[发明专利]基于马赫增德尔调制器进行四级脉冲幅度调制的方法

说明书

一种基于马赫增德尔调制器进行四级脉冲幅度调制的方法：将激光输入马赫增德尔调制器，第一光耦合器将所输入的激光处理为等光强的两束激光后分别输出到上调制臂和下调制臂，所述上调制臂包括波导、掺杂区以及上臂驱动电极，所述下调制臂包括波导、掺杂区以及下臂驱动电极，其中，上臂驱动电极和下臂驱动电极其中一个的长度为另一个的长度的一半；第一、第二电信号驱动器输出驱动信号，可调电延迟线对所述驱动信号进行时序调整，驱动信号分别将两束激光信号进行脉冲幅度调制后，再将两束调制后的激光信号输入到第二光耦合器，两束调制后的激光信号经第二光耦合器作用后，输出四级脉冲幅度调制(PAM‑4)激光信号。

技术领域

本公开涉及硅基电光调制器及集成光学领域，尤其涉及一种基于马赫增德尔调制器进行四级脉冲幅度调制的方法。

背景技术

随着光通信技术在高速、大容量通信环境(例如数据中心、超级计算机等)中的大量应用，通信系统对于光链路的传输容量要求越来越高。为了满足用户对于网络带宽日益增长的需求，各大互联网内容提供商正在不断建造超大规模数据中心，因此需要提出低成本、高效率以及小体积的高速互联方案。随着硅基光子学的迅速发展，硅基光集成由于其利用CMOS工艺制作高密度片上集成光路，以低成本在芯片上实现复杂功能，成为近十年新兴的研究热点。在硅基光集成芯片中，硅基光调制器具有将电信号转换为光信号的功能，是该领域的核心器件之一。传统通信领域一般运用长距离大容量光通信系统中相干光通信技术，但其有制备成本过高，传输速率低等缺点。因此，在短距离通信中，采用PAM-4(Four-level Pulse-amplitude-modulation)调制格式具有更好的效果，且不需要在发送端使用DAC(Digital to analog converter，数模转换)芯片，可降低光通信系统的成本和复杂度，进而可达到低成本和高效率的效果。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于马赫增德尔调制器进行四级脉冲幅度调制的方法，通过把马赫增德尔调制器的其中一个调制臂中的驱动电极长度设置为另一调制臂中驱动电极长度的一半，配合电信号驱动器及电延迟线，即可调制产生四级脉冲幅度调制激光信号，缓解现有技术所制备的通信系统中的硅基调制器体积大、成本高、集成复杂度高、传输效率低等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种基于马赫增德尔调制器进行四级脉冲幅度调制的方法，包括：步骤1：将激光输入马赫增德尔调制器；步骤2：第一光耦合器将步骤1所输入的激光处理为等光强的两束激光后分别输出到上调制臂和下调制臂；所述上调制臂包括波导、掺杂区以及上臂驱动电极，所述下调制臂包括波导、掺杂区以及下臂驱动电极，其中，上臂驱动电极和下臂驱动电极其中一个的长度为另一个的长度的一半；步骤3：第一、第二电信号驱动器输出驱动信号，可调电延迟线对所述驱动信号进行时序调整；步骤4：步骤3中所输出的驱动信号分别将步骤2中所输出的两束激光进行脉冲幅度调制后，再将两束调制后的激光信号输入到第二光耦合器；以及步骤5：步骤4所述的两束调制后的激光信号经第二光耦合器作用后，输出四级脉冲幅度调制激光信号。

在本公开实施列中，步骤2中所述第一光耦合器为1×2多模干涉型光耦合器，用于将输入的单束光分成等光强的两束光。

在本公开实施列中，所述可调电延迟线数量为1个，配合第一电信号驱动器或第二电信号驱动器中的任意一个设置。

在本公开实施列中，所述可调电延迟线数量为2个，分别配合第一电信号驱动器和第二电信号驱动器设置。

在本公开实施列中，所述第、第二电信号驱动器为OOK电信号驱动器。

在本公开实施列中，所述第二光耦合器为2×1多模干涉型光耦合器。

在本公开实施列中，所述上臂驱动电极和下臂驱动电极分别用以加载第一、第二电信号驱动器所发出的驱动信号，以此对激光信号进行调制。