[发明专利]一种实现调制信号幅度均衡的多级脉冲幅度调制器

说明书

技术领域

本发明涉及光通信器件领域，具体涉及一种实现调制信号幅度均衡的 多级脉冲幅度调制器。

背景技术

随着社会的不断进步和发展，人类对信息的需求量越来越大，现代社 会信息数据量呈现指数式的爆发增长，光通信网络技术的迅猛发展为这一 难题的解决提供了可靠有效的方案。光调制器是整个光通信网络的核心器 件之一，负责将电信号转换为可在光通信网络中传输的光信号；传统基于 铌酸锂材料的电光高速调制器往往外形尺寸较大，在5-10厘米的量级，同 时功耗也较大，不利于通信系统的小型化和节能化，因此，研究高调制带 宽、高消光比、低功耗、易集成及低成本的光调制器具有重要现实意义。

目前，为了进一步提高光通信系统的容量，提高单载波的速率势在必 行。要提高单载波的速率有提高系统的波特率和使用先进调制格式两种途 径；对于第一种途径而言，如果将信号的波特率提高到50G以上，将对整 个电芯片带来很大的挑战，功耗和成本都难以控制。因此，在现有的波特 率前提下，采用先进调制格式成为首选的方案，而要采用高阶的先进调制 格式就要求电光调制器具有较高的线性度和较大的消光比。对于采用单个 马赫曾德强度调制器来实现复杂格式调制功能来说，除了需要器件本身有 较高的线性度和消光比外，还要求驱动的电芯片具有较高的输出电压摆幅 和较高的线性度，这一点对于电芯片来说非常难以实现。为改进上述缺点 提出了电极分段驱动的调制器结构，该调制器结构可以通过多个OOK信号 来驱动产生多级幅度调制光信号，但是电极分段驱动的调制器结构仍共用 一个相位偏置控制器，存在相位控制不灵活的缺点，对电光调制器的相应 线性度要求较高；另外，随着调制信号脉冲幅度阶数的提高，上述电极分 段驱动的调制器结构的单个器件长度将更大，导致整体消光比降低。

综上所述，急需通过对调制器结构上的改进实现相位偏置点的灵活控 制，以降低对调制器的线性度要求，并实现调制高阶调制信号时，在调制 器上两臂光信号的均衡性，从而提升调制器的消光比。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过对调制器结构上的改进实现相位偏 置点的灵活控制，以降低对调制器的线性度要求，并实现调制高阶调制信 号在调制器上两臂光信号的均衡性，从而提升调制器的消光比的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种实现调 制信号幅度均衡的多级脉冲幅度调制器，包括N个串联的马赫曾德强度调 制器，N为大于1的正整数，每个所述马赫曾德强度调制器的输出端口连接 下一个马赫曾德强度调制器的输入端口，形成一个以第一个马赫曾德强度 调制器的输入端口作光源输入端口，最后一个马赫曾德强度调制器的输出 端口作为2^N级脉冲幅度调制信号输出端口的2^N级脉冲幅度调制器，在每个 所述马赫曾德强度调制器上加载幅度相同的OOK信号实现2^N级脉冲幅度调 制信号调制；

其中，每个马赫曾德强度调制器之间的有效调制臂长度比值关系为2⁰： 2¹：2²：……：2^N-1，且具有上述有效调制臂长度比值关系的马赫曾德强度调 制器的排列不限于上述比例顺序。

在上述多级脉冲幅度调制器中，每个所述马赫曾德强度调制器带有用 来调节调制器工作点的相位偏置点控制电极，每个马赫曾德强度调制器的 相位偏置点控制电极相互独立，通过调节所述相位偏置控制电极可以实现 多级脉冲幅度调制信号的均衡功能；

其中，每个所述马赫曾德强度调制器之间的相位偏置点控制电极改变 量比值关系为2⁰：2¹：2²：……：2^N-1，且具有上述相位偏置点控制电极改变 量比值关系的马赫曾德强度调制器的排列不限于上述比例顺序。

在上述多级脉冲幅度调制器中，通过调整相位偏置点控制电极实现调 制信号幅度均衡，具体调制方式为：

将串联的马赫曾德强度调制器的有效调制长度最长的一个工作点通过 调整偏置点控制电极设置于正交工作点处，然后按照有效调制臂长度由大 到小依次设置马赫曾德强度调制器的相位偏置点控制电极，以控制作用于 光信号的消光比大小，从而控制输出的2^N级脉冲幅度调制信号各级脉冲幅 度的大小。