電光器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及電光器件。該電光(E/O)器件包括：具有輸入以及第一和第二輸出的第一非對(duì)稱光耦合器；耦合到第一非對(duì)稱光耦合器的第一輸出的第一光波導(dǎo)臂；以及耦合到第一非對(duì)稱光耦合器的第二輸出的第二光波導(dǎo)臂。至少一個(gè)E/O調(diào)幅器耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂。光組合器在至少一個(gè)E/O調(diào)幅器的下游耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂。
【專利說(shuō)明】
電光器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域，并且更特別地涉及用于光信號(hào)的多級(jí)調(diào)制的電光(E/ο)調(diào)幅器。
【背景技術(shù)】
[0002]光傳輸系統(tǒng)通?；诠廨斎胄盘?hào)的直接調(diào)制或者外部調(diào)制。對(duì)于高速應(yīng)用，外部調(diào)制是優(yōu)選的。
[0003]光輸入信號(hào)的外部調(diào)制涉及向由光源(諸如激光器)提供的連續(xù)波(CW)光信號(hào)施加電調(diào)制信號(hào)。電光調(diào)制器(諸如馬赫-策德?tīng)柛缮鎯x(MZI))通常用于高速應(yīng)用。
[0004]馬赫-策德?tīng)栒{(diào)制器控制光信號(hào)的幅度。輸入導(dǎo)波被分為兩個(gè)波導(dǎo)干涉儀臂。當(dāng)跨波導(dǎo)臂之一施加電壓時(shí)，針對(duì)該波導(dǎo)臂中的光信號(hào)引起相移。來(lái)自兩個(gè)波導(dǎo)干涉儀臂的光信號(hào)然后被重新組合。改變相位調(diào)制路徑上的電場(chǎng)確定兩個(gè)光信號(hào)是否在輸出處構(gòu)造性地或破壞性地干涉，從而控制光輸出信號(hào)的幅度或強(qiáng)度。
[0005]環(huán)輔助的馬赫-策德?tīng)柛缮鎯x(RAMZI)與馬赫-策德?tīng)柛缮鎯x具有相同的表現(xiàn)，但是使用環(huán)來(lái)修改相位。環(huán)可以是有源的或者無(wú)源的以修改相位。環(huán)輔助的馬赫-策德?tīng)柛缮鎯x在每個(gè)波導(dǎo)臂中具有相同的功率，并且每個(gè)波導(dǎo)臂中的相位使用調(diào)制二極管來(lái)改變。相位差導(dǎo)致幅度調(diào)制。馬赫-策德?tīng)柛缮鎯x中的環(huán)用于改善調(diào)制器的線性，其進(jìn)而改善消光比。功率幅度的變化被視為副作用，其在環(huán)輔助的馬赫-策德?tīng)柛缮鎯x中被減小。
[0006]作為馬赫-策德?tīng)栒{(diào)制器和環(huán)輔助的馬赫-策德?tīng)柛缮鎯x的替代，美國(guó)專利號(hào)7，515，778中公開(kāi)了分段光調(diào)制器。該光調(diào)制器包括用于動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)調(diào)制器內(nèi)的光信號(hào)路徑的有效長(zhǎng)度的可調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置。每個(gè)調(diào)制器臂被劃分成多個(gè)分段，每個(gè)分段耦合到單獨(dú)的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)器。每個(gè)調(diào)制器臂的有效長(zhǎng)度將是在任何給定時(shí)間點(diǎn)針對(duì)每個(gè)臂被激活的驅(qū)動(dòng)器的數(shù)目的函數(shù)。反饋裝置可以與多個(gè)驅(qū)動(dòng)器一起使用以通過(guò)測(cè)量作為光功率的函數(shù)的消光比并且相應(yīng)地打開(kāi)或關(guān)閉各個(gè)驅(qū)動(dòng)器來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)調(diào)制器的操作。
[0007]以上用于調(diào)制光輸入信號(hào)的方法基于控制光波導(dǎo)臂之間的相位差，其產(chǎn)生光輸出信號(hào)的幅度的差異。光波導(dǎo)臂通常必須足夠長(zhǎng)以便具有能夠在馬赫-策德?tīng)栒{(diào)制器的輸出處產(chǎn)生足夠大以滿足鏈路規(guī)定的比率P(bitl)/P(bitO)的相位差。這一比率被稱為消光比。對(duì)于硅光子器件中使用的典型的PN調(diào)制二極管，最小長(zhǎng)度在1.8V的電壓處通常為3mm。這影響電光(E/0)器件的大小和緊湊性。雖然可以使用更先進(jìn)的器件來(lái)產(chǎn)生更好的相位差，然而它們通常更復(fù)雜并且制作昂貴。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本公開(kāi)的目的是提供一種電光器件，以至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題。
