【技術實現步驟摘要】
本公開涉及光通信高速光芯片，尤其涉及一種基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片。
技術介紹
1、隨著5g、云計算、chatgpt等人工智能大模型等新型業務的大規模應用和發展，數據中心對流量和帶寬的需求急劇增長，這也迫使光通信技術不斷向更高速率升級，且這種趨勢仍處于攀升狀態。光通信的核心技術之一就是波分復用技術，它可以將多個不同波長的光信號復用到一根光纖中，實現光纖的帶寬利用率的大幅提升，從而大大增加了光通信系統的傳輸容量和傳輸距離。
2、陣列波導光柵(arrayed?waveguide?grating，awg)作為波分復用技術的核心器件之一，它可以將輸入的多波長光信號分別耦合到不同的輸出端口，從而實現波長的分離或合成。然而，陣列波導光柵存在一個重要的缺陷，就是偏振敏感性問題，即對不同偏振狀態的光信號的響應不同，導致輸出信號發生變化，從而影響光通信系統的性能和穩定性。因此，解決陣列波導光柵的偏振敏感性問題，是提高光通信系統的整體性能的重要課題。目前，國內外廣泛采取的方案之一是利用偏振分束旋轉器(polarization?beam?splitterrotator，pbsr)將橫電模(transverse?electric，te)和橫磁模(transverse?magnetic，tm)的混合偏振態轉化為兩路te偏振態的光，通過合束器對兩路te偏振態的光進行合束，然后輸入到awg中完成偏振不敏感波分解復用。近年來，也有研究團隊將pbsr輸出的兩路te偏振態的光分別輸入到兩個awg中完成偏振不敏感波分解復用。上述方案由
3、因此，如何減少光學器件解決偏振不敏感波分解復用的問題，保證光通信系統的性能和穩定性是一項具有挑戰性的任務。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，本公開的實施例提供了一種基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，以減少光學器件解決偏振不敏感波分解復用的問題。
2、本公開提供了一種基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，包括：偏振分束旋轉器，用于輸入第一橫電模偏振光和橫磁模偏振光的多波長復合光，將所述橫磁模偏振光轉化為第二橫電模偏振光，并將所述第一橫電模偏振光和所述第二橫電模偏振光分別輸出；2×2n陣列波導光柵，與所述偏振分束旋轉器連接，用于將所述第一橫電模偏振光和所述第二橫電模偏振光分解為n組不同波長的子偏振光，每組所述子偏振光包括波長相同的第一橫電模子偏振光和第二橫電模子偏振光；n個波導型探測器，與所述2×2n陣列波導光柵連接，每個所述波導型探測器探測每組所述子偏振光。
3、可選地，所述2×2n陣列波導光柵包括兩個輸入波導和2n個輸出波導，兩個所述輸入波導相距預設距離，每組所述子偏振光通過相鄰兩個所述輸出波導輸出。
4、可選地，所述2×2n陣列波導光柵的兩個所述輸入波導的預設距離小于相鄰所述第一橫電模子偏振光輸出波導的波導間距。
5、可選地，所述2×2n陣列波導光柵還包括輸入平板波導、陣列波導與輸出平板波導，所述輸入平板波導、所述陣列波導和所述輸出平板波導順序連接，兩個所述輸入波導分別與所述輸入平板波導間隔連接，2n個所述輸出波導分別與所述輸出平板波導間隔連接。
6、可選地，所述輸入平板波導與所述輸出平板波導為羅蘭圓結構。
7、可選地，所述羅蘭圓結構包括相切的羅蘭圓與光柵圓，所述陣列波導的兩端以等間距分別排列在所述輸入平板波導的光柵圓的圓周上與所述輸出平板波導的光柵圓的圓周上，所述陣列波導的兩端分別正對所述輸入平板波導的光柵圓的圓心和所述輸出平板波導的光柵圓的圓心。
8、可選地，所述2×2n陣列波導光柵的相鄰第一橫電模子偏振光輸出波導的角間距與所述n組不同波長的子偏振光的波長間隔成正比，相鄰第二橫電模子偏振光輸出波導的角間距與所述n組不同波長的子偏振光的波長間隔成正比。
9、可選地，所述偏振分束旋轉器的所述第一橫電模偏振光的輸出端或所述第二橫電模偏振光的輸出端設有延遲線，用于使所述第一橫電模偏振光和所述第二橫電模偏振光的光程一致。
10、可選地，每個所述波導型探測器探測所述第一橫電模子偏振光的輸入端或所述第二橫電模子偏振光的輸入端設有延遲線，用于使同波長的所述第一橫電模子偏振光和所述第二橫電模子偏振光光程一致。
11、可選地，所述2×2n陣列波導光柵的材料為硅。
12、在本公開實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到以下有益效果：
