[發(fā)明專利]自校準(zhǔn)集成光子電路及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980109143.3
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN101971444A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳陽闿;默漢默德·拉什拉什;涂坤裕
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾卡特朗訊美國公司
• 主分類號(hào): H01S5/0687
• 分類號(hào): H01S5/0687;H01S5/026
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及一種集成光子器件，更具體地，涉及一種自校準(zhǔn)集成光子電路及其控制方法。

背景技術(shù)

該部分引入了可能有助于更好理解本發(fā)明的各個(gè)方面。因此，按照這樣閱讀這一部分的陳述，并且不會(huì)將其理解為是什么或不是什么、現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

采用集成光子電路的系統(tǒng)可以提供用于超寬帶信號(hào)處理的強(qiáng)大平臺(tái)。硅基集成光子電路對(duì)于光子電路的高水平集成擁有特別有前途的未來。然而，這種光子電路受到頻率偏離，并且光子器件由于溫度改變而導(dǎo)致失配。稱作“未對(duì)準(zhǔn)”的偏離和失配使得光子電路的性能退化。為了抵消這一問題，已經(jīng)開發(fā)了精細(xì)校準(zhǔn)電路作為集成光子電路的伴隨芯片。這些校準(zhǔn)電路在減小未對(duì)準(zhǔn)方面通常是有效的，但是仍然難以向較大的未對(duì)準(zhǔn)提供補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的一個(gè)方面提出了一種自校準(zhǔn)集成光子電路。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電路包括：(1)襯底；(2)激光器，位于所述襯底上，并且配置用于產(chǎn)生輸出頻率的光源光；(3)激光器對(duì)準(zhǔn)傳感器，位于所述襯底上，并且包括：(3a)基準(zhǔn)光學(xué)諧振器，配置用于接收所述光源光，具有近似預(yù)定中心頻率的零點(diǎn)，并且提供作為輸出頻率和中心頻率之間關(guān)系的函數(shù)的輸出光；(3b)光電探測器，配置用于提供基于輸出光幅度的電信號(hào)；以及(4)位于所述襯底上的校準(zhǔn)控制器，與所述光電探測器耦合，并且配置用于基于所述幅度調(diào)節(jié)輸出頻率。

本發(fā)明的另一方面提供了一種控制自校準(zhǔn)集成光子電路的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括：(1)利用位于所述電路襯底上的激光器產(chǎn)生輸出頻率的光源光；(2)提供作為輸出頻率和位于襯底上的基準(zhǔn)光學(xué)諧振器的中心頻率之間關(guān)系的函數(shù)的輸出光；(3)利用位于所述襯底上的光電探測器，提供基于輸出光的幅度的電信號(hào)；以及(4)利用位于所述襯底上的校準(zhǔn)控制器、基于所述幅度來調(diào)節(jié)輸出頻率。

附圖說明

為了更加全面的理解本發(fā)明，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，其中：

圖1是自校準(zhǔn)集成光子電路的一個(gè)實(shí)施例的圖；

圖2是光電探測器輸出電流作為基準(zhǔn)光學(xué)諧振器光源光頻率的函數(shù)的曲線，具體地示出了基準(zhǔn)光學(xué)諧振器響應(yīng)作為光源光輸出頻率函數(shù)的單調(diào)本性；

圖3是可以在圖1的校準(zhǔn)控制器中執(zhí)行的激光對(duì)準(zhǔn)過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖4是可以在圖1的校準(zhǔn)控制器中執(zhí)行的光子器件對(duì)準(zhǔn)過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖5是可以在圖1的校準(zhǔn)控制器中執(zhí)行的耦合比調(diào)節(jié)過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖6A是示例pole-zero四階帶通濾波器的響應(yīng)曲線；

圖6B是圖6A的帶通濾波器中的光學(xué)諧振器的曲線，所述光學(xué)諧振器在相對(duì)于基準(zhǔn)光學(xué)諧振器偏移處諧振；

圖7A是具有分布激光對(duì)準(zhǔn)傳感器的自校準(zhǔn)集成光子電路的一個(gè)實(shí)施例的平面圖；

圖7B是圖7A的光子電路的正視圖；以及

圖8是控制自校準(zhǔn)集成光子電路的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

如上所述，今天的精細(xì)校準(zhǔn)電路，難以提供對(duì)于較大未對(duì)準(zhǔn)的補(bǔ)償，所述精細(xì)校準(zhǔn)電路位于與集成光子電路分立的芯片上(芯片外)。甚至現(xiàn)代的激光器易受顯著偏移的影響，并且溫度變化可以在材料上影響光子電路中其他光子器件的對(duì)準(zhǔn)。

圖1是自校準(zhǔn)集成光子電路的一個(gè)實(shí)施例的圖。光子電路的所有光子器件都位于單獨(dú)的襯底100上(或者單獨(dú)的襯底100中，這些術(shù)語在這里可互換的使用)。圖1示出了襯底的主面，可以將其看作是光子電路的上表面。襯底100與體材料熱電冷卻器或TEC(圖1中未示出但是在圖4B中示出)相關(guān)聯(lián)。在所示實(shí)施例中，體材料TEC至少實(shí)質(zhì)上與襯底100的主面(例如下表面，并且因此在圖1中隱藏起來)有相同的邊界，并且向整個(gè)光子電路提供相對(duì)粗略的溫度控制。

激光器105提供作為一個(gè)或更多溫度函數(shù)的輸出頻率的光源光，并且提供驅(qū)動(dòng)電流或如果所述激光器105配備有壓電調(diào)諧器，提供壓電調(diào)諧器設(shè)置。如上所述，通常作為溫度變化的結(jié)果，所述輸出頻率偏移。

可以是馬赫-曾德耦合器的耦合器K₁具有第一和第二輸入、輸出和加熱器，并且配置用于接收光源光并且將所述光源光分為兩路。光波導(dǎo)(非基準(zhǔn))沿這兩個(gè)路徑將所述光源光攜帶至另外的光子器件。為了簡單的目的，圖1并沒有示出與耦合器K₁相關(guān)聯(lián)的加熱器和其他光子器件。相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟悉這些加熱器，包括如何制造和使用這些加熱器。