一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

相干光模块包括光源和相干组件，光源与相干组件连接。光源发出的光入射至相干组件中，并在相干组件内部将该激光进行分束处理，其中一束作为发射光进入相干组件内部的相干调制器中实现电光信号转换，转换后的高速光信号从光发射接口输出；另一束作为本振光，与从光接收接口输入进相干组件的高速光信号进行相干解调完成光电信号转换。

目前的光源采用半导体增益芯片与分离滤波器联合实现波长可调。但由于光源中需要将多个分离元器件耦合封装，且这些分离元器件的占用空间较大，使得目前的光源的尺寸较大，不满足生产需求。

发明内容

本申请提供了一种光模块，使得光源满足生产需求。

一种光模块，包括：

光源包括第一固定架、第二固定架、底座和上盖体；

第一固定架、第二固定架、底座和上盖体围城一个腔体；

光学组件，位于腔体内，包括半导体增益芯片和硅光芯片；

硅光芯片，用于接收半导体增益芯片发射的光束并从光束中筛选特定波长光束；

硅光芯片包括：

输入耦合器，用于接收半导体增益芯片发射的光束，并发射特定波长光束至半导体增益芯片；

定向耦合器，与输入耦合器连接；

波长可调光组件，用于从光束中筛选特定波长光束；

波长传感器，和波长可调光组件均与定向耦合器连接；

第五功率监控器，和第六功率监控器分别与波长传感器连接，与所述波长传感器及所述第六功率监控器组成波长锁定光组件，以使波长锁定光组件根据第五监控探测器的光功率与第六监控探测器的光功率比值实现波长锁定。

有益效果：本申请提供了一种光模块，包括光源。光源包括第一固定架、第二固定架、底座和上盖体。第一固定架、第二固定架、底座和上盖体围城一个腔体。腔体内设置有光学组件，光学组件包括半导体增益芯片和硅光芯片。硅光芯片用于接收半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束，并从光束中筛选特定波长光束，还用于将特定波长光束发射至半导体增益芯片。半导体增益芯片与硅光芯片组成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射，使得谐振腔发射特定波长光束。硅光芯片包括输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件、波长传感器、第五功率监控器和第六功率监控器，定向耦合器分别与输入耦合器、波长可调光组件及波长传感器通过光波导连接，波长传感器还与第五功率监控器及第六功率监控器通过光波导连接。输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件、波长传感器、第五功率监控器和第六功率监控器集成于硅光芯片上，节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求。输入耦合器用于接收半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束，并发射特定波长光束至半导体增益芯片。定向耦合器用于将特定波长光束分光束。波长可调光组件用于从一个波长范围的光束中筛选出特定波长光束，以实现波长可调功能。波长传感器、第五功率监控器和第六功率监控器组成波长锁定光组件，波长锁定光组件根据第五功率监控器的光功率与第六功率监控器的光功率比值来表征特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定功能。当特定波长光束偏离预设波长光束时，通过调整波长可调光组件以使特定波长光束未偏离预设波长光束。本申请中，输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件和波长锁定光组件集成于硅光芯片上，节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求；波长可调光组件和波长锁定光组件配合，以使光源输出的特定波长光束未偏离预设波长光束。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光通信系统的连接关系图；

图2为光网络终端的结构图；

图3为根据一些实施例的一种光模块结构图；

图4为根据一些实施例的光模块分解结构图；

图5为根据一些实施例的除去壳体和解锁部件的光模块结构图；

图6为根据一些实施例的光纤适配器、光源、相干组件和电路板结构图；

图7为根据一些实施例的除去壳体和解锁部件的光模块分解结构图；

图8为根据一些实施例的光纤绕架的第一角度的结构图；

图9为根据一些实施例的光纤绕架的第二角度的结构图；

图10为根据一些实施例的光源的结构图；

图11为根据一些实施例的光源的分解图；

图12为根据一些实施例的第一支撑板的结构图；

图13为根据一些实施例的第二支撑板的第一角度的结构图；

图14为根据一些实施例的第二支撑板的第二角度的结构图；

图15为根据一些实施例的第二电路板的结构图；

图16为根据一些实施例的光源的结构图；

图17为根据一些实施例的光源的分解图；

图18为根据一些实施例的除去上盖体、光学组件和内部光纤适配器的光源的结构图；

图19为根据一些实施例的除去上盖体、光学组件和内部光纤适配器的光源的分解图；

图20为根据一些实施例的第二固定架的结构图；

图21为根据一些实施例的第一固定架的结构图；

图22为根据一些实施例的光源的第一剖面图；

图23为根据一些实施例的光源的第二剖面图；

图24为根据一些实施例的第一种光源的结构图；

图25为根据一些实施例的第二种光源的结构图；

图26为根据一些实施例的第三种光源的结构图；

图27为根据一些实施例的第四种光源的结构图；

图28为根据一些实施例的第五种光源的结构图；

图29为根据一些实施例的第一种硅光芯片的结构图；

图30为根据一些实施例的波长传感器的滤波曲线图；

图31为根据一些实施例的第六种光源的结构图；

图32为根据一些实施例的第二种硅光芯片的结构图；

图33为根据一些实施例的第三种硅光芯片的结构图；

图34为本申请实施例示出的一种相干组件；

图35为本申请实施例示出的一种相干组件分解示意图；

图36为本申请示例的一种载板结构示意图；

图37为本申请示例的一种盖壳的结构示意图一；

图38为本申请示例的一种盖壳的结构示意图二；

图39为本申请示例的光纤接头与相干组件连接剖面示意图；

图40为本申请示例的一种光纤固定件的结构示意图一；

图41为光纤固定件的结构示意图二；

图42为本申请示例的一种相干光芯片的结构示意图；

图43为本申请示例的一种相干光芯片的结构示意图二；

图44为本申请示例中提出的一种相干光芯片表面植球布局；

图45为本申请提供的一种相干光芯片结构示意图三；

图46为本申请提供的一种相干光芯片结构示意图四；

图47为本申请提供的一种相干光芯片结构示意图五；

图48为本申请实施例提供的一种非均衡分光器的结构示意图；

图49为本申请示例的一种相干光芯片结构示意图六；

图50为本申请示例的一种相干光芯片结构示意图七。

具体实施方式

光通信系统中，使用光信号携带待传输的信息，并使携带有信息的光信号通过光纤或光波导等信息传输设备传输至计算机等信息处理设备，以完成信息的传输。由于光通过光纤或光波导传输时具有无源传输特性，因此可以实现低成本、低损耗的信息传输。此外，光纤或光波导等信息传输设备传输的信号是光信号，而计算机等信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号，因此为了在光纤或光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光通信技术领域中实现上述光信号与电信号的相互转换功能。光模块包括光口和电口，光模块通过光口实现与光纤或光波导等信息传输设备的光通信，通过电口实现与光网络终端(例如，光猫)之间的电连接，电连接主要用于供电、I2C信号传输、数据信息传输以及接地等；光网络终端通过网线或无线保真技术(Wi-Fi)将电信号传输给计算机等信息处理设备。

图1为光通信系统的连接关系图。如图1所示，光通信系统包括远端服务器1000、本地信息处理设备2000、光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103。

光纤101的一端连接远端服务器1000，另一端通过光模块200与光网络终端100连接。光纤本身可支持远距离信号传输，例如数千米(6千米至8千米)的信号传输，在此基础上如果使用中继器，则理论上可以实现无限距离传输。因此在通常的光通信系统中，远端服务器1000与光网络终端100之间的距离通常可达到数千米、数十千米或数百千米。

网线103的一端连接本地信息处理设备2000，另一端连接光网络终端100。本地信息处理设备2000可以为以下设备中的任一种或几种：路由器、交换机、计算机、手机、平板电脑、电视机等。

远端服务器1000与光网络终端100之间的物理距离大于本地信息处理设备2000与光网络终端100之间的物理距离。本地信息处理设备2000与远端服务器1000之间的连接由光纤101与网线103完成；而光纤101与网线103之间的连接由光模块200和光网络终端100完成。

光模块200包括光口和电口，光口被配置为接入光纤101，从而使得光模块200与光纤101建立双向的光信号连接；电口被配置为接入光网络终端100中，从而使得光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。光模块200实现光信号与电信号的相互转换，从而使得光纤101与光网络终端100之间建立信息连接。示例地，来自光纤101的光信号由光模块200转换为电信号后输入至光网络终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块200转换为光信号输入至光纤101中。由于光模块200是实现光信号与电信号相互转换的工具，不具有处理数据的功能，在上述光电转换过程中，信息并未发生变化。

光网络终端100包括大致呈长方体的壳体(housing)，以及设置在壳体上的光模块接口102和网线接口104。光模块接口102被配置为接入光模块200，从而使得光网络终端100与光模块200建立双向的电信号连接；网线接口104被配置为接入网线103，从而使得光网络终端100与网线103建立双向的电信号连接。光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接。示例地，光网络终端100将来自光模块200的电信号传递给网线103，将来自网线103的电信号传递给光模块200，因此光网络终端100作为光模块200的上位机，可以监控光模块200的工作。光模块200的上位机除光网络终端100之外还可以包括光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)等。

远端服务器1000通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103，与本地信息处理设备2000之间建立了双向的信号传递通道。

图2为光网络终端的结构图，为了清楚地显示光模块200与光网络终端100的连接关系，图2仅示出了光网络终端100的与光模块200相关的结构。如图2所示，光网络终端100还包括设置于壳体内的电路板105，设置在电路板105表面的笼子106，设置在笼子106上的散热器107，以及设置在笼子106内部的电连接器。电连接器被配置为接入光模块200的电口；散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。

光模块200插入光网络终端100的笼子106中，由笼子106固定光模块200，光模块200产生的热量传导给笼子106，然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后，光模块200的电口与笼子106内部的电连接器连接，从而光模块200与光网络终端100建议双向的电信号连接。此外，光模块200的光口与光纤101连接，从而光模块200与光纤101建立双向的光信号连接。

图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图。图4为根据一些实施例的光模块分解结构图。图5为根据一些实施例的除去壳体和解锁部件的光模块结构图。图6为根据一些实施例的光纤适配器、光源、相干组件和电路板结构图。如图3-6所示，光模块200包括壳体(shell)，设置于壳体内的电路板300、光源401、相干组件500、DSP芯片600和光纤绕架700。

壳体包括上壳体201和下壳体202，上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的上述壳体；壳体的外轮廓一般呈现方形体。

在本公开的一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011，盖板2011盖合在下壳体202的两个下侧板2022上，以形成上述壳体。

在一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011以及位于盖板2011两侧、与盖板2011垂直设置的两个上侧板，由两个上侧板与两个下侧板2022结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口204和205的连线所在的方向可以与光模块200的长度方向一致，也可以与光模块200的长度方向不一致。例如，开口204位于光模块200的端部(图3的右端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。或者，开口204位于光模块200的端部，而开口205则位于光模块200的侧部。开口204为电口，电路板300的金手指从电口204伸出，插入上位机(例如，光网络终端100)中；开口205为光口，被配置为接入外部光纤101，以使外部光纤101连接光模块200内部的光源401。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光源401等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202对这些器件形成封装保护。此外，在装配电路板300和光源401等器件时，便于这些器件的定位部件、散热部件以及电磁屏蔽部件的部署，有利于自动化地实施生产。

在一些实施例中，上壳体201及下壳体202一般采用金属材料制成，利于实现电磁屏蔽以及散热。

在一些实施例中，光模块200还包括位于其壳体外部的解锁部件，解锁部件被配置为实现光模块200与上位机之间的固定连接，或解除光模块200与上位机之间的固定连接。

示例地，解锁部件位于下壳体202的两个下侧板2022的外壁上，具有与上位机笼子(例如，光网络终端100的笼子106)匹配的卡合部件。当光模块200插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里；拉动解锁部件时，解锁部件的卡合部件随之移动，进而改变卡合部件与上位机的连接关系，以解除光模块200与上位机的卡合关系，从而可以将光模块200从上位机的笼子里抽出。

电路板300包括电路走线、电子元件及芯片，通过电路走线将电子元件和芯片按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等功能。电子元件例如包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)。芯片例如包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、激光驱动芯片、限幅放大器(limiting amplifier)、时钟数据恢复(Clock and Data Recovery，CDR)芯片、电源管理芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片。

电路板300一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳地承载上述电子元件和芯片；当光源位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳地承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中。

电路板300还包括形成在其端部表面的金手指，金手指由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中，由金手指与笼子106内的电连接器导通连接。金手指可以仅设置在电路板300一侧的表面(例如图4所示的上表面)，也可以设置在电路板300上下两侧的表面，以适应引脚数量需求大的场合。金手指被配置为与上位机建立电连接，以实现供电、接地、I2C信号传递、数据信号传递等。

当然，部分光模块中也会使用柔性电路板。柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，以作为硬性电路板的补充。例如，硬性电路板与光源之间可以采用柔性电路板连接。

电路板300包括第一电路板301、第二电路板302和第三电路板303，第一电路板301和第二电路板302均为硬性电路板，第三电路板303为柔性电路板，第二电路板302堆叠放置于第一电路板301靠近光源401的一端，第二电路板302位于第一电路板301与上壳体201之间，第一电路板301与第二电路板302通过第三电路板303连接。

光源401，与第二电路板302连接，用于发射预设特定波长光束。具体的，光源401包括半导体增益芯片和硅光芯片，半导体增益芯片发射一个波段范围的光束，硅光芯片从一个波段范围的光束中筛选出特定波长光束，硅光芯片和半导体增益芯片形成谐振腔，特定波长光束在硅光芯片与半导体增益芯片之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。

光模块还包括发射光纤适配器800和接收光纤适配器801。发射光纤适配器800用于发射高速光信号，接收光纤适配器801用于接收高速光信号。

相干组件500，放置于电路板上，用于实现高速光电信号的转换。具体的，相干组件500包括光发射接口、光接收接口和本振光接口，光发射接口伸出第一光纤，光接收接口伸出第二光纤，本振光接口伸出第三光纤，光发射接口与发射光纤适配器800连接，光接收接口与接收光纤适配器801连接，本振光接口与光源401连接。相干组件通过光发射接口、光接收接口和本振光接口分别与发射光纤适配器、接收光纤适配器及光源401连接，相干组件500还与DSP芯片600连接。

