CN117311017A - 光调制系统和光调制器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光调制系统和光调制器。所述光调制系统包括驱动器和光调制器，所述光调制器包括光波导和电极组，所述光波导包括两个臂；所述电极组包括用于分别给所述两个臂提供电场的两个电极对，每个所述电极对分别包括第一电极和第二电极，每个所述电极对的两个电极位于对应的所述臂的两侧；其中，所述两个电极对中的各个电极与所述驱动器连接。

Description

光调制系统和光调制器

技术领域

本申请涉及光光通信技术领域，特别涉及一种光调制系统和光调制器。

背景技术

光调制系统是指将待传输信息调制成光信号的系统。光调制系统通常包括光调制器及驱动器，驱动器将携带信息的电信号输入到光调制器中，光调制器利用电信号对光进行调制，得到携带信息的光信号。

为了保证光信号的传输质量，光调制系统可以采用差分调制方式进行光的调制。相关技术中提供的光调制系统虽然能够实现差分调制，但是需要同时使用两个驱动器(例如运算放大器)，驱动器数量多，造成光调制系统的体积、成本和功耗高。

发明内容

本申请提供了一种光调制系统和光调制器，能够减少所需驱动器的数量，减小器件尺寸。

第一方面，本申请至少一实施例提供了一种光调制系统，所述光调制系统包括驱动器和光调制器，所述光调制器包括光波导和电极组，所述光波导包括两个臂；所述电极组包括用于分别给所述两个臂提供电场的两个电极对，每个所述电极对分别包括第一电极和第二电极，每个所述电极对的两个电极位于对应的所述臂的两侧；其中，所述两个电极对中的各个电极与所述驱动器连接。

在本申请实施例中，光调制系统由驱动器和光调制器构成，其中光调制器包括光波导和电极组，电极组包括负责给光波导的两个臂提供电场的两个电极对，每个电极对包括实现对一个臂中光信号的差分调制的两个电极，而两个电极对的各个电极均与上述驱动器连接。这样，通过将光调制器的各个电极连接同一驱动器，使得光调制系统在实现差分调制时，无需使用两个驱动器，而只需使用一个驱动器，从而减少光调制系统所需的驱动器数量，减小体积，降低系统成本和功耗。

示例性地，所述两个电极对中的第一电极位于所述光波导的两个臂之间，所述两个电极对中的两个第二电极位于所述光波导的两侧。

在本申请实施例中，第一电极和第二电极中的一个电极为正电极，第一电极和第二电极中的另一个电极为负电极。例如，第一电极为正电极，第二电极为负电极。再例如，第一电极为负电极，第二电极为正电极。

在本申请一种可能的实现方式中，驱动器可以包括两个信号提供端，例如包括一个正极信号提供端和一个负极信号提供端。在本申请另一种可能的实现方式中，驱动器可以包括三个信号提供端，例如包括一个正极信号提供端和两个负极信号提供端，或者包括一个负极信号提供端和两个正极信号提供端。在本申请又一种可能的实现方式中，驱动器可以包括四个信号提供端，例如包括两个正极信号提供端和两个负极信号提供端。

在本申请一种可能的实现方式中，所述驱动器中的信号提供端的数量小于所述电极组中的电极的数量。例如，驱动器包括2个信号提供端，电极组的电极数量为3或4。

所述光调制系统还包括功分器，所述功分器包括至少一个功分结构，所述功分结构具有一个输入端和两个输出端，所述功分结构的输入端和一个所述信号提供端连接，所述功分结构的两个输出端和所述电极组中的两个电极连接，所述功分结构用于将所连接的信号提供端的电信号分成两路同相位同功率的信号，分别输出给所连接的所述电极组中的两个电极。

在该实现方式，通过使用功分器可以将电极组中的两个电极连接到驱动器的同一个信号提供端，从而能够节约驱动器中的信号提供端的数量。功分器中的功分结构能够将所连接的信号提供端的电信号分成两路同相位同功率的信号，保证输出给所连接的两个电极的信号同相位同功率。

示例性地，所述驱动器具有两个信号提供端，所述功分器包括一个功分结构，所述功分器还包括一个直连结构。

其中，功分结构是指将一个信号提供端提供的电信号分成同相位同功率的两路，并分别输出给两个电极的结构。直连结构是指将一个信号提供端提供的电信号直接传输给一个电极的结构。

所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极通过所述直连结构与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极通过所述功分结构与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

其中，两个电极对的第一电极相同，也即是两个电极对共用同一个第一电极，该第一电极同时属于两个电极对，同时与两个第二电极形成电场。

在该实现方式中，通过使用功分结构以及共用第一电极，使得驱动器只需要2个信号提供端即可，最大化节约信号提供端的数量，使得驱动器成本最低，功耗最小。另外，该实现方式只需要使用一个功分结构，功分器的结构简单，便于功分器的设计制作以及与驱动器和光调制器的连接。

示例性地，所述驱动器具有两个信号提供端，所述功分器包括两个功分结构。

所述两个电极对中的两个第一电极通过所述两个功分结构中的一个功分结构与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极通过所述两个功分结构中的另一个功分结构与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

在该实现方式中，通过使用两个功分结构，使得驱动器只需要2个信号提供端即可，最大化节约信号提供端的数量，使得驱动器成本最低，功耗最小。

示例性地，功分器可以采用采用两层或者多层金属层图形化得到。

在本申请一种可能的实现方式中，功分器可以采用两层或者多层金属层图形化得到。所述功分器中的两个功分结构位于不同材料层，或者，所述功分器中的功分结构和直连结构位于不同材料层。

