專利名稱：光學(xué)調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明概要地涉及光學(xué)通信領(lǐng)域，具體是呈現(xiàn)改善的響應(yīng)特性的 光結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)已用于構(gòu)建包含光學(xué)調(diào)制器在內(nèi)的多種光學(xué)裝 置。這些裝置的一個(gè)問題是，它們常常呈現(xiàn)非理想的響應(yīng)特性，具體 是它們時(shí)常呈現(xiàn)響應(yīng)波紋。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的原理，用具有可調(diào)損耗(loss)的元件(置于環(huán)形
諧振腔結(jié)構(gòu)內(nèi))的環(huán)形諧振腔構(gòu)建呈現(xiàn)改善的響應(yīng)特性的光學(xué)調(diào)制器 裝置。通過調(diào)諧與/或控制諧振腔內(nèi)的損耗，獲得更接近理想響應(yīng)的 調(diào)制器響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，描述了采用具有可調(diào)損耗的兩個(gè)級(jí)聯(lián)的環(huán) 形諧振腔結(jié)構(gòu)的光學(xué)調(diào)制器，其呈現(xiàn)更令人滿意的響應(yīng)特性。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了采用在馬赫-曾德耳調(diào)制器(MZ) 的每個(gè)支路中具有可調(diào)損耗的兩個(gè)環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)的平衡馬赫-曾德 耳調(diào)制器，其呈現(xiàn)線性化的響應(yīng)。
有利的是，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)調(diào)制器裝置中所采用的諧振腔的損 耗，可進(jìn)一步減少裝置波紋與/或與理想響應(yīng)的響應(yīng)偏差。


在圖中
圖l是現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)馬赫-曾德耳調(diào)制器的示意4圖2是依據(jù)本發(fā)明的包含諧振腔的光學(xué)調(diào)制器的示意圖； 圖3(a)和圖3(b)分別是示出與激光線一致(3(a))和偏移(3(b)) 的環(huán)形調(diào)制器頻率的圖4是依據(jù)本發(fā)明的具有環(huán)形諧振腔的調(diào)制器的級(jí)聯(lián)對(duì)的示意
圖5是圖2的光學(xué)調(diào)制器的示意圖，依據(jù)本發(fā)明包含可調(diào)損耗元 件、調(diào)制元件和移相器；
圖6是依據(jù)本發(fā)明的具有可調(diào)環(huán)形諧振腔損耗的調(diào)制器的級(jí)聯(lián)對(duì) 的示意圖7(a)是示出圖5的調(diào)制器的指數(shù)響應(yīng)的圖，及其與指數(shù)響應(yīng)的 偏差7 (b);
圖8是依據(jù)本發(fā)明的具有可調(diào)損耗諧振腔、調(diào)制元件和移相器的 光學(xué)調(diào)制器的示意圖；以及
圖9a是依據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的平衡調(diào)制器的示意圖，其每個(gè)支路上 具有可調(diào)損耗的環(huán)形諧振腔，且單輸入單輸出；
圖9b是依據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的平衡調(diào)制器的示意圖，其每個(gè)支路上 具有可調(diào)損耗的環(huán)形諧振腔，且多輸入多輸出；
圖IO是示出圖8的調(diào)制器的線性響應(yīng)的圖。
具體實(shí)施例方式
如下僅示出本發(fā)明的原理。因此將領(lǐng)會(huì)的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將 能夠設(shè)計(jì)多種布置，其雖然沒有在本文中明確描述或示出，但體現(xiàn)本 發(fā)明的原理，且屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
此外，本文記載的所有示例和條件語言主要明確地旨在僅用于教 學(xué)目的，以幫助讀者理解本發(fā)明的原理和發(fā)明者貢獻(xiàn)的推動(dòng)技術(shù)的構(gòu) 思，并應(yīng)認(rèn)為不限于這些具體記載的示例和條件。
而且，本文記載本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例的所有聲明及其特 定的示例旨在包含其結(jié)構(gòu)的及功能的等同物。另外，意圖是這些等同
5物包括當(dāng)前已知的等同物以及將來開發(fā)的等同物，即執(zhí)行相同功能的
開發(fā)的任何元件，不"i侖結(jié)構(gòu)如何。
因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)的是，本文中的圖表表示體 現(xiàn)本發(fā)明的原理的說明性結(jié)構(gòu)的概念示圖。
圖1示出光學(xué)設(shè)備100的示意圖，它是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的 馬赫-曾德耳調(diào)制器。這種光學(xué)調(diào)制器是用于信號(hào)傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵組 件之一，且多種類型為人們所熟知和理解。正如能領(lǐng)會(huì)的，馬赫-曾 德耳調(diào)制器的筒單性有助于其在光學(xué)系統(tǒng)中廣泛^使用。