光源401发出的窄线宽和高功率激光通过本振光接口输入进相干组件500中，并在相干组件500内部将该激光进行分束处理，其中一束作为发射光束，进入相干组件内部的相干调制器中，在DSP芯片600的高速电信号驱动下实现电光信号转换，转换后的高速光信号从模块的光发射接口输出；另一束作为本振光束，与从模块光接收端口输入进相干组件500的高速光信号进行相干解调，解调后的电信号进入DSP芯片600中进行信号处理，从而完成光电信号转换。其中，窄线宽和高功率激光为特定波长光束。

光源401还包括内部光纤适配器，内部光纤适配器伸出第一光纤，本振光接口伸出本振光纤，第一光纤与本振光纤熔接连接，以使内部光纤适配器与本振光接口连接。发射光纤适配器800伸出第二光纤，光发射接口伸出发射光纤，第二光纤与发射光纤熔接连接，以使发射光纤适配器800与光发射接口连接。接收光纤适配器801伸出第三光纤，光接收接口伸出接收光纤，第三光纤与接收光纤熔接连接，以使接收光纤适配器801与光接收接口连接。

由于两根光纤熔接时有一定的失败率，为了保证两根光纤最后熔接成功，需要预留一定的光纤长度，以便两根光纤在熔接失败后可以继续熔接。又由于第一光纤与本振光纤熔接连接的连接点位于内部光纤适配器附近，第二光纤与发射光纤熔接连接的连接点位于发射光纤适配器800附近，第三光纤与接收光纤熔接连接的连接点位于接收光纤适配器801附近，则第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤的长度较长。

光纤绕架700，用于固定光纤。具体的，由于电路板300设置有高频信号线和很多器件，所以光纤不能直接铺设在电路板300的表面。又由于第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤的长度较长，为了防止上壳体压损第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤，因此，在相干组件500与上壳体201之间设置有固定光纤的光纤绕架700。

第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤均整齐固定于光纤绕架700上，不仅避免了上壳体压损第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤，还避免了光纤直接铺设在电路板300的表面造成的信号串扰问题。

图8为根据一些实施例的光纤绕架的第一角度的结构图。图9为根据一些实施例的光纤绕架的第二角度的结构图。如图4-9可知，在一些实施例中，光纤绕架700包括两个第一支撑腿701和两个第二支撑腿702，第一支撑腿701卡合于第一电路板301的卡接口处，第二支撑腿702与第一电路板301的上表面连接，两个第一支撑腿701对称设置于光纤绕架700的两侧，两个第二支撑腿702对称设置于光纤绕架700的两侧，第二支撑腿702相对于第一支撑腿701更靠近光源401。

如图4-9可知，在一些实施例中，光纤绕架700的外表面设置有第一凸起703、第二凸起704、第三凸起705、第四凸起706和第五凸起707。第一凸起703和第二凸起704位于光纤绕架700远离光源401的一端，第三凸起705、第四凸起706和第五凸起707位于光纤绕架700靠近光源401的一端。第一凸起703、第二凸起704、第三凸起705、第四凸起706和第五凸起707分别与光纤绕架700的侧边之间设置有第一置物槽，第一凸起703和第二凸起704之间设置有第二置物槽708，所有凸起中除第一凸起703和第二凸起704之间外任意两个凸起之间的置物槽均为第一置物槽，第二置物槽708相对于第一置物槽更凹陷。

本振光纤、发射光纤和接收光纤经相干组件500均由相干组件500伸出，并经第四凸起706与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽伸入光纤绕架700。

本振光纤依次经第一凸起703与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第二凸起704与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第三凸起705与第五凸起707之间的第一置物槽→第三凸起705与第四凸起706之间的第一置物槽→第二凸起704与第一凸起703之间的第二置物槽708。

本振光纤也可在第三凸起705与第四凸起706之间的第一置物槽之后，再依次经第二凸起704与第三凸起705之间的第一置物槽→第三凸起705与第五凸起707之间的第一置物槽→第三凸起705与第四凸起706之间的第一置物槽→第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第二凸起704与第一凸起703之间的第二置物槽708。

第一次光纤依次经第四凸起706与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第一凸起703与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第二凸起704与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第三凸起705与第五凸起707之间的第一置物槽→第三凸起705与第四凸起706之间的第一置物槽→第二凸起704与第三凸起705之间的第一置物槽→第三凸起705与第五凸起707之间的第一置物槽→第三凸起705与第四凸起706之间的第一置物槽→第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第一凸起703与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第二凸起704与第一凸起703之间的第二置物槽708。

发射光纤依次经第一凸起703与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第二凸起704与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽固定后，再经第五凸起707与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽伸出光纤绕架700，并与第二光纤于发射光纤适配器800附近熔接连接。

接收光纤依次经第一凸起703与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第二凸起704与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽→第五凸起707与第三凸起705之间的第一置物槽固定后，再经第四凸起706和第五凸起707之间的第一置物槽伸出光纤绕架700，并与第三光纤于接收光纤适配器801附近熔接连接。

结合上述描述可知，第一光纤与本振光纤熔接连接的熔接点位于第二置物槽708内。为了保护第一光纤与本振光纤熔接连接的熔接点，在一些实施例中，第二置物槽708内设置有保护套，该保护套用于保护第一光纤和本振光纤熔接的熔接点，防止第一光纤和本振光纤熔接的熔接点断裂。

由于第一光纤和本振光纤熔接的熔接点位于第二置物槽708内，为了增加第一光纤和本振光纤可以熔接的次数，以确保熔接成功，第三凸起705的形状为圆柱体，且第三凸起705的周长小于(第一凸起703与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽、第二凸起704与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽、第三凸起705与光纤绕架700的侧边之间的第一置物槽的长度之和)。

光纤未沿第三凸起705缠绕时，第一光纤和本振光纤熔接失败需要再次熔接时，需要截断的第一光纤或者本振光纤的长度为第一光纤或者本振光纤绕整个绕纤架700一圈的长度。光纤沿第三凸起705缠绕后，第一光纤和本振光纤熔接失败需要再次熔接时，需要截断的第一光纤或者本振光纤的长度为第一光纤或者本振光纤绕第三凸起705一圈的长度。

例如，当没有设置第三凸起705，第一光纤和本振光纤熔接失败需要再次熔接时，需要截断的第一光纤的长度可能是100㎜；当设置有第三凸起705，第一光纤和本振光纤熔接失败需要再次熔接时，需要截断的第一光纤的长度可能是50㎜。

为了将第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤固定于光纤绕架700内，在光纤绕架700的多个凸起与光纤绕架700的侧边设置有卡接条，卡接条的一端与光纤绕架700的凸起的表面连接，卡接条的另一端与光纤绕架700的侧边的表面连接。

卡接条的存在，使得第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤固定于光纤绕架700内，避免由于第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤脱离光纤绕架700造成的光纤损坏。

如图4-9可知，在一些实施例中，光纤绕架700的内表面设置有第三置物槽709和第四置物槽710，第三置物槽709和第四置物槽710均由光纤绕架700的内表面向内凹陷形成，第三置物槽709相对于第四置物槽710更凹陷，第三置物槽709位于光纤绕架700靠近光源401的一端，第四置物槽710位于光纤绕架700远离光源401的一端。第三置物槽709用于放置相干组件500，第四置物槽710用于放置DSP芯片600。其中，第三置物槽709的形状与相干组件500的形状相同。

如图4-9可知，在一些实施例中，光纤绕架700的内表面还设置有第五置物槽711。第五置物槽711相对于第三置物槽709更靠近光源401，第五置物槽711用于放置相干组件500的接口，第三置物槽709相对于第五置物槽711更凹陷。

图10为根据一些实施例的光源的结构图。图11为根据一些实施例的光源的分解图。图12为根据一些实施例的第一支撑板的结构图。图13为根据一些实施例的第二支撑板的第一角度的结构图。图14为根据一些实施例的第二支撑板的第二角度的结构图。图15为根据一些实施例的第二电路板的结构图。如图4-15可知，在一些实施例中，光源组件400包括光源401、第一支撑板402、第二支撑板403和第二电路板302。具体的，

光源401的侧边设置有多个金属管脚，第二电路板302的侧边设置有多个管脚焊盘，金属管脚与管脚焊盘对应设置，光源401与第二电路板302通过金属管脚与管脚焊盘实现电连接。

第二电路板302上设置有两个第一通孔3022，第二支撑板403上设置有两个第二通孔4032，第一通孔3022与第二通孔4032对应设置，第一通孔3022与第二通孔4032通过螺钉连接，以实现第二电路板302与第二支撑板403连接。

第二支撑板403上还设置有一个第三通孔4033，第一支撑板402上设置有一个第四通孔4024，第三通孔4033与第四通孔4024对应设置，第三通孔4033与第四通孔4024通过螺钉连接，以实现第一支撑板402与第二支撑板403连接。

第二支撑板403上还设置有第五通孔4031，第五通孔4031与上壳体201的盖板2011上的通孔对应设置，第五通孔4031与上壳体201的盖板2011上的通孔通过螺钉连接，以实现第二支撑板403与上壳体201连接。

第一支撑板402上还设置有支撑板本体4022、第一支撑凸起4021和第二支撑凸起4023，第一支撑凸起4021和第二支撑凸起4023均由支撑板本体4022向上凸起得到，第一支撑凸起4021相对于第二支撑凸起4023更凸出，第一支撑凸起4021上设置有第四通孔4024，第二支撑凸起4023与光源401的下表面连接。

第二支撑凸起4023为散热胶。散热胶的存在，不仅将光源401与第一支撑板402连接，还可将光源401的热量散发出。

第二支撑板403还设置有第六置物槽4034和第七置物槽4035。第六置物槽4034和第七置物槽4035均由第二支撑板403的内表面向内凹陷形成，第六置物槽4034和第七置物槽4035部连通，第六置物槽4034与第二电路板302连接，第七置物槽4035与光源401的上表面连接。

第二电路板302朝向光源401的一边设置有第一缺口3021，该第一缺口3021所在的侧边设置有多个管脚焊盘。该缺第一口3021内可放置第一支撑板402和光源401，第一缺口3021的长度尺寸大于光源401的长度尺寸。

如图4-15可知，在一些实施例中，光源组件400还包括散热垫片404。散热垫片404，位于上壳体201的盖板2011与第二支撑板403之间，用于将光源组件400的热量经上壳体201散发出光模块外。

目前的光源采用半导体增益芯片与分离滤波器联合实现波长可调。但由于光源中需要将多个分离元器件耦合封装，且这些分离元器件的占用空间较大，使得目前的光源的尺寸较大，不满足生产需求。

为了解决这个问题，在一些实施例中，提出了一种光源。该光源包括半导体增益芯片和硅光芯片，半导体增益芯片用于发射一个波长范围的光束。硅光芯片内集成有波长可调光组件和波长锁定光组件，波长可调光组件用于从半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束中筛选出特定波长光束，以实现波长可调功能；波长锁定光组件用于判断特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定功能。如果特定波长光束偏离预设波长光束，通过调整波长可调光组件的折射率使得波长可调光组件筛选出的特定波长光束未偏离预设波长光束。半导体增益芯片与硅光芯片组成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。硅光芯片内集成有波长可调光组件和波长锁定光组件，不仅使得光源可实现波长可调和波长锁定功能；还节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求。

图16为根据一些实施例的光源的结构图。图17为根据一些实施例的光源的分解图。图18为根据一些实施例的除去上盖体、光学组件和内部光纤适配器的光源的结构图。图19为根据一些实施例的除去上盖体、光学组件和内部光纤适配器的光源的分解图。图20为根据一些实施例的第二固定架的结构图。图21为根据一些实施例的第一固定架的结构图。图22为根据一些实施例的光源的第一剖面图。图23为根据一些实施例的光源的第二剖面图。如图4-23可知，在一些实施例中，光源401包括第一固定架4011、第二固定架4012、上盖体4013、底座4014和内部光纤适配器4016。第一固定架4011设置有第二缺口40111和插入孔40112，第二缺口40111和插入孔40112分别位于第一固定架4011的两端，第二固定架4012卡接于第一固定架4011的第二缺口40111处，内部光纤适配器4016放置于插入孔40112内。第二固定架4012靠近第二电路板302的一面设置有多个金属管脚4015。多个金属管脚4015与第二电路板302上的多个管脚焊盘焊接。第一固定架4011与第二固定架4012、上盖体4013和底座4014围城一个腔体，该腔体内设置有光学组件405。

如图4-23可知，在一些实施例中，底板4014上设置有两个半导体制冷器40141，两个半导体制冷器40141上设置有陶瓷基板40142，陶瓷基板40142上设置有光学组件405。光学组件405放置于陶瓷基板40142上，便于控制光学组件405的温度。

如图4-23可知，在一些实施例中，光学组件405包括半导体增益芯片4051、硅光芯片4052、第一透镜4053、隔离器4054、第二透镜4055、半导体放大芯片4056、第三透镜4057、分束器4058、第一功率监控器4059和第四透镜4060。具体的，

半导体增益芯片4051，位于第四透镜4060与第一透镜4053之间，用于发射一个波长范围的光束。硅光芯片4052，位于第四透镜4060的一侧，用于接收一个波长范围的光束，并在一个波长范围的光束中筛选出特定波长光束；还用于将特定波长光束射入半导体增益芯片4051。硅光芯片4052与半导体增益芯片4051组成一个谐振腔，特定波长光束在硅光芯片4052与半导体增益芯片4051之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。