13、(1)本公開通過偏振分束旋轉器將單模光纖傳輸的第一橫電模偏振光和橫磁模偏振光混合偏振態的光進行分束并旋轉，從偏振分束旋轉器輸出的第一橫電模偏振光和第二橫電模偏振光同時耦合到2×2n陣列波導光柵中完成解復用，經2×2n陣列波導光柵解復用完成后的每組波長相同的第一橫電模子偏振光和第二橫電模子偏振光被耦合入同一波導型探測器實現探測；
14、(2)本公開能夠實現多波長光信號的波長分離，有效利用光纖的大帶寬，使得光通信網絡速率大幅度提升；
15、(3)本公開的技術方案中光學器件較少，成本減低，結構簡單易于制造，具有插入損耗低、偏振相關損耗低、串擾優良的特性。
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1.一種基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2N陣列波導光柵包括兩個輸入波導和2N個輸出波導，兩個所述輸入波導相距預設距離，每組所述子偏振光通過相鄰兩個所述輸出波導輸出。
3.根據權利要求2所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2N陣列波導光柵的兩個所述輸入波導的預設距離小于相鄰所述第一橫電模子偏振光輸出波導的波導間距。
4.根據權利要求2所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2N陣列波導光柵還包括輸入平板波導、陣列波導與輸出平板波導，所述輸入平板波導、所述陣列波導和所述輸出平板波導順序連接，兩個所述輸入波導分別與所述輸入平板波導間隔連接，2N個所述輸出波導分別與所述輸出平板波導間隔連接。
5.根據權利要求4所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述輸入平板波導與所述輸出平板波導為羅蘭圓結構。
6.根
7.根據權利要求1所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2N陣列波導光柵的相鄰第一橫電模子偏振光輸出波導的角間距與所述N組不同波長的子偏振光的波長間隔成正比，相鄰第二橫電模子偏振光輸出波導的角間距與所述N組不同波長的子偏振光的波長間隔成正比。
8.根據權利要求1所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述偏振分束旋轉器的所述第一橫電模偏振光的輸出端或所述第二橫電模偏振光的輸出端設有延遲線，用于使所述第一橫電模偏振光和所述第二橫電模偏振光的光程一致。
9.根據權利要求1所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，每個所述波導型探測器探測所述第一橫電模子偏振光的輸入端或所述第二橫電模子偏振光的輸入端設有延遲線，用于使同波長的所述第一橫電模子偏振光和所述第二橫電模子偏振光光程一致。
10.根據權利要求1所述的基于2×2N陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2N陣列波導光柵的材料為硅。
...【技術特征摘要】
1.一種基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2n陣列波導光柵包括兩個輸入波導和2n個輸出波導，兩個所述輸入波導相距預設距離，每組所述子偏振光通過相鄰兩個所述輸出波導輸出。
3.根據權利要求2所述的基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2n陣列波導光柵的兩個所述輸入波導的預設距離小于相鄰所述第一橫電模子偏振光輸出波導的波導間距。
4.根據權利要求2所述的基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述2×2n陣列波導光柵還包括輸入平板波導、陣列波導與輸出平板波導，所述輸入平板波導、所述陣列波導和所述輸出平板波導順序連接，兩個所述輸入波導分別與所述輸入平板波導間隔連接，2n個所述輸出波導分別與所述輸出平板波導間隔連接。
5.根據權利要求4所述的基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述輸入平板波導與所述輸出平板波導為羅蘭圓結構。
6.根據權利要求5所述的基于2×2n陣列波導光柵的偏振不敏感光接收芯片，其特征在于，所述羅蘭圓結構包括相切的羅蘭圓與光柵圓，所述陣列波導...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭利勇，張家順，王亮亮，尹小杰，王玥，安俊明，吳遠大，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發明
國別省市：
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