[发明专利]偏振无关光接收器

说明书

本公开涉及偏振无关光接收器。提供了用于从光纤接收光信号的系统和方法，该系统和方法包括：经由光耦合器将来自光纤的光信号耦合到第一波导和第二波导中，其中，光信号包括TE偏振光信号和TM偏振光信号，并且光耦合器将TE偏振光信号耦合到第一波导中以及将TM偏振光信号耦合到第二波导中；使来自耦合器的TE偏振光信号和TM偏振光信号均衡，以使TE偏振光信号和TM偏振光信号的光功率水平均衡；对经均衡的TE偏振光信号和TM偏振光信号进行光学组合；以及将组合的光信号发射到光电检测器。

政府权利声明

本发明是在协议号H98230-19-3-0002的政府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。

背景技术

硅光子学可实现长距离(例如，2km至10km)的密集波分复用(DWDM)光链路的大规模集成。在接收器处，波导光电检测器(例如，SiGe(硅锗)检测器)可以使设备带宽与速度分离，从而在保持高响应度的同时能够实现高带宽(例如，40GHz)。然而，耦合到波导检测器涉及光栅耦合器或者涉及边缘耦合。

为了便于进行晶圆级测试和具有成本效益的封装，光栅耦合器是用于输入和输出(I/O)、尤其是用于硅光子芯片的输入和输出的受欢迎选择。但是，通常，光栅耦合器是偏振相关的。对于设计用于横向电(TE)偏振光的光栅耦合器，即使在相同的波长下，对应的横向磁(TM)偏振光也可能存在巨大的光损耗。

尽管来自光源(例如，通常为二极管激光器)的光信号是TE偏振的，但其偏振在传统光纤中并未得到保留。因此，在接收器处，原始的TE偏振光信号变成TE偏振光与TM偏振光的混合。如果接收器端中的光栅耦合器是设计用于TE偏振的，则所接收的信号的TM部分会被浪费，并且反之亦然。

附图说明

参照以下附图根据一个或多个不同的实施例详细地描述本公开。附图仅被提供用于说明性目的，并且仅描绘典型实施例或示例实施例。

图1是图示了可以用来实施各实施例的示例光通信系统的简图。

图2图示了根据各种实施例的示例光接收器。

图3是图示了根据各种实施例的用于WDM通信系统中的示例光接收器的简图。

图4是图示了根据各种实施例的用于WDM通信系统中的另一示例光接收器的简图。

图5是图示了根据各种实施例的均衡器的示例实施方式的简图。

附图并非是穷举的，并且不将本公开限制于所公开的精确形式。

具体实施方式

本文所公开的实施例可以包括二维(2D)光栅耦合器，所述二维光栅耦合器是偏振无关的并且可以同时将传入的光信号的TE部分和TM部分两者分别耦合到两个波导中(如两个相干流中)。可以在2×1光组合器中组合两个相干的信号流，所述光组合器可以被实施为例如多模干涉仪(MMI)、Y结或其他光组合器。然后可以将组合的光信号发送至光电检测器，使得光信号可以转换为电信号。

实施例可以包括对TE信号路径和TM信号路径的放大，以在组合光信号之前对它们进行增强。在一些实施例中，可以以均衡器的形式提供放大，以确保这两个信号在组合器的输入端处具有相同的信号强度。在进一步的实施例中，均衡器可以放大或衰减任一信号，以使信号强度均衡从而优化光组合器的性能。

由于在各种实施例中光栅耦合器和光组合器的光谱带宽，可以同时接收具有不同波长的多个信号。实施例可以进一步包括解复用器，所述解复用器用于将所接收的信号分离成其组成部分，如用于波分复用(WDM)信号。可以为WDM系统中的每个光信道提供单独的光电二极管。