硅光芯片4052用于在一个波长范围的光束中筛选出特定波长光束。具体的，硅光芯片4052内集成有波长可调光组件和波长锁定光组件，波长可调光组件用于从半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束中筛选出特定波长光束，以实现波长可调功能；波长锁定光组件用于判断特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定功能。如果特定波长光束偏离预设波长光束，通过调整波长可调光组件的折射率使得波长可调光组件筛选出的特定波长光束未偏离预设波长光束。半导体增益芯片与硅光芯片组成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。硅光芯片内集成有波长可调光组件和波长锁定光组件，不仅使得光源可实现波长可调和波长锁定功能；还节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求。

第一透镜4053，位于半导体增益芯片4051与隔离器4054之间，用于将特定波长光束准直。具体的，第一透镜4053为准直透镜，准直透镜将特定波长光束准直。

隔离器4054，位于第一透镜4053与第二透镜4055之间，用于防止入射至第二透镜4055的光束反射回半导体增益芯片4051内，以降低光路反射带来的影响，进而降低光源组件400的噪声水平。

第二透镜4055，位于隔离器4054与半导体放大芯片4056之间，用于将经隔离器4054的特定波长光束汇聚耦合至半导体放大芯片4056内。具体的，第二透镜4055为汇聚透镜，汇聚透镜将经隔离器4054的特定波长光束汇聚耦合至半导体放大芯片4056内。

半导体放大芯片4056，位于准直透镜4057与第三透镜4057之间，用于将特定波长光束进行功率放大，以提高特定波长光束的光功率。

由于半导体放大芯片4056进行功率放大，则设置有半导体放大芯片4056的光源发射的特定波长光束的光功率远高于未设置有半导体放大芯片4056的光源发射的光束的光功率。

第三透镜4057，位于半导体放大芯片4056与分束器4058之间，用于将特定波长光束准直。具体的，第三透镜4057为准直透镜，准直透镜将经半导体放大芯片4056放大后的特定波长光束准直。

分束器4058，位于第三透镜4057与内部光纤适配器4016之间，用于将特定波长光束分为两路，一路耦合至第一功率监控器4059中，一路耦合至内部光纤适配器4016中。

分束器是可将一束光束分成两束光束或者多少光束的光学装置，通常由金属膜或者介质膜构成。最常见的形状是立方体，由两个三角形玻璃棱镜制成，它们使用聚酯，环氧树脂或聚氨酯类粘合剂在基体上胶合在一起。调整树脂层的厚度，使得通过一个“端口”(即，立方体的面)入射的光的(一定波长)的一半被反射，另一半由于全部内反射而被继续传输。诸如沃拉斯顿棱镜的偏振分束器使用双折射材料，将光分成不同极化的光束。另一种设计是使用半镀银镜，一片玻璃或塑料，透明薄的金属涂层，现在通常由铝蒸气沉积铝。控制沉积物的厚度，使得以45度角入射并且不被涂层吸收的光的部分(通常为一半)被透射，其余部分被反射。

第一功率监控器4059，位于分束器4058与第二固定架4012之间，用于对特定波长光束的光功率实时监控。具体的，当特定波长光束的光功率小于预设光功率范围时，增大半导体放大芯片4056的放大倍数，以使特定波长光束的光功率位于预设光功率范围。当特定波长光束的光功率大于预设光功率范围时，缩小半导体放大芯片4056的放大倍数，以使特定波长光束的光功率位于预设光功率范围。

在一些实施例中，通过第一功率监控器4059对特定波长光束的光功率实时监控和调整半导体放大芯片4056的放大倍数，使得光源发射的特定波长光束的光功率在预设光功率范围内。

第四透镜4060，位于半导体增益芯片4051与硅光芯片4052之间，用于将半导体增益芯片4051输出的一个波长范围的光束准直。

如图4-23可知，在一些实施例中，内部光纤适配器4016内设置有第六透镜40161和光窗40162。光窗40162相对于第六透镜40161更靠近分束器4058。特定波长光束经分束器4058分为两路，一路经光窗40162入射至内部光纤适配器4016，经第六透镜40161聚焦耦合至内部光纤适配器4016的光纤插芯内。

根据上述介绍的光学组件405和内部光纤适配器4016的介绍，光学组件405可分为以下下几种。

图24为根据一些实施例的第一种光学组件的光路图。如图24可知，在一些实施例中，光学组件405包括半导体增益芯片4051、硅光芯片4052和第一透镜4053，半导体增益芯片4051位于硅光芯片4052与第一透镜4053之间，第一透镜4053位于半导体增益芯片4051与内部光纤适配器之间。

光源内除硅光芯片4052之外的其他元器件均放置于硅光芯片4052的一侧，有效节省了光源的空间，使得光源的尺寸更小，进而使得光源更容易满足生产需求。

半导体增益芯片4051用于发射一个波长范围的光束。硅光芯片4052用于接收一个波长范围的光束，并在一个波长范围的光束中筛选特定波长光束；还用于将特定波长光束射入半导体增益芯片4051。半导体增益芯片4051和硅光芯片4052形成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片4051与硅光芯片4052之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。第一透镜4053用于将半导体增益芯片4051发射的特定波长光束耦合至内部光纤适配器中。

半导体增益芯片4051和硅光芯片4052形成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片4051与硅光芯片4052之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。具体的，由于半导体增益芯片采用III-V族增益材料加工而成，包含两个光波导端面，其中一个端面采用倾斜波导结构，并且镀有增透膜，以实现极低的光场反射率，用于与硅光芯片的输入耦合器进行耦合，便于特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射；另一个端面采用直波导结构，并且镀有一定反射率的反射膜，用以实现光场反射和透射功能，便于当特定波长光束振荡到一定程度时半导体增益芯片4051发射特定波长光束。

图25为根据一些实施例的第二种光学组件的光路图。如图25可知，在一些实施例中，光学组件405还包括隔离器4054和第二透镜4055，隔离器4054位于第一透镜4053与第二透镜4055之间，第二透镜4055位于隔离器4054与内部光纤适配器4016之间。

图26为根据一些实施例的第三种光学组件的光路图。如图26可知，在一些实施例中，光学组件405还包括半导体放大芯片4056和第三透镜4057，半导体放大芯片4056位于第二透镜4055与第三透镜4057之间，第三透镜4057位于半导体放大芯片4056与内部光纤适配4016之间。

图27为根据一些实施例的第四种光学组件的光路图。如图27可知，在一些实施例中，光学组件405还包括分束器4058和第一功率监控器4059，分束器4058位于第三透镜4057与内部光纤适配4016之间，第一功率监控器4059位于分束器4058的一侧。

图28为根据一些实施例的第五种光学组件的光路图。如图27可知，在一些实施例中，光学组件405还包括第四透镜4060，第四透镜4060位于半导体增益芯片4051与硅光芯片4052之间，半导体增益芯片4051位于第四透镜4060与第一透镜4053之间。

图29为根据一些实施例的第一种硅光芯片的结构图。图30为根据一些实施例的波长传感器的滤波曲线图。如图29-30可知，在一些实施例中，第一种硅光芯片包括输入耦合器40521、定向耦合器40522、调相器40523、第一功分器40524、第一滤波器40526、第二滤波器40527、第四功率监控器40529、波长传感器405216、垂直耦合器405217、第五功率监控器405218和第六功率监控器405219。输入耦合器40521、定向耦合器40522、调相器40523、第一功分器40524、第一滤波器40526、第二滤波器40527、第四功率监控器40529、波长传感器405216、垂直耦合器405217、第五功率监控器405218和第六功率监控器405219均由硅光芯片利用CMOS工艺加工形成。具体的，

输入耦合器40521，设置于硅光芯片4052的一侧端面处，用于接收半导体增益芯片4051发射的一个波长范围的光束，还用于将硅光芯片4052筛选出的特定波长光束输出至硅光芯片4052外侧。

特定波长光束在硅光芯片4052与半导体增益芯片4051之间来回反射，使得半导体增益芯片4051和硅光芯片4052形成一个谐振腔，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。

在一些实施例中，输入耦合器40521采用倾斜波导设计，即输入耦合器40521的光波导与硅光芯片4052的端面成一定角度设置，如此半导体增益芯片发射的光束由右上方射入输入耦合器40521时，部分光束可能会在硅光芯片4052的端面发生反射，反射后的光束会由右上方射出，而不会原路返回半导体增益芯片内，从而降低了硅光芯片端面光反射对半导体增益芯片的影响。

由于半导体增益芯片一个端面采用倾斜波导结构，那么输入耦合器40521与半导体增益芯片的倾斜波导结构在光路方向上平行设置，以使半导体增益芯片与硅光芯片相匹配，降低输入耦合器40521光场的反射，用以提高光束的质量。具体的，可将输入耦合器40521与半导体增益芯片的倾斜波导结构在光路方向上平行设置，以使输入耦合器40521输出的特定波长光束的出射角度为20°。

定向耦合器40522，位于调相器40523与输入耦合器40521之间，用于分光束。具体的，定向耦合器40522的第一端与输入耦合器40521通过光波导连接，定向耦合器40522的第二端与调相器40523通过光波导连接，定向耦合器40522的第三端与第四功率监控器40529通过光波导连接，定向耦合器40522的第四端与波长传感器405216的第一端通过光波导连接。定向耦合器40522将输入的特定波长光束分出三路光束，第一路光束经第一光波导传输至输入耦合器40521，再经输入耦合器40521输出到硅光芯片4052的外侧；第二路光束经光波导传输至第四功率监控器40529，以供第四功率监控器40529监测特定波长光束的光功率；第三路光束经光波导传输至波长传感器405216，以供波长锁定。

调相器40523，位于定向耦合器40522与第一功分器40524之间，用于调整谐振腔支持光束的波长，以配合第一滤波器40526和第二滤波器40527筛选出的特定波长光束与谐振腔内的光束重合。具体的，调相器40523的第一端与定向耦合器40522的第二端通过光波导连接，调相器40523的第二端与第一功分器40524通过光波导连接。调相器40523上设置有加热器，通过改变加热器，改变调相器40523的腔长，进而改变谐振腔的腔长，使得谐振腔支持的某个波长的光束与两个滤波器筛选出的特定波长光束重合。

第一功分器40524，位于第一滤波器40526与调相器40523之间，用于分光束，还用于合光束。具体的，

第一功分器40524的第一端与调相器40523的第二端通过光波导连接，第一功分器40524的第二端与第一滤波器40526通过光波导连接，第一功分器40524的第三端与第二滤波器40527通过光波导连接。

功分器一般指功率分配器。功率分配器是将一种将一路输入信号能量分成两路或者多路输出相等或者不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。

第一功分器40524可将经调相器40523输入至的一路光束分为两路光束，其中一路光束先经第一滤波器40526再经第二滤波器40527，另一路光束先经第二滤波器40527再经第一滤波器40526。第一功分器40524还可将先经第一滤波器40526再经第二滤波器40527筛选出的特定波长光束和先经第二滤波器40527再经第一滤波器40526筛选出的特定波长光束合为一束特定波长光束。

第一功分器40524的分光比是50％：50％。具体的，第一功分器40524将一路光束按50％：50％分为两路光束，这两路光束经第一滤波器40526和第二滤波器40527筛选后再返回至第一功分器40524，根据光路可逆原理可知，理论上除经第一滤波器40526、第二滤波器40527和光波导的损耗之外的其他损耗为零。第一功分器40524将一路光束按20％：80％分为两路光束，这两路光束经第一滤波器40526和第二滤波器40527筛选后再返回至第一功分器40524，根据光路可逆原理可知，理论上经第一滤波器40526、第二滤波器40527和光波导的损耗之外的其他损耗为大于零。因此，为了尽量减少光束损耗，在一些实施例中，第一功分器40524的分光比是50％：50％。

第一滤波器40526，与第二滤波器40527配合，以从半导体增益芯片4051发射的一个波段范围的光束中筛选特定波长光束。具体的，第一滤波器与功分器通过第一直光波导耦合连接，第二滤波器与第一滤波器通过第二直光波导耦合连接，第二滤波器与第一功分器通过第三直光波导耦合连接。第一滤波器40526与第二滤波器40527均为微环结构，但二者具有不同的周长，使得第一滤波器40526和第二滤波器40527筛选出的光束的波长不同。基于游标效应，只有当第一滤波器40526筛选出的光束与第二滤波器40527筛选出的光束的波长重合时，硅光芯片4052筛选出的光束才为特定波长光束。

第一功分器40524的第二端与第一直光波导连接，第一直光波导与第一滤波器40526耦合连接，第一滤波器40526和第二滤波器40527分别与第二直光波导耦合连接，第二滤波器40527与第三直光波导耦合连接，第一功分器40524的第二端与第三直光波导连接。

第一滤波器40526和第二滤波器40527筛选特定波长光束的过程如下：

一个波段范围的光束经第一直光波导的输入端(靠近第一功分器40524)入射，当光束传输至第一直光波导与第一滤波器40526的第一耦合区时，部分光束耦合进入第一滤波器40526，剩余的部分光束由第一直光波导的输出端(远离第一功分器40524)输出。进入第一滤波器40526中传播的光束经第二直光波导与第一滤波器40526组成的第二耦合区时，部分光束耦合进入第二直光波导，剩余的部分光束仍在第一滤波器40526中传播。当在第一滤波器40526中传播的光束满足第一滤波器40526的谐振条件mλ＝nl时发生谐振从而得到相干增强，第二直光波导从第一滤波器40526得到的光束的光功率也会增大，而不满足谐振条件的光束在第一直光波导的输出端输出。其中，λ为光束的波长，l为第一滤波器的周长，n为第一滤波器的有效折射率，m为正整数。即满足第一滤波器40526的谐振条件的光束才能被第一滤波器40526筛选出来耦合至第二直光波导。

当光束传输至第二直光波导与第二滤波器40527的第三耦合区时，部分光束耦合进入第二滤波器40527，剩余的部分光束由第二直光波导的第二输出端输出。进入第二滤波器40527中传播的光束经第三直光波导与第二滤波器40527组成的第四耦合区时，部分光束耦合进入第三直光波导，剩余的部分光束仍在第二滤波器40527中传播。当在第二滤波器40527中传播的光束满足第二滤波器405276的谐振条件mλ＝nl时，发生谐振从而得到相干增强，第三直光波导从第二滤波器40527得到的光束的光功率也会增大，而不满足谐振条件的光在第二直光波导的第二输出端输出。其中，λ为光束的波长，l为第二滤波器的周长，n为第二滤波器的有效折射率，m为正整数。即满足第二滤波器40527的谐振条件的光束才能被第二滤波器40527筛选出来耦合至第三直光波导。此时，第三直光波导接收的光束为特定波长光束。