也即，所述功分器中的两个功分结构不同层，或者，所述功分器中的功分结构和直连结构不同层。

示例性地，所述功分结构包括一个输入连接部和两个输出连接部，所述输入连接部的一端与一个所述信号提供端连接，所述输入连接部的另一端分别与所述两个输出连接部的一端连接，所述两个输出连接部的另一端分别与所述电极组中的两个电极连接。

其中，两个输出连接部的另一端连接两个相同的电极，例如连接两个第一电极，或连接两个第二电极。

在所述功分器中的功分结构和直连结构位于不同材料层，且所述功分结构的两个输出连接部分别与所述直连结构的重叠区域面积相同时，所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同；

或者，在所述功分器中的两个功分结构位于不同材料层，且一个所述功分结构的两个输出连接部分别与另一个所述功分结构的重叠区域面积相同时，一个所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同。

其中，输入连接部的一端为功分结构的输入端，输出连接部的另一端为功分结构的输出端。

其中，厚度是指图形化该输出连接部的金属层的厚度，面积是该输出连接部的表面积。

在功分器中的两个功分结构分层布置时，或者功分器中的功分结构和直连结构分层设置时，如果两个输出连接部和另一材料层中结构重叠的面积相等，则两个输出连接部受到的串扰影响相同，那么，此时只需将两个输出连接部设置成相同形状、厚度和面积，即可完成电信号的功分工作。

示例性地，所述功分结构包括一个输入连接部和两个输出连接部，所述输入连接部的一端与一个所述信号提供端连接，所述输入连接部的另一端分别与所述两个输出连接部的一端连接，所述两个输出连接部的另一端分别与所述电极组中的两个电极连接。

在所述功分器中的功分结构和直连结构位于不同材料层，且所述功分结构的两个输出连接部分别与所述直连结构的重叠区域面积不相同时，所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积中的至少一个不相同，或者，所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同，且所述功分结构与所述直连结构之间设有屏蔽金属层；

或者，在所述功分器中的两个功分结构位于不同材料层，且一个所述功分结构的两个输出连接部分别与另一个所述功分结构的重叠区域面积不相同时，一个所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积中的至少一个不相同，或者，一个所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同，且所述两个功分结构之间设有屏蔽金属层。

在该实现方式中，由于两个输出连接部和另一材料层中结构重叠的面积不同，两个输出连接部受到的串扰影响不相同，此时，需要通过改变其中一个输出连接部的形状和/或厚度和/或面积来改变串扰，从而使得输出连接部受到的串扰影响相同。或者，通过在中间增加屏蔽金属层，从而屏蔽重叠带来的串扰。因此，上述两种方式均可以保证功分结构的正常工作。

示例性地，所述输出连接部为折线型或弧线型或直线型。直线型、折线型、弧线型结构便于设计和制作；采用折线型、弧线型输出连接部，可以使得直连结构和功分结构位于不同的层时，输出连接部尽量的中部远离直连结构的连接点，避免距离过小造成的干扰。

可选地，所述光调制系统还包括阻抗匹配电阻，所述阻抗匹配电阻的两端分别与所述两个输出连接部连接。通过在两个输出连接部之间设置阻抗匹配电阻，能够实现功分结构两个输出连接部的阻抗匹配。

示例性地，所述光调制系统还包括封装基板，所述功分器制作于所述封装基板上，所述驱动器和所述光调制器贴装在所述封装基板上。一方面，在封装基板上制作功分器，能够便于功分器的设计和制作，另一方面，驱动器和光调制器通过贴装实现和功分器的连接，便于光调制系统的装配。

光调制器通常为多层结构，由于是多层结构，因此可以实现功分器双层布线的要求，例如，将功分结构与电极组同层布置，将直连结构布置在电极组的下方层中。

在该实现方式中，驱动器和光调制器均设置在封装基板上，封装基板本身为多层结构，从而可以保证功分器的双层走线需求。

示例性地，所述功分器与所述光调制器中的电极组一体成型。这种实现方式中，无需额外的制作工艺，即可完成功分器的制作，简化了整个光调制系统的制作。另外，由于光调制器和驱动器直接装配，虽然增加了功分器的结构，但没有额外增加装配过程。

示例性地，所述功分器位于所述驱动器内。这种实现方式中，光调制器和驱动器可以直接装配，虽然增加了功分器的结构，但没有额外增加装配过程。

示例性地，在驱动器具有两个信号提供端时，所述驱动器为运算放大器。相应地，所述光调制系统还包括信号源，所述运算放大器的输入端和所述信号源连接，从而对信号源的信号进行放大，然后提供给光调制器。

或者，所述驱动器为信号源。相比于前一种实现方式，该实现方式中的信号源能够提供足够强度的电信号，因而无需外接运算放大器。

在本申请另一种可能的实现方式中，所述驱动器中的信号提供端的数量等于所述电极组中的电极的数量，所述驱动器的信号提供端和所述电极组的电极一一对应连接。

示例性地，所述驱动器具有三个信号提供端，所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

示例性地，所述驱动器具有四个信号提供端，所述两个电极对中的两个第一电极分别与所述驱动器的两个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

在上述实现方式中，将驱动器的各个信号提供端和电极对中的各个电极一一对应连接，方便了驱动器和光调制器之间的走线。

示例性地，在驱动器具有三个或四个信号提供端时，所述驱动器为信号源。

可选地，所述光调制器还包括两个地电极，所述两个地电极分别位于所述电极组的两侧，每个所述地电极的一端分别与所述两个电极对中的各个电极的输出端连接，每个所述地电极的另一端接地。通过设置连接电极组的地电极，能够降低光调制器中的串扰。在电极组的两侧分别布置地电极，从而能够保证光波导的两个臂对应电极的信号平衡。

