dǎo)PSW、錐形分段波導(dǎo)SWT、連續(xù)波導(dǎo)CW的任意組合，且所述石英半波片放置于所述模場轉(zhuǎn)換器較大模場一側(cè)的未端的波導(dǎo)開槽中。
7.如權(quán)利要求1所述的一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于所述模場轉(zhuǎn)換器較大模場一側(cè)的未端設(shè)置有連續(xù)波導(dǎo)CW，所述石英半波片放置于該連續(xù)波導(dǎo) CW的開槽中。
全文摘要
本發(fā)明提出一種平面光波導(dǎo)型差分正交相移鍵控解調(diào)器，包括有由馬赫-澤得時延干涉儀組成的平面光波導(dǎo)芯片，所述馬赫－澤得時延干涉儀的兩臂均設(shè)置有石英半波片以及對稱于石英半波片的模場轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明采用模場轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)來擴(kuò)大模場，從而降低器件的附加損耗；另外本發(fā)明采用石英半波片，可以使器件成本降低。
文檔編號H04B10/158GK102377491SQ20111031554
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者周天宏, 江雄, 汪靈杰, 胡佳艷, 袁晨, 陳強(qiáng) 申請人:武漢光迅科技股份有限公司