專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)纹傻亩嗖ㄩL(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍵控解調(diào)器。特別是涉及一種能夠?qū)⒉罘终幌嘁奇I控信號(hào)轉(zhuǎn)換 為強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器及其制作方法。
背景技術(shù)：
新型差分相移鍵控的調(diào)制格式是用于高速光數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆浅Ｓ形Φ恼{(diào)制格 式，正吸引著業(yè)界的高度關(guān)注。同其它主要的幾種調(diào)制格式NRZ、RZ、CSRZ、ODB相比，DPSK/ DQPSK在色散容限、PMD容限、非線(xiàn)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2002年3月貝爾實(shí)驗(yàn)室DPSK歷史性的實(shí)驗(yàn)發(fā)表之后，越 來(lái)越多的科研組織和企業(yè)投入到先進(jìn)調(diào)制格式的研究之中。2002年到2010年間的0FC、 EC0C會(huì)議上，每年都有關(guān)于DPSK/DQPSK的新研究成果報(bào)道，非傳統(tǒng)強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)又一次 掀起了研究高潮。目前這種新型調(diào)制格式已經(jīng)步入規(guī)?；逃玫碾A段，Alcatel-Lucent, Fujitsu、Ericsson、NEC、Mintera、Huawei、Fiberhome等國(guó)內(nèi)外主流設(shè)備供應(yīng)商都能相繼 推出了具有DPSK/DQPSK接口碼型的40G傳輸平臺(tái)。在光DQPSK傳輸中，數(shù)據(jù)是通過(guò)相鄰碼元間光相位差的不同來(lái)傳輸?shù)?。為了檢測(cè) DQPSK傳輸中包含的數(shù)據(jù)，在DQPSK系統(tǒng)的接收端，需要使用光解調(diào)器將相位編碼信號(hào)轉(zhuǎn)為 強(qiáng)度編碼信號(hào)。通常，這種光解調(diào)器都是由一對(duì)光延遲干涉儀(0DLI)構(gòu)造面成，其結(jié)構(gòu)原 理(見(jiàn)圖1)，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。 光纖型的器件體積較大、拉制較為困難、成品率不高；自由空間光學(xué)技術(shù)采用分立的光學(xué)元 件組裝而成，工藝復(fù)雜、光路調(diào)整困難；而PLC技術(shù)采用單片集成，利用半導(dǎo)體工藝制造，適 用于批量生產(chǎn)，成本低，性能穩(wěn)定，具有較好的應(yīng)用前景。目前，在80/96通道的40G DWDM網(wǎng)絡(luò)中，接收DPSK/DQPSK光信號(hào)需要80/96個(gè) 分立的光解調(diào)器與波分復(fù)用器相連使用，這樣成本、體積、穩(wěn)定性、工藝復(fù)雜程度等方面都 有待改進(jìn)；也有專(zhuān)利(US 0216988 A1)提出不用多個(gè)解調(diào)器，只用一個(gè)/兩個(gè)光延遲干涉 儀(0DLI)來(lái)實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)的應(yīng)用，但它需要分別控制光發(fā)送端的每個(gè)激光器的波長(zhǎng)，使其與 0DLI的波長(zhǎng)相匹配，極大地增加了控制難度、復(fù)雜程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝制作，將多個(gè)(如 80/96個(gè))光解調(diào)器與波分解復(fù)用器一次性集成在同一芯片上的單片集成的多波長(zhǎng)差分正 交相移鍵控解調(diào)器及其制作方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器及 其制作方法，單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，包括有一個(gè)1 XD波分解復(fù)用器 和D個(gè)DQPSK解調(diào)器，所述的波分解復(fù)用器和D個(gè)DQPSK解調(diào)器集成在同一波導(dǎo)基底上構(gòu) 成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片。所述的波分解復(fù)用器的D個(gè)輸出端與D個(gè)DQPSK解調(diào)器的輸入端連接，每個(gè)波分