以上为先经第一滤波器40526再经第二滤波器40527筛选出的特定波长光束的过程。同理可知，先经第二滤波器40527再经第一滤波器40526筛选出的特定波长光束的过程如下：

一个波段范围的光束经第三直光波导的输入端(靠近第一功分器40524)入射，当光束传输至第三直光波导与第二滤波器40527的第四耦合区时，部分光束耦合进入第二滤波器40527，剩余的部分光束由第三直光波导的输出端(远离第一功分器40524)输出。进入第二滤波器40527中传播的光束经第二直光波导与第二滤波器40527组成的第三耦合区时，部分光束耦合进入第二直光波导，剩余的部分光束仍在第二滤波器40527中传播。当在第二滤波器40527中传播的光束满足第二滤波器40527的谐振条件mλ＝nl时，发生谐振从而得到相干增强，第二直光波导从第二滤波器40527得到的光束的光功率也会增大，而不满足谐振条件的光在第三直光波导的输出端输出。

当光束传输至第二直光波导与第一滤波器40526的第二耦合区时，部分光束耦合进入第一滤波器40526，剩余的部分光束由第二直光波导的第一输出端输出。进入第一滤波器40526中传播的光束经第一直光波导与第一滤波器40526组成的第一耦合区时，部分光束耦合进入第一直光波导，剩余的部分光束仍在第一滤波器40526中传播。当在第一滤波器40526中传播的光束满足第一滤波器40526的谐振条件mλ＝nl时，发生谐振从而得到相干增强，第一直光波导从第一滤波器40526得到的光束的光功率也会增大，而不满足谐振条件的光在第二直光波导的第一输出端输出。此时，第一直光波导接收的光束为特定波长光束。

第一滤波器40526与第二滤波器40527均为微环结构，但二者具有不同的周长，根据谐振条件可知，第一滤波器40526和第二滤波器40527筛选出的光束的波长不同。基于游标效应，只有当第一滤波器40526筛选出的光束与第二滤波器40527筛选出的光束重合时，硅光芯片4052筛选出的光束才为特定波长光束。

第一滤波器40526、第二滤波器40527和调相器40523组成波长可调光组件。波长可调光组件用于从半导体增益芯片4051发射的一个波段范围的光束中筛选出特定波长光束。

第一滤波器40526和第二滤波器40527能够从半导体增益芯片4051发射的一个波段范围的光束中筛选特定波长光束，这个波长值是由第一滤波器40526和第二滤波器40527本身特性决定的。但是半导体增益芯片与硅光芯片组成的谐振腔会根据自身腔结构选择支持多个不同波长的光束，谐振腔支持的多个波长的光束与两个滤波器筛选出的光束不一定重合。如果谐振腔支持的多个波长的光束与两个滤波器筛选出的特定波长光束不重合时，可以通过改变调相器的折射率改变调相器的腔长，进而改变谐振腔的腔长，使得谐振腔支持的某个波长的光束与特定波长光束重合，以使谐振腔发射特定波长光束。

第四功率监控器40529，用于监测特定波长光束的光功率，以实现监控半导体增益芯片4051耦合特定波长光束的光功率。具体的，第四功率监控器40529与定向耦合器40522的第三端通过光波导连接。第四功率监控器40529监测经定向耦合器40522分出的第二路光束的光功率，进而监控经定向耦合器40522分出的输入至半导体增益芯片4051的第一路光束的光功率。

在半导体增益芯片4051耦合特定波长光束的光功率时，实时流经监控第四功率监控器40529的光电流值。给半导体增益芯片4051施加固定电流，调节半导体增益芯片4051和硅光芯片4052的相对位置，使得流经第四功率监控器40529的光电流值会随着耦合位置的不同而变化。其中，光电流最大的位置即是耦合光功率最大的位置。

波长传感器405216，第一端还与垂直耦合器405217通过光波导连接，第二端分别与第五功率监控器405218和第六功率监控器405219通过光波导连接，用于测量特定波长光束是否变化，即特定波长光束是否偏离预设波长光束。

波长传感器405216具有温度不敏感特性。当硅光芯片温度变化时，波长传感器405216的滤波曲线基本保持不变。故，可将波长传感器405216作为测量特定波长光束是否变化的器件。

第五功率监控器405218，和第六功率监控器405219，分别用于监控波长传感器405216输出端输出光束的光功率。

波长传感器405216、第五功率监控器405218和第六功率监控器405219组成波长锁定光组件，以实现波长锁定。具体的，第五功率监控器405218监测的光功率记为P

根据P

举例，设定预设波长光束的波长为1549.7。当波长传感器405216输入端输入光束的波长为1549.7nm，P

在一些实施例中，也可根据P

根据P

垂直耦合器405217，用于将硅光芯片4052外侧的光束耦合至硅光芯片4052内，以测试波长传感器405216的滤波特性。具体的，由于硅光芯片实际加工过程的材料及工艺误差容易造成波长传感器405216的相位发生偏差，进而改变波长传感器405216的滤波特性。当波长传感器405216的滤波特性发生改变时，认为特定波长光束不是预设波长光束。为了避免这个问题，需要在光模块使用之前测试波长传感器405216的滤波特性。硅光芯片4052外侧的预设波长光束经垂直耦合器405217耦合至硅光芯片4052内，并经垂直耦合器405217与波长传感器405216之间的光波导入射至波长传感器405216。当P

如图29所示，波长传感器405216包括第一分光器4052161、第一调制臂4052163、第二调制臂4052164和第二分光器4052162。具体的，

第一分光器4052161，第一端分别与定向耦合器40522的第四端及垂直耦合器405217通过光波导连接，第二端分别与第一调制臂4052163及第二调制臂4052164的第一端连接，用于将定向耦合器40522或者垂直耦合器405217传输的光束分为两束，并将两束光束分别传输给第一调制臂4052163和第二调制臂4052164。具体的，

第一分光器4052161的第一端包括第一输入口和第二输入口，第一分光器4052161的第二端包括第一输出口和第二输出口，第一输入口与定向耦合器40522的第四端通过光波导连接，第二输入口与垂直耦合器405217通过光波导连接，第一输出口与第一调制臂4052163的第一端连接，第二输出口与第二调制臂4052164的第一端连接。

第二分光器4052162，第一端分别与第一调制臂4052163及第二调制臂4052164的第二端连接，第二端还分别与第五功率监控器405218及第六功率监控器405219通过光波导连接，用于将第一调制臂4052163和第二调制臂4052164上的光束耦合为一束光束，还用于将一束光束分为两束。其中，一束光束经光波导进入第五功率监控器405218，以被第五功率监控器405218监控；另一束光束经光波导进入第六功率监控器405219，以被第六功率监控器405219监控。具体的，

第二分光器4052162的第一端包括第三输入口和第四输入口，第二分光器4052162的第二端包括第三输出口和第四输出口，第三输入口与第一调制臂4052163的第二端连接，第四输入口与第二调制臂4052164的第二端连接，第三输出口与第五功率监控器405218通过光波导连接，第四输出口与第六功率监控器405219通过光波导连接。

第一分光器4052161和第二分光器4052162均是利用干涉原理实现分光与合光。

第一分光器4052161和第二分光器4052162的分光比相等。具体的，当第一分光器4052161和第二分光器4052162的分光比相差较大时，容易造成光束损耗。为了减少光束损耗，在一些实施例中，将第一分光器4052161和第二分光器4052162的分光比设计为近似相等。但为了进一步减少光束损耗，可将第一分光器4052161和第二分光器4052162的分光比设计为相等，且第一分光器4052161的分光比为50％：50％，第二分光器4052162的分光比也为50％：50％。

同一时刻，定向耦合器40522和垂直耦合器405217传输的光束仅有一束耦合至第一分光器4052161。例如，T1时刻，定向耦合器40522传输的光束耦合至第一分光器4052161；T2时刻，垂直耦合器405217传输的光束耦合至第一分光器4052161。

第一调制臂4052163，第一端与第一分光器4052161的第二端连接，第二端与第二分光器4052162的第一端连接。

第二调制臂4052164，第一端与第一分光器4052161的第二端连接，第二端与第二分光器4052162的第一端连接。

其中，第一调制臂4052163为硅波导，第二调制臂4052164为硅波导+氮化硅波导+硅波导。

波长传感器405216具有温度不敏感特性。具体的，

基于马赫曾德干涉原理的波长传感器，其输出端输出光束的输出强度随输入端输入光束的波长变化的波形与上下调制臂的折射率及调制臂长度有关，两调制臂中折射率与调制臂长度乘积的差值决定了输入光束的波长位置，因此只要通过波导设计满足在不同温度下两调制臂二者乘积(折射率与调制臂长度乘积)的差值不变，就能保证不同温度下输出端输出光束的输出强度随输入端输入光束波长变化的波形不变，从而实现输入光束的波长随温度不敏感特性。

由于第一调制臂4052164硅波导，第二调制臂4052164为硅波导+氮化硅波导+硅波导，则只需要调整第一调制臂4052164和第二调制臂4052164的长度，使得第一调制臂4052164的长度与折射率的乘积与第二调制臂4052164的长度与折射率的乘积的差值不变，即可实现波长随温度的不敏感特性。

由于第二调制臂4052164的第一端为硅波导，第二调制臂4052164的第二端为硅波导，第二调制臂4052164的第一端与第二端之间为氮化硅波导，为了使特定波长光束在两种不同材料的波导之间平稳传输，第二调制臂4052164上设置有两个波导转换器，两个波导转换器分别位于硅波导与氮化硅波导之间。

由于第二调制臂4052164上设置有两个波导转换器，为了消除两个波导转换器对第二调制臂4052164的影响，在第一调制臂4052163上对应设置有两个波导转换器。

如图29可知，在一些实施例中，第一硅光芯片还包括多个吸收器，吸收器用于吸收无用光束的光功率，避免反射和杂散光的产生。具体的，第一硅光芯片包括第一吸收器405211、第二吸收器405212、第三吸收器405213和第四吸收器405214。

第一功分器40524与第一直光波导的输入端连接，第一吸收器405211与第一直光波导的输出端连接，第二吸收器405212与第二直光波导的第一输出端连接，第三吸收器405213与第二直光波导的第二输出端连接，第一功分器40524与第三直光波导的输入端连接，第四吸收器40214与第三直光波导的输出端连接。

第一吸收器405211用于吸收第一直光波导中通过第一滤波器40526和第二滤波器40527之外的其他光束。第二吸收器405212和第三吸收器405213均用于吸收第二直光波导中通过第一滤波器40526和第二滤波器40527之外的其他光束。第四吸收器405214用于吸收第三直光波导中通过第一滤波器40526和第二滤波器40527之外的其他光束。

在一些实施例中，光源包括半导体增益芯片和硅光芯片。硅光芯片用于接收半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束，并从光束中筛选特定波长光束，还用于将特定波长光束发射至半导体增益芯片。半导体增益芯片与硅光芯片组成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射，使得谐振腔发射特定波长光束。硅光芯片包括输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件、波长传感器、第五功率监控器和第六功率监控器，定向耦合器分别与输入耦合器、波长可调光组件及波长传感器通过光波导连接，波长传感器还与第五功率监控器及第六功率监控器通过光波导连接。输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件、波长传感器、第五功率监控器和第六功率监控器集成于硅光芯片上，节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求。输入耦合器用于接收半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束，并发射特定波长光束至半导体增益芯片。定向耦合器用于将特定波长光束分光束。波长可调光组件用于从一个波长范围的光束中筛选出特定波长光束，以实现波长可调功能。波长传感器、第五功率监控器和第六功率监控器组成波长锁定光组件，波长锁定光组件根据第五功率监控器的光功率与第六功率监控器的光功率比值来表征特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定功能。当特定波长光束偏离预设波长光束时，通过调整波长可调光组件以使特定波长光束未偏离预设波长光束。本申请中，输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件和波长锁定光组件集成于硅光芯片上，节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求；波长可调光组件和波长锁定光组件配合，以使光源输出的特定波长光束未偏离预设波长光束。

为了解决目前光源的尺寸较大的这个问题，在一些实施例中，还提出了另一种光源。该光源包括半导体增益芯片、硅光芯片、波长校准件和第二功率监控器，半导体增益芯片用于发射一个波长范围的光束。硅光芯片内集成有波长可调光组件，波长可调光组件用于从半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束中筛选出特定波长光束，以实现波长可调功能。半导体增益芯片与硅光芯片组成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。硅光芯片内的一个功率监控器、波长校准件和第二功率监控器组成波长锁定光组件。波长锁定光组件用于判断特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定功能。如果特定波长光束偏离预设波长光束，通过调整波长可调光组件的折射率使得波长可调光组件筛选出的特定波长光束未偏离预设波长光束。半导体增益芯片与硅光芯片组成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。硅光芯片内集成有波长可调光组件，硅光芯片内的一个功率监控器、波长校准件和第二功率监控器组成波长锁定光组件，不仅使得光源可实现波长可调和波长锁定功能；还节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求。

如图17、22和23可知，在一些实施例中，光学组件405除了包括半导体增益芯片4051、硅光芯片4052、第一透镜4053、隔离器4054、第二透镜4055、半导体放大芯片4056、第三透镜4057、分束器4058、第一功率监控器4059和第四透镜4060外，还可以包括第五透镜、波长校准件和第二功率监控器。具体的，

半导体增益芯片4051、第一透镜4053、隔离器4054、第二透镜4055、半导体放大芯片4056、第三透镜4057、分束器4058、第一功率监控器4059和第四透镜4060已介绍过，此处不再赘述。