繼續(xù)參照?qǐng)D1，可觀察到馬赫-曾德耳調(diào)制器包含輸入波導(dǎo)110 和輸出波導(dǎo)120,其通過一對(duì)波導(dǎo)支路130和140光學(xué)連接。因此， 應(yīng)用于輸入波導(dǎo)110的光學(xué)信號(hào)經(jīng)由上支路130與/或下支路140穿 過調(diào)制器后將離開輸出波導(dǎo)120。
現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖2，那里它示出了如圖1中所示的調(diào)制器，但增加了通 過可調(diào)耦合器255光耦合到調(diào)制器的環(huán)形諧振腔250和示出為耦合到 調(diào)制器下支路的移相器245。雖然此例中示出移相器245耦合到調(diào)制 器下支路，但依據(jù)本發(fā)明，它可根據(jù)特定的應(yīng)用耦合到兩支路中的其 中一個(gè)或全部。
應(yīng)當(dāng)注意，這樣配置時(shí)，常見的馬赫-曾德耳結(jié)構(gòu)有效地用作可 調(diào)耦合器255。此外，正如能夠?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員輕易領(lǐng)會(huì)的那樣， 雖然為了清晰，我們示出獨(dú)立于馬赫-曾德耳結(jié)構(gòu)的支路的諧振腔結(jié) 構(gòu)，對(duì)于本發(fā)明的目的，僅他們與支路的光通信是必要的，因此他們 的位置可以在這些支路的內(nèi)部或支路外部。最后，雖然此例中我們已 示出明確的環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)，但依據(jù)本發(fā)明的其他諧振腔結(jié)構(gòu)同樣有 效。
如圖2所示的環(huán)形諧振腔用于影響光學(xué)調(diào)制時(shí)，移動(dòng)環(huán)的諧振位 置(在頻率間隔中)使得其與激光線一致或偏移。當(dāng)該位置與激光線 一致時(shí)，則裝置將處于"關(guān)"的狀態(tài)。相反，當(dāng)該位置與激光線偏移 時(shí)，則裝置將處于"開"的狀態(tài)。分別在圖3(a)和圖3(b)中用圖示出了這種一致和偏移。
當(dāng)兩個(gè)環(huán)形諧振腔級(jí)聯(lián)時(shí)可有利地改善這種調(diào)制器的響應(yīng)的線
性。圖4所示意地示出這種級(jí)聯(lián)配置。正如能從圖4觀察到的，第一 調(diào)制器的輸出420耦合到第二調(diào)制器的輸入460，其中每個(gè)調(diào)制器分 別包含環(huán)形諧振腔450和490。這種級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的總輸出出現(xiàn)于第二調(diào) 制器的輸出497。
盡管改善了線性特性，如圖4所示的裝置仍將呈現(xiàn)與線性的一些 偏差。依據(jù)本發(fā)明，通過在環(huán)形諧振腔中安置一個(gè)或多個(gè)可調(diào)損耗元 件可獲得改善的響應(yīng)。
有利的是，依據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)諧/控制每個(gè)諧振腔貢獻(xiàn)的或每 個(gè)諧振腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)的損耗可獲得更接近理想響應(yīng)(在本例中是線性)的 響應(yīng)。本發(fā)明提供了更多優(yōu)點(diǎn)，還實(shí)現(xiàn)了裝置輸出中的更大的靈活性 (例如，更多種斜率)。
圖5是示出了如圖2中描繪的調(diào)制器500的示意圖，包含可調(diào)損 耗元件524、調(diào)制元件521以及與其光耦合的一個(gè)或多個(gè)DC移相器 522。雖然此圖5中未特別示出，但調(diào)制元件可有利地是電光調(diào)制元 件，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。同樣未在此圖5中特別示出的是， 雖然為了方便，示出諧振腔環(huán)在馬赫-曾德耳結(jié)構(gòu)的"外部"，然而 其可在如所構(gòu)建的結(jié)構(gòu)的"內(nèi)部"。
有利的是，如圖5所示的裝置也可用具有良好性能的半導(dǎo)體處理 技術(shù)構(gòu)建。那樣，材料的優(yōu)選"疊層(stack)"可由例如Si和摻雜 Ge的Si層的交替層構(gòu)建。如所能領(lǐng)悟的是，這種處理技術(shù)提供大量 材料和摻雜物，從其中裝置可根據(jù)特定應(yīng)用有利地構(gòu)建。
圖6是示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的級(jí)聯(lián)環(huán)形調(diào)制器的示意圖，其中每 個(gè)諧振腔環(huán)呈現(xiàn)可調(diào)損耗。更具體地說，如此圖6所示，第一調(diào)制器 610包含諧振腔環(huán)623,諧振腔環(huán)623具有一個(gè)或多個(gè)DC移相器622、 可調(diào)損耗元件626和高速移相器624，通過可調(diào)耦合器628耦合。我 們注意到，調(diào)制與或/損耗元件可置于環(huán)內(nèi)、可調(diào)耦合器中或同時(shí)在兩個(gè)位置。第二個(gè)調(diào)制器630配置相似。
此圖6中示出的結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例中，可調(diào)諧第一裝置以調(diào)節(jié)相移，而可調(diào)諧接下來的或第二裝置以調(diào)節(jié)損耗，或反過來。這樣，提供了很大的設(shè)計(jì)靈活性，同時(shí)依然呈現(xiàn)相對(duì)簡單的制作。備選地，可在第 一和其后的裝置中調(diào)節(jié)兩個(gè)參數(shù)——^員耗和相位。