可选地，所述光调制器还包括与所述两个电极对中的多个电极对应的多个电阻，每个所述电阻的一端与对应的电极的输出端连接，每个所述电阻的另一端接地。在电极对和地之间接入电阻，作用是实现链路匹配，降低信号反射。

可选地，所述光调制系统还包括电容，所述电容的一端分别与所述两个电极对中的各个电极的输出端连接，所述电容的另一端接地。通过在电极和地之间设置电容，能够降低信号噪声。

可选地，所述光调制系统还包括与所述驱动器的多个信号提供端对应的多个电容，每个所述电容的一端与对应的信号提供端连接，每个所述电容的另一端与连接到对应的信号提供端的电极连接。通过在电极和信号提供端之间设置电容，能够隔离直流信号，降低信号噪声。

第二方面，本申请至少一实施例提供了一种光调制器，所述光调制器包括光波导和电极组，所述光波导包括两个臂；所述电极组包括用于分别给所述两个臂提供电场的两个电极对，每个所述电极对分别包括第一电极和第二电极，每个所述电极对的两个电极位于对应的所述臂的两侧；其中，所述两个电极对中的各个电极用于与同一驱动器连接。

示例性地，所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极用于与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极用于与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

示例性地，所述两个电极对中的两个第一电极用于与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极用于与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

示例性地，所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极用于与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别用于与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

示例性地，所述两个电极对中的两个第一电极分别用于与所述驱动器的两个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别用于与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

示例性地，所述电极组通过功分器和所述驱动器连接，且所述功分器与所述光调制器中的电极组一体成型。

示例性地，所述光调制器还包括两个地电极，所述两个地电极分别位于所述电极组的两侧，每个所述地电极的一端分别与所述两个电极对中的各个电极的输出端连接，每个所述地电极的另一端接地。

示例性地，所述光调制器还包括与所述两个电极对中的多个电极对应的多个电阻，每个所述电阻的一端与对应的电极的输出端连接，每个所述电阻的另一端接地。

附图说明

图1示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图2示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图3示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图4示出了本申请的一实施例提供的一种功分器的结构示意图；

图5示出了本申请的一实施例提供的一种功分器的结构示意图；

图6示出了本申请的一实施例提供的一种功分器的结构示意图；

图7示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图8示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图9示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图10示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图11示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图12示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图；

图13示出了本申请的一实施例提供的一种光通信系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于电性的连接，而是可以包括物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。

相关技术中，提供了一种采用差分调制方式的光调制系统，其中，光调制器的结构如下：光调制器包括光波导和电极组，光波导包括两个臂，电极组包括用于分别给两个臂提供电场的两个电极对，每个电极对分别包括第一电极和第二电极，每个电极对的两个电极位于对应的臂的两侧，两个电极对中的两个第一电极位于两个臂之间。该光调制系统包括两个驱动器，两个驱动器分别为两个电极对提供信号，每个驱动器提供一路正电压信号和一路负电压信号给一个电极对中的两个电极，一个电极对的两个电极实现对一个臂中光信号的差分调制。

上述光调制系统虽然能够实现差分调制，但是该光调制系统需要同时使用两个驱动器(例如运算放大器)，驱动器数量多，造成光调制系统的体积、成本和功耗高。

图1示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图1，光调制系统可以包括驱动器101和光调制器102，光调制器102可以包括光波导121和电极组122。

光波导121可以包括两个臂1210；电极组122包括用于分别给两个臂1210提供电场的两个电极对1220，每个电极对1220分别包括第一电极1221和第二电极1222，每个电极对1220的两个电极位于对应的臂1210的两侧，两个电极对1220中的两个第一电极1221位于两个臂1210之间。

其中，两个电极对1220中的各个电极与驱动器101连接。

在本申请实施例中，光调制系统由驱动器和光调制器构成，其中光调制器包括光波导和电极组，电极组包括负责给光波导的两个臂提供电场的两个电极对，每个电极对包括实现对一个臂中光信号的差分调制的两个电极，而两个电极对的各个电极均与上述驱动器连接。这样，通过将光调制器的各个电极连接同一驱动器，使得光调制系统在实现差分调制时，无需使用两个驱动器，而只需使用一个驱动器，从而减少光调制系统所需的驱动器数量，减小体积，降低系统成本和功耗。

示例性地，两个电极对1220中的第一电极1221位于光波导121的两个臂1210之间，两个电极对1220中的两个第二电极1222位于光波导121的两侧。

另外，本申请通过上述光调制系统实现差分调制，驱动器提供给光调制器的电信号幅度相比相关技术中非差分调制方案提供给光调制器的电信号幅度提升了1.7倍。

示例性地，光调制器102可以为马赫增德尔干涉仪(Mach-Zehnderinterferometer，MZI)调制器。

在本申请实施例中，第一电极和第二电极中的一个电极为正电极，第一电极和第二电极中的另一个电极为负电极。例如，第一电极为正电极，第二电极为负电极。再例如，第一电极为负电极，第二电极为正电极。为了便于描述，后续均以第一电极为正电极，第二电极为负电极为例进行举例，但并不构成对本申请的限制。

在本申请一种可能的实现方式中，第一电极或第二电极可以为一个独立的电极，例如图1所示的条状电极。在本申请另一种可能的实现方式中，第一电极或第二电极也可以是其他形状，或者第一电极或第二电极可以由多个子电极连接而成，例如，由多段子电极串联而成，或者多段子电极并联而成，或者是其他方式构成，本申请对此不做限制。

