集成相干光学收发器、光引擎.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111711064A(43)申请公布日2020.09.25(21)申请号202010187368.9H04B10/50(2013.01)(22)申请日2020.03.17H04B10/532(2013.01)H04B10/548(2013.01)(30)优先权数据H04B10/61(2013.01)16/357,0952019.03.18USG02B6/42(2006.01)(71)申请人颖飞公司地址美国加利福尼亚州(72)发明人拉达克里希南·L·纳加拉扬(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人王红艳(51)Int.Cl.H01S5/022(2006.01)H01S5/026(2006.01)H01S5/06(2006.01)H04B10/40(2013.01)权利要求书6页说明书21页附图18页(54)发明名称集成相干光学收发器、光引擎(57)摘要本公开涉及一种集成相干光学收发器、光引擎。相干收发器包括单硅光子基板，该基板被配置为集成倒装的并与波长调谐部耦接的激光二极管芯片以提供具有调谐波长的激光输出，该波长以X：Y比例被部分分成本地振荡器信号进入相干接收器块和光源进入相干发射器块。相干接收器包括将相干输入信号分成分别由两个90度混合接收器检测到的TE模式信号和TM*模式信号的偏振光束分离器旋转器，和由两个来自可调谐激光器装置的本地振荡器信号辅助的倒装TIA芯片。相干发射器包括倒装在硅光子基板上的驱动器芯片以驱动一对Mach-Zehnder调制器和正交相位分支中的90度相移通过I/Q调制将激光输出调制为两个偏振信号，并使用偏振光束旋转器组合器将它们组合为相干输出信号。CN111711064ACN111711064A权利要求书1/6页1.一种集成相干收发器，包括：基板构件；可调谐激光器装置，包括具有增益区域的激光二极管芯片，所述激光二极管芯片的p面电极被倒置安装在所述基板构件上，所述增益区域与形成在所述基板构件中的波长调谐部耦接以调谐从所述增益区域输出到所述基板构件中的波导的激光的波长；第一功率分离器，耦接到所述波导以将所述激光分离为第一光和第二光；相干接收器块，包括至少两个90°混合接收器，所述至少两个90°混合接收器分别与所述基板构件中的偏振光束分离器旋转器的两个输出端耦接，以接收来自相干光学网络的相干输入信号，并与第二功率分离器的两个输出端耦接，以接收从所述第一光分离出的两个本地振荡器信号，以辅助检测所述相干输入信号中的横向电(TE)模式信号和横向磁(TM)模式信号；以及相干发射器块，包括：在所述基板构件中的至少一对同相/正交相位调制器，用于分别将从所述第二光分离的两个部分调制为TE模式的两个I/Q调制信号；在所述基板构件中的偏振光束旋转器组合器，用于将所述两个I/Q调制信号之一旋转为TM模式信号并将所述TM模式信号与TE模式的所述两个I/Q调制信号中的另一个I/Q调制信号组合，以生成通过偏振无关半导体光学放大器发射到所述相干光学网络的相干输出信号。2.根据权利要求1所述的集成相干收发器，其中，所述基板构件是硅光子基板或平面光电路基板。3.根据权利要求1所述的集成相干收发器，其中，所述激光二极管芯片包括多个表面基准点，所述多个表面基准点与所述基板构件的图案化的表面区域中的多个对应部分的基板基准点接合，以使所述增益区域的第一端面与所述基板构件中的集成耦合器的边缘止挡件对准，从而将在所述增益区域中产生的光传送到所述波长调谐部中，并且使所述增益区域的第二端面与另一个集成耦合器对准，以将所述激光输出到所述波导。4.根据权利要求3所述的集成相干收发器，其中，所述波长调谐部包括耦接到至少两个微环形谐振器线的直波导部，所述直波导部后面是反射器部，所述直波导部直接耦接到所述集成耦合器以接收在所述增益区域中产生的光，至少两个环形谐振器具有略微不同的半径，以允许在合成光谱的扩展波长范围内调谐光，并且所述反射器部的特征在于所述光的反射率至少为90％。5.根据权利要求4所述的集成相干收发器，其中，直部分包括SiN材料，所述至少两个环形谐振器以及所述反射器部包括Si材料。6.根据权利要求4所述的集成相干收发器，其中，所述波长调谐部还包括至少三个薄膜电阻器加热器，分别放置在所述基板构件上并且至少部分地位于所述至少两个环形谐振器和所述反射器部上方。7.根据权利要求6所述的集成相干收发器，其中，放置在所述至少两个环形谐振器上方的所述薄膜电阻器加热器被配置为在至少1530nm至1570nm的扩展波长范围内调谐所述光，并且放置在所述反射器部上方的所述薄膜电阻器加热器被配置为调谐所述光的相位，以匹配所述增益区域的第一端面和第二端面之间的往返腔激光发射条件