但该硅光芯片4052内仅设置有波长可调光组件，没有波长锁定光组件。因此，该硅光芯片4052仅能实现波长可调，不能实现波长锁定。

为了实现波长锁定，在一些实施例中，光学组件405还需要包括第五透镜、波长校准件和第二功率监控器。

第五透镜，与第四透镜4060分别位于硅光芯片4052的同一侧，位于硅光芯片4052与波长校准件之间，用于将硅光芯片发射的特定波长的光束耦合至波长校准件。具体的，第五透镜为聚焦透镜，聚焦透镜将特定波长光束聚焦耦合至波长校准件。

波长校准件位于第五透镜与第二功率监控器之间。

第二功率监控器用于监控流经波长校准件的特定波长光束的光功率。

该硅光芯片4052内的一个功率监控器、波长校准件和第二功率监控器组成波长锁定光组件。波长锁定光组件用于判断特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定功能。

图31为根据一些实施例的第六种光学组件的光路图。如图31可知，在一些实施例中，光学组件405包括半导体增益芯片4051、硅光芯片4052、第一透镜4053、第五透镜4061、波长校准件4062和第二功率监控器4063。

半导体增益芯片4051位于硅光芯片4052与第一透镜4053之间。第一透镜4053位于半导体增益芯片4051与内部光纤适配器之间。第五透镜4061位于硅光芯片4052与波长校准件4062之间。波长校准件4062位于第五透镜4061与第二功率监控器4063之间。

光源内除硅光芯片4052之外的其他元器件均放置于硅光芯片4052的同一侧，有效节省了光源的空间，使得光源的尺寸更小，进而使得光源更容易满足生产需求。

半导体增益芯片4051用于发射一个波长范围的光束。硅光芯片4052用于接收一个波长范围的光束，并在一个波长范围的光束中筛选特定波长光束；还用于将特定波长光束射入半导体增益芯片4051和第五透镜4061。第一透镜4053用于将半导体增益芯片4051发射的特定波长光束耦合至内部光纤适配器中。第五透镜4061用于将硅光芯片4052输出的特定波长光束耦合至波长校准件4062中。第二功率监控器4063用于监测流经波长校准件4062的特定波长光束的光功率。根据硅光芯片4052中的一个用于监控特定波长光束的功率监控器监测到的光功率(记为P0)与第二功率监控器4063监测到的光功率(记为P1)的比值(即P1/P0)来表征特定波长光束的波长变化方向。

半导体增益芯片4051发射的一个波长范围的光束入射至硅光芯片4052，硅光芯片4052从一个波长范围的光束中选出特定波长光束，特定波长光束入射第五透镜4061中，第五透镜4061将硅光芯片4052输出的特定波长光束耦合至波长校准件4062，第二功率监控器4063监测流经波长校准件4062的特定波长光束的光功率。

硅光芯片4052中的一个功率监控器与波长校准件4061及第二功率监控器4063组成波长锁定光组件。波长锁定光组件根据第二功率监控器4063的光功率与硅光芯片4052中的一个功率监控器的光功率比值来表征特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定。

由于筛选的特定波长光束的波长偏离预设波长光束的波长时，第二功率监控器4063的光功率会发生变化，从而使得P1/P0偏离预设值。当筛选的特定波长光束的波长偏离预设光束的波长时，从波长校准件中输入进第二功率监控器4063中的光功率会发生变化，从而使得P1/P0偏离预设值。P1/P0的增加或减小能够反映出特定波长光束的波长的偏移方向，即特定波长光束的波长是往长波偏移还是往短波偏移。当得知偏移的方向后，可通过调节硅光芯片4052内的元器件使得P1/P0恢复到预设值。当P1/P0恢复到预设值时，筛选的特定波长光束的波长为预设波长光束的波长。其中，预设波长光束为满足相干组件的本振光束。

特定波长光束不仅入射第五透镜4061中，还入射至半导体增益芯片4051中。特定波长光束也入射至半导体增益芯片4051后，再经半导体增益芯片4051反射至硅光芯片4052，即特定波长光束在硅光芯片4052与半导体增益芯片4051之间来回反射。半导体增益芯片4051和硅光芯片4052形成一个谐振腔，特定波长光束在硅光芯片4052与半导体增益芯片4051之间来回反射，实现特定波长光束由半导体增益芯片稳定输出。第一透镜4053用于将半导体增益芯片4051发射的特定波长光束耦合至内部光纤适配器中。

结合图24、25和31可知，光学组件405还包括隔离器4054和第二透镜4055。

结合图24、26和31可知，光学组件405还包括半导体放大芯片4056和第三透镜4057。

结合图24、27和31可知，光学组件405还包括分束器4058和第一功率监控器4059。

结合图24、28和31可知，光学组件405还包括第四透镜4060。

图32为根据一些实施例的第二种硅光芯片的结构图。如图31-32可知，在一些实施例中，硅光芯片4052包括输入耦合器40521、定向耦合器40522、调相器40523、第一功分器40524、第二功分器40525、第一滤波器40526、第二滤波器40527、第三功率监控器40528、第四功率监控器40529、输出耦合器405210。输入耦合器40521、定向耦合器40522、调相器40523、第一功分器40524、第二功分器40525、第一滤波器40526、第二滤波器40527、第三功率监控器40528、第四功率监控器40529、输出耦合器405210均由硅光芯片利用CMOS工艺加工形成。具体的，

输入耦合器40521和输出耦合器405210位于硅光芯片的同一侧。

输入耦合器40521、调相器40523、第一功分器40524、第一滤波器40526、第二滤波器40527和第四功率监控器40529均已介绍过，此处不再赘述。

定向耦合器40522的第一端与输入耦合器40521通过光波导连接，定向耦合器40522的第二端与调相器40523通过光波导连接，定向耦合器40522的第三端与第四功率监控器40529通过光波导连接，定向耦合器40522的第四端与第二功分器40525通过光波导连接。定向耦合器40522将输入的特定波长光束分出三路光束，第一路光束经第一光波导传输至输入耦合器40521，再经输入耦合器40521输出到硅光芯片4052的外侧；第二路光束经光波导传输至第四功率监控器40529，以供第四功率监控器40529监测特定波长光束的光功率；第三路光束经光波导传输至第二功分器40525，以供波长锁定。

第二功分器40525，位于定向耦合器40522与第三功率监控器40528之间，也位于定向耦合器40522与输出耦合器405210之间，用于分光。具体的，第二功分器40525的第一端与定向耦合器40522的第四端通过光波导连接，第二功分器40525的第二端与第三功率监控器40528通过光波导连接，第二功分器40525的第三端与输出耦合器405210通过光波导接。第二功分器40525将经定向耦合器40522分出的第三路光束分为两路光束，一路光束经光波导传输至第三功率监控器40528，以供第三功率监控器40528监测特定波长光束的光功率；另一路光束经光波导传输至输出耦合器405210。

第二功分器40525的分光比可以是任意比例。当第二功分器40525的分光比发生变化时，P1/P0的预设值也就发生了变化。只要第二功分器40525的分光比发生变化时，对应改变P1/P0的预设值即可。

第三功率监控器40528，用于实时监测特定波长光束的光功率。具体的，第三功率监控器40528与第二功分器40525的第二端通过光波导连接。第三功率监控器40528监测经第二功分器40525分出的一路光束的光功率。

其中，硅光芯片4052中用于监控特定波长光束的功率监控器为第三功率监控器40528。

输出耦合器405210，设置于硅光芯片4052的一侧端面处，用于将特定波长光束耦合至第五透镜4061中。具体的，输出耦合器405210与第二功分器40525通过光波导连接。输出耦合器405210将经第二功分器40525分出的另一路光束耦合至第五透镜4061中。

在一些实施例中，输出耦合器405210采用倾斜波导设计，即输出耦合器405210的波导与硅光芯片40521的端面成一定角度设置，如此输出耦合器405210输出的信号光水平射出硅光芯片端面，便于与硅光芯片4052外部的第二透镜4055的耦合。

第三功率监控器40528与硅光芯片4052外侧的波长校准件4062及第二功率监控器4063实现波长锁定。具体的，第三功率监控器40528监测的光功率记为P0，第二功率监控器4063监测到的光功率记为P1，波长校准件4062根据P1/P0来表征特定波长光束的波长变化方向。波长校准件根据P1/P0得知特定波长光束的波长的偏移方向，通过调节硅光芯片4052内的器件使得P1/P0恢复到预设值。当P1/P0恢复到预设值时，筛选的特定波长光束为预设波长光束。

如图32可知，在一些实施例中，第二种硅光芯片还包括多个吸收器，吸收器用于吸收无用光束的光功率，避免反射和杂散光的产生。具体的，第一硅光芯片包括第一吸收器405211、第二吸收器405212、第三吸收器405213和第四吸收器405214。第一吸收器405211、第二吸收器405212、第三吸收器405213和第四吸收器405214均已介绍过，此处不再赘述。

图33为根据一些实施例的第三种硅光芯片的结构图。如图33可知，在一些实施例中，第三种硅光芯片包括输入耦合器40521、定向耦合器40522、调相器40523、第一功分器40524、第二功分器40525、第一滤波器40526、第二滤波器40527、第三功率监控器40528和输出耦合器405210。输入耦合器40521、定向耦合器40522、调相器40523、第一功分器40524、第二功分器40525、第一滤波器40526、第二滤波器40527、第三功率监控器40528和输出耦合器405210均由硅光芯片利用CMOS工艺加工形成。具体的，

输入耦合器40521、调相器40523、第一功分器40524、第一滤波器40526、第二滤波器40527和输出耦合器405210已介绍过，此处不再赘述。

定向耦合器40522的第一端与输入耦合器40521通过光波导连接，定向耦合器40522的第二端与调相器40523通过光波导连接，定向耦合器40522的第三端与第二功分器40525通过光波导连接。定向耦合器40522将输入的特定波长光束分出多路光束，第一路光束经第一光波导传输至输入耦合器40521，再经输入耦合器40521输出到硅光芯片4052的外侧；第二路光束经光波导传输至第二功分器40525，以供波长锁定。

第二功分器40525，位于定向耦合器40522与第三功率监控器40528之间，也位于定向耦合器40522与输出耦合器405210之间，用于分光。具体的，第二功分器40525的第一端与定向耦合器40522的第三端通过光波导连接，第二功分器40525的第二端与第三功率监控器40528通过光波导连接，第二功分器40525的第三端与输出耦合器405210通过光波导接。第二功分器40525将经定向耦合器40522分出的第二路光束分为两路光束，一路光束经光波导传输至第三功率监控器40528，以供第三功率监控器40528监测特定波长光束的光功率；另一路光束经光波导传输至输出耦合器405210。

第三功率监控器40528，用于监测特定波长光束的光功率。具体的，第三功率监控器40528与第二功分器40525的第二端通过光波导连接。第三功率监控器40528监测经定向耦合器40522分出的第二路光束的光功率，进而监控经定向耦合器40522分出的输入至半导体增益芯片4051的第一路光束的光功率。

其中，硅光芯片4052中用于监控特定波长光束的功率监控器为第三功率监控器40528。

第三功率监控器40528与硅光芯片4052外侧的波长校准件4062及第二功率监控器4063实现波长锁定。具体的，第三功率监控器40528监测的光功率记为P0，第二功率监控器4063监测到的光功率记为P1，根据P1/P0来表征特定波长光束的波长变化方向。根据P1/P0得知特定波长光束的波长的偏移方向，通过调节硅光芯片4052内的器件使得P1/P0恢复到预设值。当P1/P0恢复到预设值时，筛选的特定波长光束为预设波长光束。

如图33可知，在一些实施例中，第三种硅光芯片还包括多个吸收器，吸收器用于吸收无用光束的光功率，避免反射和杂散光的产生。具体的，第三种硅光芯片包括第一吸收器405211、第二吸收器405212、第三吸收器405213、第四吸收器405214和第五吸收器405215。

第一吸收器405211、第二吸收器405212、第三吸收器405213、第四吸收器405214和第五吸收器405215已介绍过，此处不再赘述。

第五吸收器405215与定向耦合器40522的第四端通过第四直光波导连接。第五吸收器405215用于吸收第四直光波导中传输过来的光束。其中，第四直光波导传输过来的光束为经定向耦合器40522分出的第三束光束。

在一些实施例中，第二种硅光芯片和第三种硅光芯片还包括多个隔热槽405216。隔热槽405216由硅光芯片4052表面刻蚀形成。隔热槽405216放置于硅光芯片4052内的各个器件之间，降低了硅光芯片4052内各个器件的热串扰，提高了硅光芯片4052的性能。

对于第二种硅光芯片来说，隔热槽405216，放置于定向耦合器40522与调相器40523之间，放置于第一功分器40524与第一滤波器40526之间，放置于第一滤波器40526与第二滤波器40527之间，第二滤波器40527与第三功率监控器40528之间，放置于调相器40523与第二功分器40525之间，放置于定向耦合器40522与第二功分器40525之间。

隔热槽405216放置于定向耦合器40522与调相器40523之间，此处的隔热槽405216降低定向耦合器40522与调相器40523之间的热串扰。隔热槽405216放置于第一功分器40524与第一滤波器40526之间，此处的隔热槽405216降低第一功分器40524与第一滤波器40526之间的热串扰。隔热槽405216放置于第一滤波器40526与第二滤波器40527之间，此处的隔热槽405216降低第一滤波器40526与第二滤波器40527之间的热串扰。隔热槽405216放置于第二滤波器40527与第三功率监控器40528之间，此处的隔热槽405216降低第二滤波器40527与第三功率监控器40528之间的热串扰。隔热槽405216放置于调相器40523与第二功分器40525之间，此处的隔热槽405216降低调相器40523与第二功分器40525之间的热串扰。隔热槽405216放置于定向耦合器40522与第二功分器40525之间，此处的隔热槽405216降低定向耦合器40522与第二功分器40525之间的热串扰。

第一种硅光芯片、第二种硅光芯片和第三种硅光芯片均为利用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺集成有波长可调光组件的硅光芯片，第一种硅光芯片内部还集成有波长锁定光组件，第二种硅光芯片和第三种硅光芯片内部集成的一个功率监控器与硅光芯片外部的波长校准件及第二功率监控器组成波长锁定光组件。