在本申请一种可能的实现方式中，驱动器可以包括两个信号提供端，例如包括一个正极信号提供端和一个负极信号提供端。在本申请另一种可能的实现方式中，驱动器可以包括三个信号提供端，例如包括一个正极信号提供端和两个负极信号提供端，或者包括一个负极信号提供端和两个正极信号提供端。在本申请又一种可能的实现方式中，驱动器可以包括四个信号提供端，例如包括两个正极信号提供端和两个负极信号提供端。

在上述实现方式中，正极信号提供端是指提供正电压信号的端子，用于和光调制器的正电极连接，给正电极提供正电压信号。负极信号提供端是指提供负电压信号的端子，用于和光调制器的负电极连接，给负电极提供正电压信号。

在本申请实施例中，驱动器的信号提供端可以是端子，或者接口，从而方便驱动器和光调制器的连接。

在本申请实施例中，驱动器中的信号提供端的数量不同，光调制器中电极的布置方式，以及光调制器和驱动器的连接方式也有所不同。

在本申请一种可能的实现方式中，驱动器101中的信号提供端110的数量小于电极组1220中的电极的数量。例如，驱动器包括2个信号提供端，电极组的电极数量为3或4。在这种实现方式中，驱动器101和光调制器102的连接需要使用功分器。

图2示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图2，光调制系统还可以包括功分器103，功分器103可以包括至少一个功分结构131，功分结构131可以具有一个输入端和两个输出端，功分结构131的输入端和一个信号提供端连接，功分结构131的两个输出端和电极组122中的两个电极连接。

功分结构131用于将所连接的信号提供端的电信号分成两路同相位同功率的信号，分别输出给所连接的电极组122中的两个电极。

在该实现方式，通过使用功分器可以将电极组中的两个电极连接到驱动器的同一个信号提供端，从而能够节约驱动器中的信号提供端的数量。功分器中的功分结构能够将所连接的信号提供端的电信号分成两路同相位同功率的信号，保证输出给所连接的两个电极的信号同相位同功率。通过功分结构实现单个驱动器差分驱动线性电光效应的光调制器，从而实现最大化调制摆幅与消光比。

再次参见图2，驱动器101可以具有两个信号提供端，功分器103可以包括一个功分结构131，功分器103还可以包括一个直连结构132。

在本申请实施例中，功分结构是指将一个信号提供端提供的电信号分成同相位同功率的两路，并分别输出给两个电极的结构。直连结构是指将一个信号提供端提供的电信号直接传输给一个电极的结构。

参见图2，两个电极对1220的第一电极1221相同，第一电极1221通过直连结构132与驱动器101的一个信号提供端连接，两个电极对1220中的两个第二电极1222通过功分结构131与驱动器101的另一个信号提供端连接。

其中，两个电极对1220的第一电极1221相同，也即是两个电极对1220共用同一个第一电极1221，该第一电极1221同时属于两个电极对，同时与两个第二电极1222形成电场。

示例性地，驱动器的一个信号提供端通过直连结构将负电压信号提供给第一电极，驱动器的另一个信号提供端通过功分结构将正电压信号提供给两个第二电极。

在该实现方式中，通过使用功分结构以及共用第一电极，使得驱动器只需要2个信号提供端即可，最大化节约信号提供端的数量，使得驱动器成本最低，功耗最小。另外，该实现方式只需要使用一个功分结构，功分器的结构简单，便于功分器的设计制作以及与驱动器和光调制器的连接。

图3示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图3，驱动器101可以具有两个信号提供端，功分器103可以包括两个功分结构131。

两个电极对1220中的两个第一电极1221通过两个功分结构131中的一个功分结构131与驱动器101的一个信号提供端连接，两个电极对1220中的两个第二电极1222通过两个功分结构131中的另一个功分结构131与驱动器101的另一个信号提供端连接。

示例性地，驱动器的一个信号提供端通过一个功分结构将负电压信号提供给两个第一电极，驱动器的另一个信号提供端通过另一个功分结构将正电压信号提供给两个第二电极。

在该实现方式中，通过使用两个功分结构，使得驱动器只需要2个信号提供端即可，最大化节约信号提供端的数量，使得驱动器成本最低，功耗最小。

值得说明的是，图2和图3中示出的光调制系统仅包括一个光调制器，此时通过一个功分器将一个驱动器的信号提供给一个光调制器，在其他实现方式中，当光调制系统包括多个光调制器时，可以通过多个功分器分别将一个驱动器的信号提供给多个光调制器。

如图2和图3所示，光调制系统还包括封装基板100，功分器103制作于封装基板100上，驱动器101和光调制器102贴装在封装基板100上。

当功分器103设置在封装基板100上时，功分器103与驱动器101及光调制器102可以分别通过贴装或走线等方式连接。

在贴装过程中，将驱动器101和光调制器102的接口与功分器103的接口(也即输入端和输出端)焊接。

在该实现方式中，驱动器101和光调制器102均设置在封装基板上，封装基板本身为多层结构，从而可以保证功分器103的双层走线需求。

示例性地，该封装基板100可以为印刷电路板(printed circuit board，PCB)或陶瓷基板。

在本申请实施例中，封装基板100由多个膜层构成，这多个膜层中包括至少两个金属层。功分器103采用金属层制作而成，示例性地，功分器103可以采用两层或者多层金属层制作而成。