這種配置可有利地產(chǎn)生如圖7 (a)所示的指^:響應(yīng)，其與期望指數(shù)響應(yīng)的偏差于圖7(b)中示出。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能領(lǐng)會(huì)的，可通過多種機(jī)制調(diào)諧諧振腔損耗，包括載流子注入機(jī)制或可調(diào)耦合器，從而減少與期望指數(shù)響應(yīng)的調(diào)制器偏差。
有利的是，本發(fā)明不局限于如圖6所示的那些級(jí)聯(lián)配置?，F(xiàn)參考圖8,示出單個(gè)調(diào)制器800，其中包含環(huán)形諧振腔820，其具有一個(gè)或多個(gè)DC移相器822、可調(diào)損耗元件826和高速移相器824，通過可調(diào)耦合器828耦合。雖然沒有特別示出，但這種結(jié)構(gòu)可選擇性地調(diào)諧以呈現(xiàn)出令人滿意的線性的與/或指數(shù)的響應(yīng)特性。
使用羊獨(dú)的雙支路調(diào)制器可產(chǎn)生本發(fā)明的更多變化。更具體地
說，參考圖9(a)，示出了平衡調(diào)制器900 (a)，其中兩個(gè)支路910和911每個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)的或可調(diào)諧的損耗裝置926。有利地，可調(diào)諧這種裝置以產(chǎn)生多種響應(yīng)特性，包含如圖10所示的線性化的響應(yīng)特性。另外，雖然圖9(a)中所示的裝置僅具有單輸入波導(dǎo)921和單輸出波導(dǎo)，可有利地將其構(gòu)造成如圖9(b)中所示的，具有兩個(gè)輸入波導(dǎo)921 (a)、 921(b)和兩個(gè)輸出波導(dǎo)921 (c)、 921(d),或甚至其組合。
此時(shí)，雖然使用一些特定的示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到教導(dǎo)不限于此。因此，本發(fā)明應(yīng)僅由本文所附的權(quán)利要求的范圍所限定。
權(quán)利要求
1. 一種光學(xué)設(shè)備，包括光學(xué)調(diào)制器；以及光耦合到所述光學(xué)調(diào)制器的光學(xué)諧振腔；其特征在于置于所述諧振腔內(nèi)的多個(gè)可調(diào)元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備其中所述多個(gè)可調(diào)元件包括至少 一個(gè)移相器和至少 一個(gè)損 耗元件。
3. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)設(shè)備其中所述移相器和所述損耗元件是功能上互相獨(dú)立的。
4. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備其特征還在于第二光學(xué)調(diào)制器，其輸入光耦合到所述光學(xué)調(diào)制器的輸出； 光耦合到所述第二光學(xué)調(diào)制器的第二光學(xué)諧振腔； 置于所述第二諧振腔內(nèi)的 一個(gè)或多個(gè)損^^元件。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)設(shè)備其特征還在于置于所述第二諧振腔內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)所述損耗元件包括可 調(diào)損耗元件。
6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述光學(xué)調(diào)制器是兩支 路的馬赫-曾德耳調(diào)制器，以及所述光學(xué)諧振腔光耦合到所述支路中 的一個(gè)，其特在還在于光耦合到所述馬赫-曾德耳調(diào)制器的第二支路的第二光學(xué) 諧振腔，其中所述第二光學(xué)諧振腔包含一個(gè)或多個(gè)損耗 元件。
7. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)設(shè)備其特在還在于一個(gè)或多個(gè)所述損耗元件是可調(diào)節(jié)的。
8. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中所述諧振腔包括一個(gè)或 多個(gè)移相器。
9. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，還包括將所述調(diào)制器光耦合 到所述諧振腔的可調(diào)光耦合器。
10. —種方法，在包括調(diào)制器和諧振腔的光學(xué)裝置中，改變所述 裝置的響應(yīng)特性，所述方法包括以下步驟為所述諧振腔建立初始的損耗特性；以及調(diào)節(jié)所述諧振腔的所建立的損耗特性以使得產(chǎn)生期望的響應(yīng)特性。
全文摘要
由環(huán)形諧振腔構(gòu)建的光學(xué)調(diào)制器裝置呈現(xiàn)改善的響應(yīng)特性，所述環(huán)形諧振腔具有置于環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)內(nèi)的可調(diào)損耗元件和一個(gè)或多個(gè)移相器。通過調(diào)諧和/或控制諧振腔內(nèi)的損耗，獲得期望的調(diào)制器響應(yīng)特性。
文檔編號(hào)G02F1/225GK101484849SQ200780024713
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者D·M·吉爾, M·拉斯拉斯, S·帕特爾 申請(qǐng)人:盧森特技術(shù)有限公司