在一些实施例中，光源包括半导体增益芯片、硅光芯片、波长校准件和第二功率监控器。硅光芯片用于接收半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束，并从光束中筛选特定波长光束，还用于将特定波长光束发射至半导体增益芯片和波长校准件。半导体增益芯片与硅光芯片组成一个谐振腔，特定波长光束在半导体增益芯片与硅光芯片之间来回反射，使得谐振腔发射特定波长光束。第二功率监控器用于监控流经波长校准件的特定波长光束的光功率。硅光芯片包括输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件、第二功分器、第三功率监控器和输出耦合器，定向耦合器分别与输入耦合器、波长可调光组件及第二功分器通过光波导连接，第三功率监控器和输出耦合器分别与第二功分器通过光波导连接，输入耦合器与输出耦合器位于硅光芯片的同一侧。输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件、第二功分器、第三功率监控器和输出耦合器集成于硅光芯片上，节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求。输入耦合器用于接收半导体增益芯片发射的一个波长范围的光束，并发射特定波长光束至半导体增益芯片。定向耦合器用于将特定波长光束分光束。波长可调光组件用于从一个波长范围的光束中筛选特定波长光束，以实现波长可调功能。第二功分器用于将经定向耦合器分光后流经其的光束分光束。第三功率监控器用于监控其中一束光束的光功率。输出耦合器用于将另一束光束发射至波长校准件。第三功率监控器与波长校准件及第二功率监控器组成波长锁定光组件，波长锁定光组件根据第二功率监控器的光功率与第三功率监控器的光功率比值来表征特定波长光束是否偏离预设波长光束，以实现波长锁定功能。当特定波长光束偏离预设波长光束时，通过调整波长可调光组件以使特定波长光束未偏离预设波长光束。本申请中，输入耦合器、定向耦合器、波长可调光组件、第二功分器、第三功率监控器和输出耦合器集成于硅光芯片上，节省了空间，使得光源的尺寸较小，以满足生产需求；波长可调光组件和波长锁定光组件配合，以使光源输出的特定波长光束未偏离预设波长光束。

在大型超大规模和云数据中心提供商的推动下，光模块的传输速率在快速提升，如200G/400G高速光模块等。

本申请实施例提供的光模块为相干光模块，进一步为硅光相干光模块；相干光模块为一种发射端采用相干调制、接收端采用相干技术进行检测的光模块。

在发射端，除了可以对光进行幅度调制之外，还可以采用外调制的方式进行频率或相位调制，如QAM等；进一步，在发射端采用外调制方式，使用基于马赫-曾德尔调制器(MZM)的IQ调制器实现高阶调制，将信号调制到光载波上，从而生成携带信号的光而发射出去。具体地，硅光芯片内部具有马赫曾德调制器，以实现功率和相位调制。马赫曾德调制器调制采用了同波长光干涉原理，一个马赫曾德调制器设置有两个干涉臂，单个干涉臂上输入一束光，一共需要向一个马赫曾德调制器提供两束同波长的光，经马赫曾德调制器调制后，干涉臂上的光会融合为一束光。可以向硅光芯片提供一束单一波长的光，由硅光芯片内部的分光波导，将一束单一波长的光分为两束同波长的光，分别输入马赫曾德调制器的两个干涉臂上；也可以向硅光芯片提供两束同波长的光，这两束同波长的光直接分别输入马赫曾德调制器的两个干涉臂上；由于马赫曾德调制器最终将各干涉臂上的光进行融合，在采用单个相同光功率芯片的前提下，向硅光芯片提供两束光的方案，比提供一束光的方案，可以提供更高的光功率。

在接收端，利用本振光与接收到的外部光信号在光混频器中进行混频，得到与外部光信号的频率、相位和振幅按相同规律变化的差频信号；经相干混合后的输出光电流的大小，与外部光信号功率与本振光信号功率的乘积成正比，由于本振光的功率大于外部光信号的功率，所以，经相干混合后的输出光电流大幅增加，检测灵敏度进而得到提升。因此可以得出，在非相干光模块中，在传输过程中使用很多的放大器而不断第中继和放大信号，在相干光模块中，直接在接收端对微弱的到达信号进行混频放大。

进一步，由于光信号在光纤链路传输过程中，会产生失真；本申请上实施例中采用数字信号处理(DSP)技术，从而对抗和补偿失真，降低失真对系统误码率的影响；DSP技术可进行各种信号补偿处理，如色度色散补偿和偏振模式色散补偿。

图34为本申请实施例示出的一种相干组件，图35为本申请实施例示出的一种相干组件分解示意图，如图34和图35中所示，相干组件500通常包括盖壳501和载板502，盖壳501扣合在载板502上，以形成具有一个开口的相干壳体；壳体的外轮廓一般呈现方形体。

载板502的侧边设置有第一U型槽5021，位于开口处。盖壳501的一侧设置安装凹槽5013，其位置与第一U型槽的位置向对应。盖壳501设置第一限位部、第二限位部，用于载板502与壳体的安装限位。第一限位部和第二限位部分别设置于安装凹槽的两侧。为实现载板502与盖壳501的安装限位，第一限位部与第二限位部的下表面低于载板502的上表面设置，安装时，将第一限位部与第二限位部抵靠于载板502的侧壁即可实现长度方向的限位。第一U型槽5021又称为载板凹槽。

相干壳体的开口朝向波长可调光组件设置，开口处设置光纤接头，光纤接头处设置光纤阵列，其中包括本振光纤、接收光纤和发射光纤。光纤接头的一端深入开口处。本振光纤的一端与波长可调光组件连接，接收本振光。接收光纤与接收适配器连接，用于接收外部发送至光模块内部的接收信号光。发射光纤，与发射适配器连接，用于将调制后的发射信号光发送出去。

光纤固定件503与光纤接头固定连接，与盖壳固定连接，用于将光纤接头与盖壳固定。

图36为本申请示例的一种载板结构示意图，如图中所示，载板502上方承载有相干光芯片510，用于光信号的调制与解调。相干光芯片510的侧面设置光口，光口端面与光纤接头的端面耦合连接。第一电芯片520，设于载板502表面，设于相干光芯片的侧面，与相干光芯片电连接。第二电芯片530，设于载板502表面，设于相干光芯片侧面，与相干光芯片电连接。第三电芯片540，设置于载板502表面，设于相干光芯片侧面，与相干光芯片电连接。

在本申请示例中，第一电芯片520为相干发射驱动芯片，位于相干光芯片的光口的对侧，用于实现对相干光芯片中的相干调制器的驱动。第二电芯片530和第三电芯片540为接收放大芯片，位于相干发射驱动芯片的临侧，靠近相干光芯片设置，用于对接收的电信号进行放大。

载板502还承载有多个供电电路，用于相干光芯片内部平衡接收器、功率监控器、发射光衰减器的供电，具体电器件的设置根据相干光芯片的功能引脚的设置进行设置。载板502为高速类载板502，通过侧边或下表面设置导电区域，与电路板电连接。

因载板502表面的光电芯片具有一定的高度和重量，且分布位置相对集中，导致载板502的重心不在其几何重心的附近，而是临近相干光芯片的位置。为增加相干组件500的结构稳定性，使得其几何中心与重心尽可能的重合，将盖壳501的重心设置为载板502重心的对称方向。

图37为本申请示例的一种盖壳的结构示意图一，图38为本申请示例的一种盖壳的结构示意图二。图37和图38为不同角度的盖壳501的结构示意图，盖壳501为长方形结构，盖壳501的一侧设置安装凹槽5013，其位置与第一U型槽的位置向对应。盖壳501设置第一限位部5011、第二限位部5012，用于载板502与壳体的安装限位。第一限位部5011和第二限位部5012分别设置于安装凹槽5013的两侧。为实现载板502与盖壳501的安装限位，第一限位部5011与第二限位部5012的下表面低于载板502的上表面设置，安装时，将第一限位部5011与第二限位部5012抵靠于载板502的侧壁即可实现长度方向的限位。盖壳501设置有凸出于盖壳501上表面的相干安装凸起，沿安装凹槽的形状进行设置，用于盖壳501与延展部的连接限位。

为实现相干组件500表面平整，方便相干组件500为光模块内部的安装，在安装凹槽的周边设置承载板50111，其上表面与延展部的下表面连接，用于限定光纤固定件在盖壳501上的上下方向的限位。在本申请示例中，延展部的上表面与相干安装凸起5016的上表面平齐设置。

相干安装凸起的侧壁与延展部的侧壁抵靠连接，实现对延展部在水平方向的限位，进一步实现了光纤阵列与相干光芯片的耦合限位。

为方便光纤固定件的延展部与相干安装凸起的限位，承载板50111设置有安装限位部，包括：第一安装限位部5014和第二安装限位部5015，第一安装限位部5014和第二安装限位部5015，凸出于承载板的上表面设置，为相干组件表面的完整性，第一安装限位部5014和第二安装限位部5015的上表面与相干安装凸起5016的上表面平齐。

在本申请示例中，第一安装限位部5014和第二安装限位部5015可对称设置，也可非对称设置。为方便安装使用，第一安装限位部5014和第二安装限位部5015对称设置。第一安装限位部5014和第二安装限位部5015可以是半圆形设置，也可以是三角形或其他几何形状设置。

盖壳501的下表面设置支撑臂，位于盖壳501的下表面的四周，用于与载板连接。

盖壳501的下表面设置具有不同高度的盖壳凸起，以适应载板502上光电器件的结构。盖壳501设置有连接部，与载板502的上表面连接，凸出于盖壳501的下表面设置。盖壳501的下表面设置具有不同高度的第一凸起平台5018和第二凸起平台5017，其中，第一凸起平台5018凸出于盖壳501的下表面设置，与第一电芯片、第二电芯片和第三电芯片的位置对应。第一凸起平台5018的下表面高于第二凸起平台的下表面设置，第二凸起平台5017的下表面高于连接部设置。第一凸起平台5018包括第一子平台50181和第二子平台50182，第一子平台50181设置于第一电芯片520的上方，其在载板502的的投影覆盖第一电芯片520；第二子平台50182设置于第二电芯片530和第三电芯片540的上方，其在载板502的的投影覆盖第二电芯片530和第三电芯片540。盖壳501的底面覆盖相干光芯片。

第二凸起平台5017覆盖载板502上其他电器件，第二凸起平台5017设置于第一凸起平台5018的边缘，位于第一凸起平台5018与连接部之间。第二凸起平台5017还设置有凸起连接部5019，位于距离相干光芯片最远的边角，与载板502通过导电银胶连接，可实现载板502上热量通过凸起连接部、盖壳501进行散热。

在本申请示例中，第一凸起平台5018与第二凸起平台5017设置于相干光芯片的对角位置，因第一凸起平台5018与第二凸起平台5017的厚度高于盖壳501底面厚度，使得盖壳501的重心位于靠近第二凸起平台5017的位置处。盖壳501与载板502盖合后，使得相干组件500的重心尽可能的向几何中心靠近，保证相干组件500的稳定性。

图39为本申请示例的光纤接头与相干组件连接示意图，如图39中所示，相干连接板550跨接于相干光芯片510与光纤接头504之间，用于固定相干光芯片与光纤接头。光纤适配器，与光纤接头内部的光纤对应连接。

为避免光纤接头内的光在光纤接头的端面与相干光芯片的端面的连接处形成反射，影响光功率，光纤阵列的中轴线与相干光芯片的光口的中轴线呈6°～8°夹角，减少光在光纤接头的端面与相干光芯片的端面的连接处形成反射。

在本申请示例中，光纤接头504呈长方体设置，其上方设置有相干连接板550，跨接于相干光芯片与光纤接头之间。相干连接板550的下表面设置胶体用于将相干连接板550与光纤接头以及相干连接板550与相干光芯片连接固定。

为减少运输或使用过程中，因外力对光纤产生拉扯，导致光纤接头与相干光芯片的耦合精度变差，本申请中还设置有尾纤套5041，套接与光纤阵列的外部。光纤固定件设置于光纤接头的外部，与尾纤套固定连接。尾纤套5041的上表面设有双面粘接材料或胶材，与光纤固定件连接。在本申请示例中，尾纤套为具有一通孔的的方形管体，光纤阵列由方型管体的一端穿过，光纤接头抵靠于方型管体的端部，光纤阵列与尾纤套之间填充有胶体进行连接。

图40为本申请示例的一种光纤固定件的结构示意图一。图41为光纤固定件的结构示意图二。如图39和图40从不用角度对光纤固定件进行展示，光纤固定件具有相同的厚度，由一块板材压铸而成，包括：固定底板5031和设置于固定底板两侧的第一光纤侧板5032和第二光纤侧板5033，其中，固定底板5031包括具有不同的高度的第一固定底板50311和第二固定底板50312，第二固定底板50312的上表面高于第一固定底板的上表面设置。尾纤套5041设置于第一固定底板与第一光纤侧板、第二光纤侧板围合形成的空间内。相干连接板550设置于相干光芯片与光纤接头的上表面，使得相干连接板550的上表面高于光纤接头的上表面，相干连接板550的上表面与第二固定底板50312连接。不同高度的第一固定底板和第二固定底板50312用于适应相干连接板550的高度进行设置。

尾纤套的上表面与第一固定底板的下表面连接，其侧表面与第一光纤侧板、第二光纤侧板连接。

第二固定底板50312的一侧设置延展部50313，其宽度大于固定底板的宽度。延展部50313的侧边设置第一延展限位槽503131和第二延展限位槽503132，与盖壳501上表面的相应结构进行限位，方便光纤固定件与盖壳501之间的连接固定。为方便光纤固定件与盖壳501之间的连接固定，延展部50313的侧边还设置有多个点胶凹槽5034，延展部50313与盖壳501完成定位后，在点胶凹槽处点入液体胶，实现延展部50313与盖壳501之间的连接。