示例性地，功分器103制作于封装基板100上，功分器103可以采用封装基板100上的两层金属图形化而成。

如图2和图3所示，由于两个电极对1220中的两个第二电极1222通过功分结构131与驱动器101的另外一个信号提供端连接，为了避免功分结构131和另一个功分结构131同层接触，或者功分结构131和直连结构132同层接触，功分器103可以采用两层或者多层金属层图形化得到。例如，功分器103中的两个功分结构131位于不同材料层，或者，功分器103中的功分结构131和直连结构132位于不同材料层。例如图2中，功分结构131和直连结构132位于不同材料层。再例如图3中，两个功分结构131位于不同材料层。

这里，功分器103中的两个功分结构131位于不同材料层，或者，功分器103中的功分结构131和直连结构132位于不同材料层，是指两个功分结构131位于不同金属层，或者功分结构131和直连结构132位于不同金属层。

这里的不同层主要是指所在金属层的膜层位置不同，不同金属层的材料可以相同或不同。

图4示出了本申请的一实施例提供的一种功分器的结构示意图。参见图4，功分结构131可以包括一个输入连接部1311和两个输出连接部1312，输入连接部1311的一端与信号提供端连接，输入连接部1311的另一端同时与两个输出连接部1312的一端连接，两个输出连接部1312的另一端分别与电极组122中的两个电极连接。

图4示出的是，功分结构131和直连结构132位于不同材料层，且功分结构131的两个输出连接部1311分别与功分器103中的直连结构132的重叠区域面积相同时，功分结构131的两个输出连接部1311的形状、厚度和面积均相同。

相应地，在功分器包括两个功分结构131，两个功分结构131位于不同材料层，且一个功分结构131的两个输出连接部1311分别与另一个功分结构131的重叠区域面积相同时，一个功分结构131的两个输出连接部1311的形状、厚度和面积也均相同。

在本申请实施例中，功分结构131的输入连接部负责接收信号提供端提供的电信号，两个输出连接部负责将输入连接部接收到的电信号分成相同的两部分，分别提供给两个电极。

在功分器中的两个功分结构分层布置时，或者功分器中的功分结构和直连结构分层设置时，如果两个输出连接部和另一材料层中结构重叠的面积相等，则两个输出连接部受到的串扰影响相同，那么，此时只需将两个输出连接部设置成相同形状、厚度和面积，即可完成电信号的功分工作。

在这里，重叠区域面积相等既可以指不重叠(重叠区域面积均为0)，也可以是指有重叠(重叠区域面积大于0)且重叠区域面积相同，这里不做进一步解释。

在本申请实施例中，重叠区域可以是指在垂直于电极所在层表面的方向上存在交叠的区域。

图5示出了本申请的一实施例提供的一种功分器的结构示意图。参见图5，功分结构131包括一个输入连接部1311和两个输出连接部1312，输入连接部1311的一端与信号提供端连接，输入连接部1311的另一端同时与两个输出连接部1312的一端连接，两个输出连接部1312的另一端分别与电极组122中的两个电极连接。

图5示出的是，功分结构131和直连结构132位于不同材料层，且功分结构131的两个输出连接部1311分别与功分器103中的直连结构132的重叠区域面积不相同时，功分结构131的两个输出连接部的形状、厚度和面积中的至少一个不相同。

相应地，在功分器包括两个功分结构131，两个功分结构131位于不同材料层，且一个功分结构131的两个输出连接部1312分别与功分器103中的另一个功分结构132的重叠区域面积不相同时，一个功分结构131的两个输出连接部的形状、厚度和面积中的至少一个不相同。

示例性地，如图5所示，两个输出连接部的厚度相同，重叠区域面积大的输出连接部1312的面积小于重叠区域面积小的输出连接部1312的面积。

例如图5中，位于右侧的输出连接部1312与直连结构131的重叠面积大于位于左侧的输出连接部1312与直连结构131的重叠面积，相应地，位于右侧的输出连接部1312的面积小于位于左侧的输出连接部1312的面积。图5中位于右侧的输出连接部1312相邻虚线框表示的区域，即为位于右侧的输出连接部1312相比于左侧的输出连接部1312少的部分。

在其他实现方式中，在功分器中的功分结构和直连结构位于不同材料层，且功分结构的两个输出连接部分别与直连结构的重叠区域面积不相同时，功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同，且功分器中的功分结构和直连结构之间设有屏蔽金属层；

或者，在功分器中的两个功分结构位于不同材料层，且一个功分结构的两个输出连接部分别与另一个功分结构的重叠区域面积不相同时，一个功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同，且功分器中的两个功分结构之间设有屏蔽金属层。

在该实现方式中，由于两个输出连接部和另一材料层中结构重叠的面积不同，两个输出连接部受到的串扰影响不相同，此时，需要通过改变其中一个输出连接部的形状和/或面积来改变串扰，从而使得输出连接部受到的串扰影响相同。或者，通过在中间增加屏蔽金属层，从而屏蔽重叠带来的串扰。因此，上述两种方式均可以保证功分结构的正常工作。

如图4和图5所示，输出连接部1312可以为折线型，功分结构整体为Y型，折线型结构便于设计和制作。

图6示出了本申请的一实施例提供的一种功分器的结构示意图。参见图6，输出连接部1312可以为弧线型。如图6所示，直连结构132和功分结构131位于不同的层。以功分结构131位于表面层，直连结构132位于功分结构131下方的层，二者之间布置有绝缘层(图中未示出)为例，直连结构132需要在功分结构131相同层布置连接点1320，直连结构132两端通过穿过绝缘层上的过孔连接两个连接点1320。此时，采用弧线型输出连接部1312，可以使得输出连接部1312的中部尽量远离两个连接点1320，避免距离过小造成的干扰。