3解復(fù)用器連接D個(gè)DQPSK解調(diào)器。所述的DQPSK解調(diào)器是具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器。在每個(gè)延時(shí)線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器，所述的金屬薄膜微 型加熱器與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)相連，用于實(shí)現(xiàn)相位控制。所述的波導(dǎo)基底上粘接熱電致冷器，所述的熱電致冷器與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤 差信號(hào)相連，用于控制整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片的溫度。 一種單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，包括有一個(gè)1 XD的AWG和D個(gè) DQPSK解調(diào)器，其中每個(gè)DQPSK解調(diào)器包含有F個(gè)MXN均分耦合器和C個(gè)時(shí)延線(xiàn)，其中D、 F、C、M、N為一切自然數(shù)。所述的波分解復(fù)用器的輸出端與多個(gè)DQPSK解調(diào)器的輸入端連接，所述的DQPSK 解調(diào)器是具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器。在每個(gè)延時(shí)線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器，所述的金屬薄膜微 型加熱器與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)相連，用于實(shí)現(xiàn)相位控制；所述的波導(dǎo)基底上粘 接熱電致冷器，所述的熱電致冷器與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)相連，用于控制整個(gè)波 導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片的溫度。一種單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器的制作方法，包括將一個(gè)波分 解復(fù)用器AWG及多個(gè)具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器采用平面光波導(dǎo)技術(shù)單 片集成在同一波導(dǎo)基底上；在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片制作好后，通過(guò)光刻、濺射、剝離半導(dǎo)體工藝在 構(gòu)成DQPSK解調(diào)器的每個(gè)光延遲線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器，實(shí)現(xiàn)相 位控制；在芯片基底上粘接熱電致冷器來(lái)控制整個(gè)芯片的溫度；分別將金屬薄膜微型加熱 器和TEC與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)相連。所述的將一個(gè)波分解復(fù)用器AWG及多個(gè)具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解 調(diào)器采用平面光波導(dǎo)技術(shù)單片集成在同一波導(dǎo)基底上，是在波導(dǎo)基底上依次通過(guò)熱氧化、 下包層沉積、波導(dǎo)芯層沉積、光刻、刻蝕和上包層沉積、表面鈍化、退火工藝制作出單片集成 AWG及多個(gè)0LDI的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。所用的波導(dǎo)材料包括硅、二氧化硅、鈮酸鈮、聚合物及III-V材料中的一種。本發(fā)明的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器及其制作方法，具有如下特占.1、一個(gè)器件能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長(zhǎng)的解調(diào)制。2、單片集成，一個(gè)芯片上包含有一個(gè)AWG及多個(gè)0LDI。3、本發(fā)明采用局部加熱的相位微調(diào)技術(shù)，即利用薄膜加熱器的局部加熱使波導(dǎo)折 射率發(fā)生變化，從而控制輸出光的相位。即用金屬薄膜加熱器5來(lái)加熱MZDI中兩臂之一的 波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)士 n/4的相移。5、本發(fā)明采用PLC技術(shù)，是一種單片集成的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器，具有成本 低、工藝簡(jiǎn)單，便于批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是DQPSK解調(diào)器原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是DQPSK解調(diào)器的傳輸譜線(xiàn)；