在本申请示例中，点胶凹槽与第一延展限位槽、第二延展限位槽的形状相同。

第一延展限位槽503131与第一安装限位部5014匹配连接，第二延展限位槽503132与第二安装限位部5015匹配连接。

在本申请示例的安装过程中，首先相干光芯片与载板502安装连接，尾纤套5041与光纤阵列连接，相干光芯片的光端口凸出于载板502的第一U型槽处，然后将相干连接板550跨接于光纤接头与相干光芯片的上方，实现光纤接头与相干光芯片的耦合连接。然后将盖壳501与载板502边缘进行连接，安装过程中第一限位部与第二限位部抵靠于载板502的侧边，盖壳501的连接部与载板502连接，且凸起连接部与载板502边缘。光纤固定件的第一固定底板与尾纤套5041连接，第二固定底板50312与相干连接板550连接，延展部50313与盖壳501上表面的承载板502连接。通过以上连接，光纤接头通过尾纤套5041、相干连接板550与光纤固定件固定连接，当光纤受到外部作用力时，通过连接处将受到的力进行分散、转移，减少了光纤接头的受力，提高了光纤接头与相干光芯片的连接稳定性，避免了对光耦合精度。

在本申请示例中，光纤阵列与相干光芯片之间通过玻璃过桥连接，使用软胶连接，可维修性强，利于生产制造。上壳分成两部分：光纤固定件采用压铸方式，盖壳501采用钣金件，产品整体厚度只有2.42mm，满足SFP-DD光模块封装要求。在光纤阵列外部设计有尾纤套5041，使用时用胶水固定在光纤固定件上，光纤固定件再通过胶水固定在盖壳501上，用以保护光纤阵列与相干光芯片光学端面避免受到外力。金属盖壳501与光纤固定件粘接部分的两侧设计有多个凹槽，用于胶水固定，提高连接稳定性。

为提高光的通信效率，本申请示例的相干组件500中，相干调制器为双偏振相干调制器，发射的信号光为具有不同偏振方向的信号光的耦合光束，接收的信号光中包含具有不同偏振方向的两组信号光，实现单通道多信号传输。

图42为本申请示例的一种相干光芯片的结构示意图，如图中所示，本申请提出的一种高速相干光芯片的布局方案，采用硅光子集成技术，单片内集成了双偏振相干发射和接收功能，光纤耦合端口包含三个光纤耦合端口，从上到下依次为接收光纤耦合端口5111、本振光纤耦合端口5112和发射光纤耦合端口5113。其中本振光纤耦合端口5112与外部本振光源通过保偏光纤相连接，外部本振光源的光进入芯片后，分成两束，其中一束作为发射光进入双偏振相干调制器中，经过电光信号加载和偏振旋转合束器5141偏振处理后从发射光纤耦合端口发射光纤耦合端口5113输出；另一束光作为本振光再次经过分束分别进入第一偏振平衡探测器和第二偏振平衡探测器，与从接收光纤耦合端口5111进来的经过偏振旋转分束器处理后的光进行光学混频，从而实现信号的解调处理。

为了方便光纤耦合端口与光纤阵列进行有源耦合，在偏振旋转合束器5141和偏振旋转分束器后方分别集成了一个发射耦合功率监控器和一个接收耦合功率监控器用来进行光纤阵列的有源耦合。其中，在接收端，经过偏振旋转分束器后的两束光分别分出一小部分光进入同一个接收耦合功率监控器中进行有源耦合实时监控，在发射端，经过偏振旋转合束器5141后的两束光分别分出一小部分光进入同一个发射耦合功率监控器中进行有源耦合实时监控。同时，为了降低不同偏振态对耦合功率监控器的影响，提高有源耦合监控的精度，我们可以在耦合功率监控器前集成偏振分束器，用来提高监控光的偏振纯度，从而提高有源耦合监控的精度。

相干光芯片光口处设有光纤耦合端口，与光纤接头耦合连接。光纤耦合端口包括：接收光纤耦合端口5111、本振光纤耦合端口5112和发射光纤耦合端口5113。偏振平衡接收器，与接收光纤耦合端口5111、本振光纤耦合端口5112连接，用于将接收信号光转换为接收电信号。双偏振相干调制器，与发射光纤耦合端口511、本振光纤耦合端口5112连接，用于将DSP芯片发出的发射电信号转换为光信号，加载至本振光中，形成发射信号光。

接收光纤耦合端口5111与接收光纤适配器连接，用于接收对端的信号光，为方便表述一下成成为接收信号光，接收信号光为具有不同偏振方向的第一接收信号光和第二接收信号光的耦合光束。偏振旋转分束器5121与光纤耦合端口通过光波导连接，用于将接收信号光根据偏振方向的不同分为第一接收信号光和第二接收信号光。本振光纤耦合端口5112接收波长可调光组件发出的本振光，通过光波导将本振光分为第一子本振光和第二子本振光，其中第一子本振光又分为第一接收本振光和第二接收本振光。

第一接收本振光与第一接收信号光耦合进入第一偏振平衡接收器5123，第一偏振平衡接收器5123通过对第一接收本振光与第一接收信号光进行混频和平衡探测，将第一接收信号光转换为第一接收电信号，经第一接收放大芯片进行放大后，进入DSP芯片，由第一接收电信号转换为第一接收数字信号。

第二接收本振光与第二接收信号光耦合进入第二偏振平衡接收器5124，第二偏振平衡接收器5124通过对第二接收本振光与第二接收信号光进行混频和平衡探测，将第二接收信号光转换为第二接收电信号，经第二接收放大芯片进行放大后，进入DSP芯片，由第二接收电信号转换为第二接收数字信号。

为方便对接收光纤与接收光纤耦合端口5111的耦合精度的监控，在进行耦合安装时，在光纤耦合端口外连接测试光，包括第一测试光、第二测试光和第三测试光，在此过程中，测试光均由相干光芯片的外部进入相干光芯片。相干光芯片还设置有接收耦合功率监控器5122，接收偏振旋转分束器5121的两个出光光路的部分光，进行耦合功率监控，MCU与接收耦合功率监控器5122电连接，接收接收耦合功率监控器5122的电信号，根据接收耦合功率监控器5122的电信号计算得到光纤耦合端口的光功率，根据光纤耦合端口的光功率与第一测试光的光功率进行比较，进行接收光纤接收耦合器与接收光纤耦合精度的调节。具体的，MCU内设置第一测试光功率阈值区间，如果光纤耦合端口的光功率不位于第一测试光功率阈值区间内，则需要对接收光纤与接收光纤耦合端口5111的耦合精度进行调节。

为简化相干光芯片内的波导路径，本振光纤耦合端口5112设置于接收光纤耦合端口5111与发射光纤耦合端口511之间。

在本申请中，如图中所示的节点位置为实现对部分光进行分路，如节点5125处，节点5125与偏振旋转分束器5121的第一出光口之间的光波导称为第一波导，接收耦合功率监控器5122与节点5125之间的光波导称为第二波导，第一偏振平衡接收器5123与节点5125之间的光波导称为第三波导，为实现对偏振旋转分束器5121的第一出光口内光的分束，节点处设置定向耦合器，接收耦合功率监控器5122设置于节点5125与第一偏振平衡接收器5123之间。同理，接收耦合功率监控器5122设置于节点5126与第二偏振平衡接收器5124之间。

双偏振相干调制器516，与发射光纤耦合端口511、本振光纤耦合端口5112通过光波导连接，用于将DSP芯片发出的发射电信号转换为光信号，加载至本振光中，形成发射信号光。

为了方便光纤耦合端口与光纤阵列进行有源耦合，在偏振旋转合束器5141的两个输入端之间设置发射耦合功率监控器。

为方便对发射光纤与发射光纤耦合端口511的耦合精度的监控，在进行耦合安装时，在光纤耦合端口外连接测试光，包括第一测试光、第二测试光和第三测试光，在此过程中，测试光均由相干光芯片的外部进入相干光芯片，其中第一测试光由接收光纤耦合端口5111进入，第二测试光由本振光纤耦合端口5112进入，第三测试光由发射光纤耦合端口511连接。相干光芯片还设置有发射耦合功率监控器5143，发射偏振旋转合束器5141的两个输入端的部分光，进行耦合功率监控，MCU与发射耦合功率监控器5143电连接，接收发射耦合功率监控器5143的电信号，根据发射耦合功率监控器5143的电信号计算得到发射光纤耦合端口511的光功率，根据光纤耦合端口的光功率与第三测试光的光功率进行比较，进行发射光纤接收耦合器与发射光纤耦合精度的调节。具体的，MCU内设置第二测试光功率阈值区间，如果发射光纤耦合端口511的光功率不位于第二测试光功率阈值区间内，则需要对发射光纤与发射光纤耦合端口511的耦合精度进行调节。

图43为本申请示例的一种相干光芯片的结构示意图二，为了降低不同偏振态对耦合功率监控器的影响，提高有源耦合监控的精度，在接收耦合功率监控器5122与偏振旋转分束器5121的第一出光口之间设置第一偏振分束器5128，避免不属于第一偏振态的光进入接收耦合功率监控器5122。同样的，在接收耦合功率监控器5122与偏振旋转分束器5121的第二出光口之间设置第二偏振分束器5127，避免不属于第二偏振态的光进入接收耦合功率监控器5122。

为方便对接收光纤与接收光纤耦合端口5111的耦合精度的监控，在进行耦合安装时，在光纤耦合端口外连接测试光，包括第一测试光、第二测试光和第三测试光，在此过程中，测试光均由相干光芯片的外部进入相干光芯片。其中第一测试光由接收光纤耦合端口5111进入相干光芯片，接收偏振旋转分束器5121的右侧两个出光光路的部分光，形成偏振方向不同的第一子测试光和第二子测试光，如第一子测试光为X偏振光，第二子测试光为Y偏振光，其中接收偏振旋转分束器5121将X偏振光经第一路径(上方)进行传导，然后部分进入第一偏振平衡探测器，部分进入第一偏振分束器5128，第一偏振分束器5128可允许传导至第一偏振分束器5128的光束中的X偏振光透过，其他方向的光滤除。接收偏振旋转分束器5121将Y偏振光经第二路径(下方)进行传导，然后部分进入第二偏振平衡探测器，部分进入第二偏振分束器，第二偏振分束器可允许传导至第二偏振分束器的光束中的Y偏振光透过，其他方向的光滤除。接收耦合功率监控器5122进行耦合功率监控，MCU与接收耦合功率监控器5122电连接，接收接收耦合功率监控器5122的电信号，根据接收耦合功率监控器5122的电信号计算得到光纤耦合端口的光功率，根据光纤耦合端口的光功率与第一测试光的光功率进行比较，进行接收光纤接收耦合器与接收光纤耦合精度的调节。具体的，MCU内设置第一测试光功率阈值区间，如果光纤耦合端口的光功率不位于第一测试光功率阈值区间内，则需要对接收光纤与接收光纤耦合端口5111的耦合精度进行调节。

同样，为了降低不同偏振态对耦合功率监控器的影响，提高有源耦合监控的精度，在发射耦合功率监控器5143与偏振旋转合束器5141的第一输入端之间设置第一发射偏振分束器5161，避免不属于第一偏振态的光进入接收耦合功率监控器5122。在发射耦合功率监控器5143与偏振旋转合束器5141的第二输入端之间设置第二接收偏振分束器5162，避免不属于第二偏振态的光进入接收耦合功率监控器5122。

继续结合图42、图43所示，在本申请示例中，工作过程中，本振光纤耦合端口5112接收波长可调光组件发出的本振光，通过光波导将本振光分为第一子本振光和第二子本振光，其中第一子本振光又分为第一接收本振光和第二接收本振光。第二接收本振光又分为第一发射光和第二发射光，分别进入双偏振相干调制器516的两个输入端。

如双偏振相干调制器516具有第一光输入端接收第一发射光、第二光输入端接收第二发射光，分别对第一发射光和第二发射光进行信号调制，输出第一发射信号光和第二发射信号光。偏振旋转合束器5141，与双偏振相干调制器516的第一输出端和第二输出端连接，将第一发射信号光和第二发射信号光旋转为偏振方向相互垂直的光束，并耦合输出为发射信号光。

第一发射光和第二发射光的偏振方向相同，具有不同幅度和相位以加载不同的信号。偏振旋转合束器5141将第一发射光或第二发射光中的一束进行偏转，与另一束光形成近90°夹角后，合并为一束发射信号光。偏振旋转合束器5141包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端与双偏振相干调制器516的第一输出端连接，第二输入端与双偏振相干调制器516的第二输出端连接，输出端与发射光纤耦合端口511连接，发射信号光经发射光纤耦合端口511进入发射光纤。

相干光芯片中还设置有第一发射光衰减器5144，设置于偏振旋转合束器5141与第一偏振相干调制器5142之间，对第一发射信号光进行衰减控制。为实现对第一发射光衰减器5144的控制，在第一发射光衰减器5144的第二输出端设置第一光衰减器功率监控器5145，第一发射光衰减器5144的第一输出端与发射偏振旋转合束器5141的第一输入端连接。MCU与第一光衰减器功率监控器5145电连接，通过第一光衰减器功率监控器5145采集到的数据控制对第一发射光衰减器5144的输出电压。

为更加精确的实现对发射光功率的监控，在第一发射光衰减器5144的第二输出端口与偏振旋转合束器5141之间设置第一发射功率监控器5147，用于监控衰减后的第一发射信号光的光功率。MCU与第一发射功率监控器5147电连接，上位机可读取MCU内存储的第一发射信号光的光功率。

同样的，相干光芯片中还设置有第二发射光衰减器5154，设置于偏振旋转合束器5141与第二偏振相干调制器5152之间，对第二发射信号光进行衰减控制。为实现对第二发射光衰减器5154的控制，在第二发射光衰减器5154的第二输出端设置第二光衰减器功率监控器5155，第二发射光衰减器5154的第一输出端与发射偏振旋转合束器5141的第二输入端连接。MCU与第二光衰减器功率监控器5155电连接，通过第二光衰减器功率监控器5155采集到的数据控制对第二发射光衰减器5154的输出电压。