在其他实现方式中，输出连接部1312也可以为直线型，在此不做赘述。

图7示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图7，功分器103与光调制器102中的电极组122一体成型。也即在制作电极组122的同时制成功分器103。这种实现方式，相当于减少了光调制器的输入端，从而使得一个驱动器101能够为电极组122的各个电极提供信号驱动。

这里的一体成型是指功分器103的至少部分结构和电极组122一体成型，例如功分器103的至少部分结构和电极组122可以采用相同的金属层，然后通过同一次图形化工艺得到。

示例性地，光调制器102还可以包括基板1020，光波导121、电极组122和功分器103均制作于基板1020上。由于功分器103和电极组122均制作于基板1020上，因此功分器103和光调制器102中的电极组122可以一体成型，功分器103和驱动器101可以通过贴装等方式连接。

在本申请实施例中，光调制器102通常为多层结构，由于是多层结构，因此可以实现功分器的布线要求，例如，将功分结构与电极组同层布置，将直连结构布置在电极组的下方层中。

示例性地，光调制器102可以包括基板1020以及依次层叠在基板上的第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层、第二金属层和保护层。其中，基板可以为硅基板，第一绝缘层、第二绝缘层可以为二氧化硅层。

其中，直连结构可以位于第一金属层，电极组和功分结构可以位于第二金属层，光波导与第二金属层同层，光波导的厚度小于金属层的厚度。

例如图7所示，功分器103包括直连结构和功分结构。制作时，先制作直连结构位于第一金属层的一部分，然后在第二金属层制作电极组时，同时制作功分结构以及直连结构经过过孔连接到电极组的另一部分，从而实现电极组和功分结构的一体化。

在本申请一种可能的实现方式中，光波导可以为铌酸锂薄膜光波导。该光调制器也即铌酸锂薄膜调制器，铌酸锂薄膜调制器具有线性的电光效应，可以实现很高带宽的调制，能够实现高速光发送。

在其他可能的实现方式中，该光调制器也可以为其他有机高分子聚合物调制器或者其他线性效应的调制器。

值得说明的是，图7中的功分器结构也可以采用图4至图6或者其他形式的功分器替换。

图7示出了功分器的详细结构，在其他附图中为了附图简洁，功分器仅以线条示出，其他附图中的功分器的结构形式可以如图4至图7所示，或者采用其他形式的功分器实现。

再次参见图7，该光调制系统还可以包括阻抗匹配电阻R1，阻抗匹配电阻R1的两端分别与两个输出连接部1312连接。通过在两个输出连接部1312之间设置阻抗匹配电阻R1，能够实现功分结构两个输出连接部的阻抗匹配。

值得说明的是，在其他附图所示的光调制系统中，同样也可以设置阻抗匹配电阻R1。

示例性地，阻抗匹配电阻R1的取值范围可以为50至150欧姆，例如，阻抗匹配电阻R1的取值为100欧姆。

图8示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图8，功分器103位于驱动器101内。

例如，驱动器103为芯片结构，该芯片结构在设计和制作时，同时设计和制作驱动器电路和功分器。这种实现方式，相当于增加了驱动器101的信号提供端，从而使得一个驱动器101能够为电极组122的各个电极提供信号驱动。

在本申请一种可能的实现方式中，如图2至图3、图7至图8所示，驱动器101可以为运算放大器。相应地，光调制系统还可以包括信号源，运算放大器的输入端和信号源连接，从而对信号源的信号进行放大，然后提供给光调制器。将运算放大器的至少两个信号提供端同时利用起来，提高对驱动资源的利用效率。

值得说明的是，当光调制系统包括封装基板时，信号源也可以贴装在封装基板上。

图9示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。

在本申请另一种可能的实现方式中，如图9所示，驱动器101可以为信号源。相比于前一种实现方式，该实现方式中的信号源能够提供足够强度的电信号，因而无需外接运算放大器。

示例性地，信号源可以为光数字信号处理器(optical digital signalprocessor，ODSP)。

示例性地，信号源可以为串行解串器(Serdes)芯片。

参见图9，该信号源具有2个端口。在其他实现方式中，该信号源可以具有更多的端口，例如具有3个或4个端口。

在本申请另一种可能的实现方式中，驱动器101中的信号提供端110的数量等于电极组122中的电极的数量。例如，驱动器包括3个信号提供端，电极组的电极数量为3；或者，驱动器包括4个信号提供端，电极组的电极数量为4。

图10示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图10，驱动器101中的信号提供端的数量等于电极组122中的电极的数量。驱动器101的信号提供端和电极组122的电极一一对应连接。

再次参见图10，驱动器101可以具有三个信号提供端110。

两个电极对1220的第一电极1221相同，第一电极1221与驱动器101的一个信号提供端连接，两个电极对1220中的两个第二电极1222分别与驱动器101的另外两个信号提供端连接。

在该实现方式中，驱动器可以通过三个直连结构和三个电极一一对应连接，需要说明的是，在该实现方式中，并不存在功分结构，因此上述三个直连结构也并未构成功分器。

示例性地，驱动器的一个信号提供端通过一个直连结构将正电压信号提供给第一电极，驱动器的另两个信号提供端分别通过两个直连结构将负电压信号提供给两个第二电极。

其中，另两个信号提供端提供的负电压信号可以相同。

值得说明的是，具有三个信号提供端的驱动器101也可以通过功分器连接具有四个电极的电极组，例如，该功分器包括一个功分结构和两个直连结构，一个信号提供端通过功分结构连接两个电极(例如第一电极或第二电极)，另外两个信号提供端分别通过两个直连结构连接另外两个电极(例如第二电极或第一电极)。