圖3是PLC單片集成的光學(xué)DQPSK解調(diào)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是AWG原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器原理結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-偏振無(wú)關(guān)3dB耦合器；2-馬赫-澤得時(shí)延干涉儀；3-定向耦合器；4_單片集 成的光學(xué)PLC DQPSK解調(diào)器芯片；5、6_金屬薄膜加熱器；7-TEC;20-來(lái)自控制反饋環(huán)路 的誤差信號(hào)；41、42、43、44-DQPSK解調(diào)器的4個(gè)輸出端口 ；411、412、413_PLC型3dB耦合 器；414、415_定向耦合器；11-輸入波導(dǎo)；12-輸入平板波導(dǎo)；13-陣列波導(dǎo)；14-輸出平板 波導(dǎo)；15-輸出波導(dǎo)；41-1I、42-1I、43-1Q、44-1Q分別表示第1通道I、Q支路的兩個(gè)輸出 端口 ；41-2I、42-2I、43-2Q、44-2Q分別表示第2通道I、Q支路的兩個(gè)輸出端口 ；41-(n-l) I、42-(n-l)I、43-(n-l)Q、44-(n-l)Q分別表示第(n-1)通道I、Q支路的兩個(gè)輸出端口 ； 41-nI、42-nI、43-nQ、44-nQ分別表示第n通道I、Q支路的兩個(gè)輸出端口 ；A-波分解復(fù)用器； B-DQPSK解調(diào)器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器 及其制作方法做出詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，DQPSK解調(diào)器包括兩個(gè)延時(shí)線(xiàn)干涉儀(0LDI)2和一個(gè)偏振無(wú)關(guān)的3dB 耦合器1。任意偏振態(tài)入射的DQPSK光信號(hào)首先被3dB耦合器分成功率相等的兩個(gè)支路，這 兩個(gè)支路(也可以稱(chēng)為“I”與“Q”支路)被分別送入兩個(gè)0LDI中，干涉儀兩臂之間的時(shí)延 X為一個(gè)波特周期，由于延時(shí)了一個(gè)波特的原因，攜帶信息的兩相鄰碼元的光信號(hào)在定向 耦合器處相遇，從而發(fā)生干涉(同一個(gè)光源，滿(mǎn)足相干條件，屬于分振幅干涉)。如果攜帶信 息的兩相鄰碼元的光載波發(fā)生相長(zhǎng)干涉，那么光功率從干涉儀的其中一個(gè)端口輸出；反之， 如果光載波發(fā)生相消干涉，那么光功率從干涉儀的另一個(gè)端口輸出。因此，干涉的結(jié)果使得 干涉儀兩個(gè)輸出端口攜帶了功率相同，但邏輯上相反的光信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了相位調(diào)制到幅 度調(diào)制的轉(zhuǎn)換，即解調(diào)制。這兩個(gè)0LDI之間分別有士 ji/4的相位差，在傳輸譜線(xiàn)上表現(xiàn)為 I支路的兩路互補(bǔ)的輸出光譜(II與12)與Q支路的兩路互補(bǔ)的輸出光譜(Q1與Q2)在頻 域上錯(cuò)開(kāi)1/4FSR，見(jiàn)圖2。在圖3中，差分相移鍵控信號(hào)從輸入端口 40輸入后被3dB耦合器411分成功率相 等的I、Q兩個(gè)支路。I支路的光信號(hào)再由3dB耦合器412分成功率相等的兩部分，分別進(jìn)入 延時(shí)線(xiàn)干涉儀的上、下臂，這兩個(gè)上下臂之間有一個(gè)波特周期的時(shí)延t，這樣攜帶信息的兩 相鄰碼元的DQPSK光信號(hào)在定向耦合器414處相遇發(fā)生干涉，滿(mǎn)足相長(zhǎng)干涉條件的光波從 端口 41輸出，滿(mǎn)足相消干涉條件的光波從端口 42輸出。同樣，Q支路的光信號(hào)再由3dB耦 合器413分成功率相等的兩部分，分別進(jìn)入延時(shí)線(xiàn)干涉儀的上、下臂，這兩個(gè)上下臂之間有 一個(gè)波特周期的時(shí)延t，這樣攜帶信息的兩相鄰碼元的DQPSK光信號(hào)在定向耦合器415處 相遇發(fā)生干涉，滿(mǎn)足相長(zhǎng)干涉條件的光波從端口 43輸出，滿(mǎn)足相消干涉條件的光波從端口 44輸出。另外，I、Q支路中的兩個(gè)MZDI之間分別通過(guò)金屬薄膜加熱器5、6來(lái)實(shí)現(xiàn)相位控 制，進(jìn)行精確頻率跟蹤，在傳輸譜線(xiàn)上表現(xiàn)為1支路的兩路互補(bǔ)的輸出光譜(II與12)與Q 支路的兩路互補(bǔ)的輸出光譜(Q1與Q2)在頻域上錯(cuò)開(kāi)1/4FSR，見(jiàn)圖2。
AWG復(fù)用/解復(fù)用器的結(jié)構(gòu)如圖4所示，由輸入波導(dǎo)11、輸入平板波導(dǎo)(自由傳播 區(qū)域)12、波導(dǎo)陣列13、輸出平板波導(dǎo)(自由傳播區(qū)域)14和輸出波導(dǎo)15組成，集成在同一 襯底上。輸入/輸出波導(dǎo)位于羅蘭圓圓周上，對(duì)稱(chēng)地分布在器件的兩端，相鄰陣列波導(dǎo)間有 一個(gè)固定長(zhǎng)度差，從而產(chǎn)生一定的相位差，可對(duì)入射光的相位進(jìn)行周期性地調(diào)制。