为更加精确的实现对发射光功率的监控，在第二发射光衰减器5154与偏振旋转合束器5141之间设置第二发射功率监控器5157，用于监控衰减后的第二发射信号光的光功率。MCU与第二发射功率监控器电连接，上位机可读取MCU内存储的第二发射信号光的光功率。

第一发射光衰减器5144与第一偏振相干调制器5142之间设置第一调制器功率监控器5146，用于监控第一发射信号光的相位，第一调制器功率监控器5146与MCU连接。MCU接收第一调制器功率监控器5146的监控数据，进行第一发射信号光的相位调制。

图44为本申请示例中提出的一种相干光芯片表面植球布局，如图44所示，其中双偏振相干调制器导电区5171与光纤耦合端口导电区5172分别分布于相干光芯片表面的上下两侧，第一偏振平衡接收器导电区5173和第二偏振平衡接收器导电区5174分布于相干光芯片的左侧，其他的直流信号植球分布于相干光芯片周围方便与外部电芯片进行信号互连，相干光芯片中间部分进行均匀的植球填充，用来提高2.5D倒装焊封装的可靠性和稳定性，这些填充用的植球没有实际功能，可以接地或断路。

为了方便光纤阵列和光纤耦合端口耦合封装，要求光纤耦合端口周围的植球与光纤耦合端口的间距大于0.5mm。光纤耦合端口包含五个耦合光口从左至右分别为接收耦合光口、本振耦合光口和发射耦合光口，右侧的两个光口为环回测试光口，用于耦合测试用。为了提高与FA的耦合效率和耦合的可返修性，该光纤耦合器采用了氮化硅材料和直接划片解离的方式，保证光纤耦合端口端面的垂直性。

在本申请的一些示例中，如图45和图46所示，第一本振分光器5131，其输入端与本振光纤耦合端口连接，第一输出端与第一偏振相干调制器5412连接，第二输出端与第二本振分光器5132的输入端连接；第二本振分光器5132的第一输出端与第二偏振相干调制器5152连接，第二输出端与第三本振分光器5133连接的输入端连接；第三本振分光器5133的第一输出端与第一偏振平衡接收器连接，第二输出端与第二偏振平衡接收器连接。还可设置为第一本振分光器，其输入端与本振光纤耦合端口连接，第一输出端与第二本振分光器的输入端连接，第二输出端与第三本振分光器的输入端连接；第三本振分光器的第一输出端与第一偏振相干调制器连接，第二输出端与第一偏振相干调制器连接；第二本振分光器的第一输出端与第一偏振平衡接收器连接，第二输出端与第二偏振平衡接收器连接。

在以上相干光芯片中，为了提高有效发射光功率，保证两个不同方向的偏振相干调制器输出的发射光的光功率基本保持一致，本申请中在第一本振分光器5131、第二本振分光器5132和第三本振分光器51333处采用功分器，将光等分为两束如图44中所示。外部本振光源的光进入芯片后，在第一本振分光器5131处分成光功率分别为50％和50％两束，其中一束作为发射光在第四本振分光器5134处等分为两束，分别进入进入第一偏振相干调制器和第二偏振相干调制器中，经过电光信号加载和偏振旋转合束器5141偏振处理后从发射光纤耦合端口发射光纤耦合端口5113输出；另一束光作为本振光再次经过第三本振分光器5133分束分别进入第一偏振平衡探测器5123和第二偏振平衡探测器5124，与从接收光纤耦合端口5111进来的经过偏振旋转分束器5121处理后的光进行光学混频。

在第一本振分光器5131处分成光功率分别为50％和50％两束，其中一束作为发射光在第四本振分光器5134处等分为两束，分别进入进入第一偏振相干调制器5142和第二偏振相干调制器5152中，因此进入第一偏振相干调制器和第二偏振相干调制器的光的光功率相同。

为避免因不同的相干调制器在调制过程中对光的损耗不同，造成第一偏振相干调制器和第二偏振相干调制器输出的光功率差距较大，还设置有第一发射光衰减器5144，设置于偏振旋转合束器5141与第一偏振相干调制器5142之间，对第一发射信号光进行衰减控制。为实现对第一发射光衰减器5144的控制，在第一发射光衰减器5144的第二输出端设置第一光衰减器功率监控器5145，第一发射光衰减器5144的第一输出端与发射偏振旋转合束器5141的第一输入端连接。MCU与第一光衰减器功率监控器5145电连接，通过第一光衰减器功率监控器5145采集到的数据控制对第一发射光衰减器5144的输出电压。

在第一发射光衰减器5144的第二输出端口与偏振旋转合束器5141之间设置第一发射功率监控器5147，用于监控衰减后的第一发射信号光的光功率。MCU与第一发射功率监控器5147电连接，上位机可读取MCU内存储的第一发射信号光的光功率。

相干光芯片中还设置有第二发射光衰减器5154，设置于偏振旋转合束器5141与第二偏振相干调制器5152之间，对第二发射信号光进行衰减控制。为实现对第二发射光衰减器5154的控制，在第二发射光衰减器5154的第二输出端设置第二光衰减器功率监控器5155，第二发射光衰减器5154的第一输出端与发射偏振旋转合束器5141的第二输入端连接。MCU与第二光衰减器功率监控器5155电连接，通过第二光衰减器功率监控器5155采集到的数据控制对第二发射光衰减器5154的输出电压。

在第二发射光衰减器5154与偏振旋转合束器5141之间设置第二发射功率监控器5157，用于监控衰减后的第二发射信号光的光功率。MCU与第二发射功率监控器电连接，上位机可读取MCU内存储的第二发射信号光的光功率。

在本申请中为提高有效发射光功率，两个不同方向的偏振相干调制器输出的发射光的光功率的差比应不大于15％，即第一偏振相干调制器与第二偏振相干调制器的差值，与第一偏振相干调制器或第二偏振相干调制器的比值不大于15％。

MCU可通过对第一发射信号光的光功率、第二发射信号光的光功率的监控，控制第一光衰减器或第二光衰减器衰减值的大小，使得第一偏振相干调制器与第二偏振相干调制器的差比在预设差比范围内。

本申请还提供了另一种实施例，其中，第一本振分光器5131和第四本振分光器5134为可调分光器，可通过控制第一本振分光器和第三本振分光器的输出端的分光比例，控制发射光功率的大小。为提高有效发射光功率，保证两个不同方向的偏振相干调制器输出的发射光的光功率基本保持一致，控制第一偏振相干调制器的输出光功率与第二偏振相干调制器的输出光功率的差比不大于15％。

在以上相干光芯片中，光纤耦合端口和偏振旋转合束器5141对不同偏振态光的插损耗会存在不同，尤其光纤耦合端口的光学插损还会收到芯片加工工艺的影响，而在实际应用中要求从发射端发出的两种不同偏振的光功率均衡，因此，本申请提供了另一种相干光芯片结构示意图，通过相干光芯片上集成的可调光衰减器来对功率较高的偏振态的光功率进行功率衰减，从而降低有效的光发射功率，并且影响芯片良率。图47为本申请提供的一种相干光芯片结构示意图五，如图47中所示，光纤耦合器包含三个光纤耦合端口，从上到下依次为接收光纤耦合端口5111、本振光纤耦合端口5112和发射光纤耦合端口511。其中，本振光纤耦合端口5112与外部本振光源通过保偏光纤相连接。第一本振分光器5131为非均衡分光器，非均衡分光器的输入端与本振光纤耦合端口5112连接，第一输出端与第一偏振相干调制器连接，第二输出端与第二本振分光器的输入端连接。第二本振分光器5132的第一输出端与第二偏振相干调制器连接，第二输出端与第三本振分光器的输入端连接。第三本振分光器5133的第一输出端与第一偏振平衡接收器5123连接，第二输出端与第二偏振平衡接收器5124连接。

外部本振光源的光进入相干光芯片后经非均衡分光器分成两束，其中一束作为发射光进入第一偏振相干调制器5142中，经过电光信号加载和偏振旋转合束器5141偏振处理后从发射光纤耦合端口5113输出；另一束光作为本振光再次经过第二本振分光器5132分为两束，其中一束作为发射光进入第二偏振相干调制器5152中，经过电光信号加载和偏振旋转合束器5141偏振处理后从发射光纤耦合端口511发射光纤耦合端口5113输出，第二本振分光器5132的另一输出端口与第三本振分光器5133的输入端连接，经第三本振分光器分为两束分别进入第一偏振平衡探测器5123和第二偏振平衡探测器5124，与从接收光纤耦合端口5111进来的经过偏振旋转分束器5121处理后的光进行光学混频，从而实现信号的解调处理。

外部本振光源的光进入相干芯片后，具体分光过程如下：先经过非均衡分光器分出一定比例的光进入第一偏振相干调制器(比如40％)，该分光比例可以根据第一和第二两个不同偏振发射光功率差异需要进行不同的设计，另外60％光进入第二本振分光器5132中。经过第二本振分光器5132均匀分成两份，其中一束接入第二偏振相干调制器5152中，另外一束进入第三本振分光器5133中。

在实际芯片设计中，可以根据第一偏振相干调制器与第二偏振相干调制器的输出光功率的差异，来对非均衡分光器的分光比例进行不同的结构设计，使得从发射光纤耦合端口5113出射的光束中第一角度和第二角度两个偏振光功率均衡，从而提高有效光发射功率。该非均衡分光器通常采用非对称波导结构的分光器结构设计。

偏振旋转合束器5141的输出端与发射光纤耦合端口511连接，第一输入端与第一偏振相干调制器5142连接，第二输入端与第二偏振相干调制器5152连接。

在本申请示例中，非均衡分光器可采用非对称波导结构的分光器结构设计，也可利用基于马赫曾德干涉型结构的器件，如图46所示。在马赫曾德干涉型结构上方集成加热器，通过对加热器进行调节可以改变非均衡分光器的分光比例。在实际工作中，可以根据第二偏振相干调制器的输出光功率，来实时调节非均衡分光器的分光比例，使得从发射耦合端口出射的光束中两个偏振光功率均衡，从而提高有效光发射功率，并提高芯片良率。

图48为本申请实施例提供的一种非均衡分光器的结构示意图。如图48中所示，非均衡分光器包括：第一子分光部件、调制臂、干涉臂和第二子分光部件，其中，第一子分光部件的输入端与本振光纤耦合端口连接，将本振光分为两束。第一子分光部件的第一输出端与调制臂连接，第二输出端与干涉臂连接。第三子分光部件的第一输入端与调制臂的输出端连接，第二输入端与干涉臂的输出端连接，第一输出端与第二本振分光器5132的输入端连接，第二输出端与第一偏振相干调制器5142连接。MCU与第一调制臂、第二调制臂电连接，通过输出电压控制调制臂的温度，以控制调制臂的折射率，实现非均衡分光器的两个输出端的分光。

图49为本申请提供的一种相干光芯片结构示意图六，在本申请示例中，相干光芯片还包括：相干光芯片中还设置有第一发射光衰减器5144，设置于偏振旋转合束器5141与第一偏振相干调制器之间，对第一发射信号光进行衰减控制。为实现对第一发射光衰减器5144的控制，在第一发射光衰减器5144的第一输出端设置第一光衰减器功率监控器5145，第一发射光衰减器5144的第一输出端与发射偏振旋转合束器5141的第一输入端连接。MCU与第一光衰减器功率监控器5145电连接，通过第一光衰减器功率监控器5145采集到的数据控制对第一发射光衰减器5144的输出电压。

图50为本申请示例的一种相干光芯片结构示意图七，如图50中所示，为了实现对有效光发射功率的监控，计算非均衡分光器的分光比例，相干光芯片中在第一发射光衰减器5144与偏振旋转合束器5141之间设置第一发射功率监控器5147，用于监控衰减后的第一发射信号光的光功率。MCU与第一发射功率监控器5147电连接，上位机可读取MCU内存储的第一发射信号光的光功率。

同样的，为更加精确的实现对发射光功率的监控，在第二发射光衰减器与偏振旋转合束器5141之间设置第二发射功率监控器，用于监控衰减后的第二发射信号光的光功率。MCU与第二发射功率监控器电连接，上位机可读取MCU内存储的第二发射信号光的光功率。

根据第二发射功率监控器5157、第一发射功率监控器5147采集的数据进行非均衡分光器分光比例的调控。

非均衡分光器也可以利用基于马赫曾德干涉型结构的器件。在马赫曾德干涉型结构上方集成加热器，通过对加热器进行调节可以改变非均衡分光器的分光比例。在实际工作中，可以根据第二偏振相干调制器的输出光功率，来实时调节非均衡分光器的分光比例，使得从发射光纤耦合端口511发射光纤耦合端口5115113出射的光束中两个偏振光功率均衡，从而提高有效光发射功率，并提高芯片良率。

在本申请示例中的相干光模块中，非均衡分光器的输入端与本振光纤耦合端口5112连接，第一输出端与第一偏振相干调制器连接，第二输出端与第二本振分光器的输入端连接。第二本振分光器的第一输出端与第二偏振相干调制器连接，第二输出端与第三本振分光器的输入端连接。第三本振分光器的第一输出端与第一偏振平衡接收器5123连接，第二输出端与第二偏振平衡接收器5124连接。

进一步，为实现两种不同偏振的光功率均衡，第二本振分光器5132位可调分光器，可根据第一偏振相干调制器与第二偏振相干调制器的输出光功率的差异，进行可调分光器的分光调节。当第一偏振相干调制器的输出光功率大于第二偏振相干调制器的输出光功率时，调节可调分光器的第二输出端的出光比例增加，则进入的第二偏振相干调制器第二发射光的光功率增加，减小第一偏振相干调制器的输出光功率与第二偏振相干调制器的输出光功率的差值。

当第一偏振相干调制器的输出光功率小于第二偏振相干调制器的输出光功率时，调节可调分光器的第二输出端的出光比例减小。则进入的第二偏振相干调制器的第二发射光的光功率减小，减小第一偏振相干调制器的输出光功率与第二偏振相干调制器的输出光功率的差值。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。