由于已经使用具有三端口的信号提供端，这种情况下通常使用图10的连接方式，连接更加方便，整个系统结构更加简单。

图11示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图11，驱动器101可以具有四个信号提供端110。

两个电极对1220中的两个第一电极1221分别与驱动器101的两个信号提供端连接，两个电极对1220中的两个第二电极1222分别与驱动器101的另外两个信号提供端连接。

在该实现方式中，驱动器可以通过四个直连结构和四个电极一一对应连接，需要说明的是，在该实现方式中，并不存在功分结构，因此上述四个直连结构也并未构成功分器。

示例性地，驱动器的两个信号提供端分别通过两个直连结构将正电压信号提供给两个第一电极，驱动器的另两个信号提供端分别通过两个直连结构将负电压信号提供给两个第二电极。

其中，两个信号提供端提供的正电压信号可以相同，另两个信号提供端提供的负电压信号可以相同。

如图10和图11所示，驱动器101可以为信号源。

如图2至图3、图7至图11所示，光调制器102还可以包括两个地电极123，两个地电极123分别位于电极组122的两侧。

每个地电极123的一端分别与两个电极对1220中的各个电极的输出端连接，每个地电极123的另一端接地。通过设置连接电极组的地电极，能够降低光调制器中的串扰。在电极组的两侧分别布置地电极，从而能够保证光波导的两个臂对应电极的信号平衡。

在本申请附图中，两个地电极所连接的地在图中的位置虽然不同，但实际相同，附图中仅仅为了便于走线。例如，两个地电极均通过封装基板接地。

如图2至图3、图7至图11所示，光调制器102还可以包括与两个电极对1220中的多个电极对应的多个电阻R2。

每个电阻R2的一端与对应的电极的输出端连接，每个电阻R2的另一端接地。在电极对和地之间接入电阻，作用是实现链路匹配，降低信号反射。

在一种可能的实现方式中，电极组中电极的数量和电阻R2数量相同，电极和电阻R2一一对应。在其他可能的实现方式中，电极和电阻R2也可以采用一对多的方式布置，这里不做赘述。

图12示出了本申请的一实施例提供的一种光调制系统的结构示意图。参见图12，光调制系统还可以包括电容C1。

电容C1的一端分别与两个电极对1220中的各个电极的输出端连接，电容C1的另一端接地。通过在电极和地之间设置电容，能够降低信号噪声。

如图12所示，电容C1连接在电阻R2和地电极123之间，通过电阻R2连接的各个电极的输出端，通过地电极123接地。

图12给出的是一种电容的设置方式，在另一种可能的实现方式中，如图2至图3、图7至图11所示，光调制系统还可以包括与驱动器101的多个信号提供端对应的多个电容C2。

每个电容C2的一端与对应的信号提供端连接，每个电容C2的另一端与连接到对应的信号提供端的电极连接。通过在电极和信号提供端之间设置电容，能够隔离直流信号，降低信号噪声。

本公开实施例还提供了一种光调制器，该光调制器包括光波导和电极组，光波导包括两个臂；电极组包括用于分别给两个臂提供电场的两个电极对，每个电极对分别包括第一电极和第二电极，每个电极对的两个电极位于对应的臂的两侧；其中，两个电极对中的各个电极用于与同一驱动器连接。

该光调制器的结构可以参考图1至图3、图7至图12任一幅中的光调制器，这里不做赘述。

可选地，电极组通过功分器和驱动器连接，且功分器与光调制器中的电极组一体成型。

图13示出了本申请的一实施例提供的一种光通信系统的结构示意图。参见图13，该光通信系统包括光源10、光调制系统20、光纤30和接收机40。其中，光源10发出的光经过光调制系统20调制得到光信号，光信号通过光纤30传输到接收机40，实现传输。接收机40接收后对光信号进行后端信号处理。

其中，光调制系统20为如图1至图12任一幅所示的光调制系统。

以上所述仅为本申请的可选实施例，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (29)

1.一种光调制系统，其特征在于，所述光调制系统包括驱动器和光调制器，所述光调制器包括光波导和电极组，

所述光波导包括两个臂；

所述电极组包括用于分别给所述两个臂提供电场的两个电极对，每个所述电极对分别包括第一电极和第二电极，每个所述电极对的两个电极位于对应的所述臂的两侧；

其中，所述两个电极对中的各个电极与所述驱动器连接。

2.根据权利要求1所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器中的信号提供端的数量小于所述电极组中的电极的数量，

所述光调制系统还包括功分器，所述功分器包括至少一个功分结构，所述功分结构具有一个输入端和两个输出端，所述功分结构的输入端和一个所述信号提供端连接，所述功分结构的两个输出端和所述电极组中的两个电极连接，

所述功分结构用于将所连接的信号提供端的电信号分成两路同相位同功率的信号，分别输出给所连接的所述电极组中的两个电极。

3.根据权利要求2所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器具有两个信号提供端，所述功分器包括一个功分结构，所述功分器还包括一个直连结构，

所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极通过所述直连结构与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极通过所述功分结构与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

4.根据权利要求2所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器具有两个信号提供端，所述功分器包括两个功分结构，

所述两个电极对中的两个第一电极通过所述两个功分结构中的一个功分结构与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极通过所述两个功分结构中的另一个功分结构与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

5.根据权利要求2至4任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述功分器中的两个功分结构位于不同材料层，或者，所述功分器中的功分结构和直连结构位于不同材料层。