當(dāng)含有 入工，A2,…，波長(zhǎng)的復(fù)用光信號(hào)進(jìn)入輸入波導(dǎo)時(shí)，在羅蘭圓周上，復(fù)用的光信號(hào)將在聚 焦的輸入平板波導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生衍射的高斯束，衍射的高斯束投射到陣列波導(dǎo)輸入口 ；再經(jīng)過(guò)陣 列波導(dǎo)的色散作用，引起波前傾斜，從陣列波導(dǎo)輸出口出來(lái)的、具有不同相位的同波長(zhǎng)光束 將在輸出平板波導(dǎo)的同一聚焦面上干涉聚焦，不同波長(zhǎng)的光束由于相位差異，將聚焦于輸 出平板波導(dǎo)不同的位置，從不同的輸出波導(dǎo)輸出，完成解復(fù)用功能。反之，可將不同輸入波 導(dǎo)中的具有不同波長(zhǎng)的光信號(hào)匯集到同一根輸出波導(dǎo)中，完成復(fù)用功能。通常使用的波導(dǎo)材料，如硅(硅隔離體S0I)、二氧化硅、鈮酸鈮、聚合物、III-V材 料(InGaAsP、GaAs)等，都有一定的熱光效應(yīng)，但是在本發(fā)明中的單片集成的多波長(zhǎng)差分正 交相移鍵控解調(diào)器包含的兩大部分(AWG和0DLI)都要求溫度穩(wěn)定，所以我們必須解決波 導(dǎo)器件的溫度敏感性問(wèn)題。DQPSK解調(diào)器0LDI兩臂之間的差分光學(xué)相位要求精確地設(shè)置 為士 n/4，否則，將造成過(guò)度的0SNR惡化。由相位誤差而造成的中心頻率失配的容限小于 0. 5GHz，而硅基二氧化硅波導(dǎo)的溫度系數(shù)為1. 375GHz/°C，因此需要精確控制0DLI的溫度， 維持在0. 36°C的誤差范圍以?xún)?nèi)。如圖5所示，本發(fā)明的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，包括有一個(gè) 1 X D波分解復(fù)用器A和D個(gè)(如80/96個(gè))DQPSK解調(diào)器B，所述的波分解復(fù)用器A和D個(gè) DQPSK解調(diào)器B集成在同一波導(dǎo)基底C上構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)復(fù)用DQPSK光 信號(hào)的解調(diào)制。其中，所述的波分解復(fù)用器A的輸出端與D個(gè)DQPSK解調(diào)器B的輸入端連 接，每個(gè)波分解復(fù)用器A連接D個(gè)DQPSK解調(diào)器B。所述的DQPSK解調(diào)器B是具有延時(shí)線(xiàn)干 涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器。在每個(gè)延時(shí)線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器5，所述的金屬薄膜 微型加熱器5與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)20相連，用于實(shí)現(xiàn)相位控制。所述的波導(dǎo)基底C上粘接TEC (熱電致冷器)7，所述的TEC7與來(lái)自控制反饋環(huán)路 的誤差信號(hào)20相連，用于控制整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片的溫度。來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)分別控制施加到TEC、金屬薄膜加熱器的電壓，從而 保證器件的中心波長(zhǎng)及士 n/4的相位差在允許的容限范圍之內(nèi)。改變溫度的方法不局限 于TEC、金屬薄膜加熱器，包括一切能夠?qū)崿F(xiàn)溫度改變的方法。本發(fā)明的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器還可以是包括有一個(gè) 1 XD的AWG和D個(gè)DQPSK解調(diào)器，其中每個(gè)DQPSK解調(diào)器包含有F個(gè)MXN均分耦合器和 C個(gè)時(shí)延線(xiàn)，其中D、F、C、M、N為一切自然數(shù)。所述的波分解復(fù)用器A的D個(gè)輸出端與D個(gè) DQPSK解調(diào)器B的輸入端連接，所述的DQPSK解調(diào)器B是具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué) DQPSK解調(diào)器。在每個(gè)延時(shí)線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器5，所述的金屬 薄膜微型加熱器5與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)20相連，用于實(shí)現(xiàn)相位控制；所述的波 導(dǎo)基底C上粘接TEC (熱電致冷器)7，所述的TEC7與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)20相 連，用于控制整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片的溫度。本發(fā)明的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器的制作方法，是利用半導(dǎo)體工藝將AWG及多個(gè)0LDI集成制作在同一波導(dǎo)基底之上，并通過(guò)微相位控制技術(shù)進(jìn)行頻率跟 蹤，能實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)應(yīng)用的光學(xué)DQPSK解調(diào)器。