本发明涉及一种用单光源双NRZ调制实现PAM4码的光芯片，包括依次连接的并相互光导通的与光源相耦合的输入模场耦合光波导、分波的非等分Y分支光波导、能产生NRZ信号的NRZ组件、合波的高低位合波等分Y分支光波导、输出模场耦合光波导；NRZ组件包括高位和低位MZ型干涉幅度调制器，两个调制器均包括分波的等分Y分支光波导、两个作为差分电光相位调制臂的电光调制光波导、合波的等分Y分支光波导、控制相位变化的设置在每个电光调制光波导上的与外接射频信号源相连接的射频控制电极。该发明仅需一个激光光源，就可实现PAM4调制码型，其实现方式更简单，成本更低，体积可缩小十到百倍，集成度大幅提高，应用范围更广。