6.根据权利要求5所述的光调制系统，其特征在于，所述功分结构包括一个输入连接部和两个输出连接部，所述输入连接部的一端与一个所述信号提供端连接，所述输入连接部的另一端分别与所述两个输出连接部的一端连接，所述两个输出连接部的另一端分别与所述电极组中的两个电极连接，

在所述功分器中的功分结构和直连结构位于不同材料层，且所述功分结构的两个输出连接部分别与所述直连结构的重叠区域面积相同时，所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同；

或者，在所述功分器中的两个功分结构位于不同材料层，且一个所述功分结构的两个输出连接部分别与另一个所述功分结构的重叠区域面积相同时，一个所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同。

7.根据权利要求5所述的光调制系统，其特征在于，所述功分结构包括一个输入连接部和两个输出连接部，所述输入连接部的一端与一个所述信号提供端连接，所述输入连接部的另一端分别与所述两个输出连接部的一端连接，所述两个输出连接部的另一端分别与所述电极组中的两个电极连接，

在所述功分器中的功分结构和直连结构位于不同材料层，且所述功分结构的两个输出连接部分别与所述直连结构的重叠区域面积不相同时，所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积中的至少一个不相同，或者，所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同，且所述功分结构与所述直连结构之间设有屏蔽金属层；

或者，在所述功分器中的两个功分结构位于不同材料层，且一个所述功分结构的两个输出连接部分别与另一个所述功分结构的重叠区域面积不相同时，一个所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积中的至少一个不相同，或者，一个所述功分结构的两个输出连接部的形状、厚度和面积均相同，且所述两个功分结构之间设有屏蔽金属层。

8.根据权利要求6或7所述的光调制系统，其特征在于，所述输出连接部为折线型、弧线型或直线型。

9.根据权利要求6至8任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述光调制系统还包括阻抗匹配电阻，

所述阻抗匹配电阻的两端分别与所述两个输出连接部连接。

10.根据权利要求2至9任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述光调制系统还包括封装基板，所述功分器制作于所述封装基板上，所述驱动器和所述光调制器贴装在所述封装基板上。

11.根据权利要求2至9任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述功分器与所述光调制器中的电极组一体成型。

12.根据权利要求2至9任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述功分器位于所述驱动器内。

13.根据权利要求2至12任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器为运算放大器，所述光调制系统还包括信号源，所述运算放大器的输入端和所述信号源连接；

或者，所述驱动器为信号源。

14.根据权利要求1所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器中的信号提供端的数量等于所述电极组中的电极的数量，

所述驱动器的信号提供端和所述电极组的电极一一对应连接。

15.根据权利要求14所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器具有三个信号提供端，

所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

16.根据权利要求14所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器具有四个信号提供端，

所述两个电极对中的两个第一电极分别与所述驱动器的两个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

17.根据权利要求14至16任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述驱动器为信号源。

18.根据权利要求1至17任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述光调制器还包括两个地电极，所述两个地电极分别位于所述电极组的两侧，

每个所述地电极的一端分别与所述两个电极对中的各个电极的输出端连接，每个所述地电极的另一端接地。

19.根据权利要求1至18任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述光调制器还包括与所述两个电极对中的多个电极对应的多个电阻，

每个所述电阻的一端与对应的电极的输出端连接，每个所述电阻的另一端接地。

20.根据权利要求1至19任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述光调制系统还包括电容，

所述电容的一端分别与所述两个电极对中的各个电极的输出端连接，所述电容的另一端接地。

21.根据权利要求1至19任一项所述的光调制系统，其特征在于，所述光调制系统还包括与所述驱动器的多个信号提供端对应的多个电容，

每个所述电容的一端与对应的信号提供端连接，每个所述电容的另一端与连接到对应的信号提供端的电极连接。

22.一种光调制器，其特征在于，所述光调制器包括光波导和电极组，

所述光波导包括两个臂；

所述电极组包括用于分别给所述两个臂提供电场的两个电极对，每个所述电极对分别包括第一电极和第二电极，每个所述电极对的两个电极位于对应的所述臂的两侧；

其中，所述两个电极对中的各个电极用于与同一驱动器连接。

23.根据权利要求22所述的光调制器，其特征在于，所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极用于与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极用于与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

24.根据权利要求22所述的光调制器，其特征在于，所述两个电极对中的两个第一电极用于与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极用于与所述驱动器的另一个信号提供端连接。

25.根据权利要求22所述的光调制器，其特征在于，所述两个电极对的第一电极相同，所述第一电极用于与所述驱动器的一个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别用于与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

26.根据权利要求22所述的光调制器，其特征在于，所述两个电极对中的两个第一电极分别用于与所述驱动器的两个信号提供端连接，所述两个电极对中的两个第二电极分别用于与所述驱动器的另外两个信号提供端连接。

27.根据权利要求23或24任一项所述的光调制器，其特征在于，所述电极组通过功分器和所述驱动器连接，且所述功分器与所述光调制器中的电极组一体成型。

28.根据权利要求22至27任一项所述的光调制器，其特征在于，所述光调制器还包括两个地电极，所述两个地电极分别位于所述电极组的两侧，

每个所述地电极的一端分别与所述两个电极对中的各个电极的输出端连接，每个所述地电极的另一端接地。

29.根据权利要求22至28任一项所述的光调制器，其特征在于，所述光调制器还包括与所述两个电极对中的多个电极对应的多个电阻，

每个所述电阻的一端与对应的电极的输出端连接，每个所述电阻的另一端接地。