具體包括將一個(gè)波分解復(fù)用器AWG及多個(gè) (如80/96個(gè))具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器采用平面光波導(dǎo)技術(shù)單片集 成在同一波導(dǎo)基底上；在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片制作好后，通過(guò)光刻、濺射、剝離半導(dǎo)體工藝在構(gòu)成 DQPSK解調(diào)器的每個(gè)0LDI (光延遲線(xiàn)干涉儀)的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器5，實(shí) 現(xiàn)相位控制；在芯片基底上粘接TEC7(熱電致冷器)來(lái)控制整個(gè)芯片的溫度；分別將金屬 薄膜微型加熱器5和TEC7與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)20相連。TEC7用于控制AWG的 中心波長(zhǎng)滿(mǎn)足ITU-T波長(zhǎng)，及粗調(diào)0LDI梳狀譜的中心波長(zhǎng)，金屬薄膜加熱器5用于精確控 制0LDI兩臂間士 ji /4的相位差。來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)20分別控制輸入到TEC 7 及每個(gè)0LDI上的金屬薄膜加熱器5的電流，從而保證器件的中心波長(zhǎng)及士 Ji /4的相位差 在允許的容限范圍之內(nèi)。所述的將一個(gè)波分解復(fù)用器AWG及多個(gè)(如80/96個(gè))具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波 長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器采用平面光波導(dǎo)技術(shù)單片集成在同一波導(dǎo)基底上，是在波導(dǎo)基底上依 次通過(guò)熱氧化、下包層沉積、波導(dǎo)芯層沉積、光刻、刻蝕和上包層沉積、表面鈍化、退火工藝 制作出單片集成AWG及多個(gè)0LDI的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。所用的波導(dǎo)材料包括硅(如硅隔離體S0I)、二氧化硅、鈮酸鈮、聚合物及III-V材 料(如 InGaAsP、GaAs)中的一種。含有波長(zhǎng)為人，A2,...,人 的DQPSK光信號(hào)10進(jìn)入AWG的輸入波導(dǎo)11，經(jīng)過(guò)AWG 的解復(fù)用及TEC的溫度控制，在輸出波導(dǎo)15的每個(gè)通道輸出符合ITU-T的單波長(zhǎng)；然后，每 個(gè)只有單波長(zhǎng)的DQPSK光信號(hào)分別輸入到DQPSK解調(diào)器，實(shí)現(xiàn)從相位調(diào)制到強(qiáng)度調(diào)制的轉(zhuǎn) 換；最后從每個(gè)解調(diào)器輸出的I、Q支路分別光電平衡探測(cè)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的恢復(fù)。
權(quán)利要求
一種單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，包括有一個(gè)1×D波分解復(fù)用器(A)和D個(gè)DQPSK解調(diào)器(B)，其特征在于，所述的波分解復(fù)用器(A)和D個(gè)DQPSK解調(diào)器(B)集成在同一波導(dǎo)基底(C)上構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于， 所述的波分解復(fù)用器(A)的D個(gè)輸出端與D個(gè)DQPSK解調(diào)器(B)的輸入端連接，每個(gè)波分 解復(fù)用器㈧連接D個(gè)DQPSK解調(diào)器⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于， 所述的DQPSK解調(diào)器(B)是具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于， 在每個(gè)延時(shí)線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器(5)，所述的金屬薄膜微型加 熱器(5)與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)(20)相連，用于實(shí)現(xiàn)相位控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于， 所述的波導(dǎo)基底(C)上粘接熱電致冷器(7)，所述的熱電致冷器(7)與來(lái)自控制反饋環(huán)路的 誤差信號(hào)(20)相連，用于控制整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片的溫度。
6.一種單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于，包括有一個(gè)1XD的 AWG和D個(gè)DQPSK解調(diào)器，其中每個(gè)DQPSK解調(diào)器包含有F個(gè)MXN均分耦合器和C個(gè)時(shí)延 線(xiàn)，其中D、F、C、M、N為一切自然數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于， 所述的波分解復(fù)用器(A)的輸出端與多個(gè)DQPSK解調(diào)器(B)的輸入端連接，所述的DQPSK 解調(diào)器(B)是具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器，其特征在于， 在每個(gè)延時(shí)線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器(5)，所述的金屬薄膜微型加 熱器(5)與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)(20)相連，用于實(shí)現(xiàn)相位控制；所述的波導(dǎo)基底(C)上粘接熱電致冷器(7)，所述的熱電致冷器(7)與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)(20) 相連，用于控制整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片的溫度。
9.一種權(quán)利要求1所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器的制作方法，其 特征在于，包括將一個(gè)波分解復(fù)用器AWG及多個(gè)具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK 解調(diào)器采用平面光波導(dǎo)技術(shù)單片集成在同一波導(dǎo)基底上；在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片制作好后，通過(guò) 光刻、濺射、剝離半導(dǎo)體工藝在構(gòu)成DQPSK解調(diào)器的每個(gè)光延遲線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制 作金屬薄膜微型加熱器(5)，實(shí)現(xiàn)相位控制；在芯片基底上粘接熱電致冷器(7)來(lái)控制整個(gè) 芯片的溫度；分別將金屬薄膜微型加熱器(5)和TEC(7)與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào) (20)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器的制作方 法，其特征在于，所述的將一個(gè)波分解復(fù)用器AWG及多個(gè)具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué) DQPSK解調(diào)器采用平面光波導(dǎo)技術(shù)單片集成在同一波導(dǎo)基底上，是在波導(dǎo)基底上依次通過(guò) 熱氧化、下包層沉積、波導(dǎo)芯層沉積、光刻、刻蝕和上包層沉積、表面鈍化、退火工藝制作出 單片集成AWG及多個(gè)0LDI的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器的制作方法， 其特征在于，所用的波導(dǎo)材料包括硅、二氧化硅、鈮酸鈮、聚合物及III-V材料中的一種。
全文摘要
一種單片集成的多波長(zhǎng)差分正交相移鍵控解調(diào)器及其制作方法，該解調(diào)器有一個(gè)1×D波分解復(fù)用器和D個(gè)DQPSK解調(diào)器，波分解復(fù)用器和D個(gè)DQPSK解調(diào)器集成在同一波導(dǎo)基底上構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片。方法是將一個(gè)波分解復(fù)用器AWG及多個(gè)具有延時(shí)線(xiàn)干涉儀的多波長(zhǎng)光學(xué)DQPSK解調(diào)器采用平面光波導(dǎo)技術(shù)單片集成在同一波導(dǎo)基底上；在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)芯片制作好后，通過(guò)光刻、濺射、剝離半導(dǎo)體工藝在構(gòu)成DQPSK解調(diào)器的每個(gè)光延遲線(xiàn)干涉儀的兩臂之一上制作金屬薄膜微型加熱器，實(shí)現(xiàn)相位控制；在芯片基底上粘接熱電致冷器來(lái)控制整個(gè)芯片的溫度；分別將金屬薄膜微型加熱器和TEC與來(lái)自控制反饋環(huán)路的誤差信號(hào)相連。本發(fā)明成本低、工藝簡(jiǎn)單，便于批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H04B10/12GK101980460SQ201010524410
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者吳凡, 周天宏, 官成鋼, 岳玉環(huán), 柯滔, 袁晨, 陳強(qiáng), 馬衛(wèi)東 申請(qǐng)人:武漢光迅科技股份有限公司