[0009]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種電光(E/0)器件，包括:具有輸入以及第一和第二輸出的第一非對(duì)稱光親合器;親合到第一非對(duì)稱光親合器的第一輸出的第一光波導(dǎo)臂；以及耦合到第一非對(duì)稱光耦合器的第二輸出的第二光波導(dǎo)臂。至少一個(gè)第一E/0調(diào)幅器可以耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂。第一光組合器可以在至少一個(gè)第一 E/Ο調(diào)幅器的下游耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂。
[0010]E/0器件不依賴于光波導(dǎo)臂之間的相位差來(lái)改變由第一光組合器提供的輸出光信號(hào)的狀態(tài)。相反，第一非對(duì)稱光耦合器將在其輸入處接收的光輸入信號(hào)分為用于第一和第二光波導(dǎo)臂的第一和第二光信號(hào)，其中第一和第二光信號(hào)具有相等的相位但是處于不同的功率等級(jí)。這有利地使得能夠通過(guò)改變第一和第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂上的第一和第二光信號(hào)中的至少一個(gè)光信號(hào)的幅度來(lái)改變輸出光信號(hào)的狀態(tài)。
[0011]第一和第二光波導(dǎo)臂的長(zhǎng)度可以縮短，因?yàn)榈谝缓偷诙獠▽?dǎo)臂中的第一和第二光信號(hào)之間的相位差由于相位相等而不需要被確定。這有利地使得與依賴于這樣的相位差以改變輸出光信號(hào)的狀態(tài)的E/ο器件相比，該E/0器件的大小能夠更小并且更緊湊。
[0012]E/0器件還可以包括親合到第一非對(duì)稱光親合器的輸入的光源，并且光源可以被配置成生成連續(xù)的光輸入信號(hào)。E/0器件還可以包括耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂的至少一個(gè)光相位調(diào)節(jié)器。至少一個(gè)光相位調(diào)節(jié)器可以用于補(bǔ)償由第一非對(duì)稱光耦合器引入的任何相位差。
[0013]至少一個(gè)第一 E/0調(diào)幅器可以包括光學(xué)環(huán)形調(diào)制器。光學(xué)環(huán)形調(diào)制器可以包括具有在5-10μπι的范圍內(nèi)的半徑的環(huán)。至少一個(gè)E/0調(diào)幅器可以包括耦合到第一光波導(dǎo)臂的第一光學(xué)環(huán)形調(diào)制器以及耦合到第二光波導(dǎo)臂的第二光學(xué)環(huán)形調(diào)制器。第一和第二光學(xué)環(huán)形調(diào)制器被配置成支持脈沖幅度調(diào)制(ΡΑΜ)4，從而光輸出信號(hào)具有4個(gè)不同狀態(tài)。
[0014]第一非對(duì)稱親合器可以包括非對(duì)稱多模式干涉(MMI)親合器和非對(duì)稱直流親合器中的至少一項(xiàng)。第一光組合器可以包括對(duì)稱組合器。對(duì)稱組合器可以包括多模式干涉(MMI)Y型接頭耦合器。
[0015]Ε/0器件還可以包括具有耦合到第一非對(duì)稱耦合器的第二輸出的輸入并且具有第一和第二輸出的第二非對(duì)稱耦合器，第二非對(duì)稱耦合器的第一輸出耦合到第二光波導(dǎo)臂。第三光波導(dǎo)臂可以耦合到第二非對(duì)稱耦合器的第二輸出。至少一個(gè)第二Ε/0調(diào)幅器可以耦合到第三光波導(dǎo)臂。第二光組合器可以耦合到第一光組合器的輸出并且在至少一個(gè)第二 E/O調(diào)幅器的下游耦合到第三光波導(dǎo)臂。當(dāng)?shù)谝?、第二和第三光波?dǎo)臂中的每個(gè)光波導(dǎo)臂具有耦合至其的相應(yīng)Ε/0調(diào)幅器時(shí)，支持脈沖幅度調(diào)制(ΡΑΜ)8，從而光輸出信號(hào)具有8個(gè)不同狀
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[0016]E/O器件還可以包括具有輸入以及第一和第二輸出的第二非對(duì)稱光親合器、串禹合到第二非對(duì)稱光耦合器的第一輸出的第三光波導(dǎo)臂、以及耦合到第二非對(duì)稱光耦合器的第二輸出的第四光波導(dǎo)臂。至少一個(gè)第二 Ε/0調(diào)幅器可以耦合到第三和第四光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂。第二光組合器可以在至少一個(gè)第二 Ε/0調(diào)幅器的下游耦合到第三和第四光波導(dǎo)臂。第三非對(duì)稱光親合器可以具有親合到第一和第二非對(duì)稱親合器的相應(yīng)輸入的第一和第二輸出。第三光組合器可以具有耦合到第一和第二組合器的相應(yīng)輸出的第一和第二輸入。當(dāng)?shù)谝?、第二、第三和第四光波?dǎo)臂中的每個(gè)光波導(dǎo)臂具有耦合至其的相應(yīng)Ε/0調(diào)幅器時(shí)，支持脈沖幅度調(diào)制(PAM) 16，從而光輸出信號(hào)具有16個(gè)不同狀態(tài)。
[0017]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，提供了一種電光器件，包括:
[0018]光源，被配置成生成連續(xù)的光輸入信號(hào)；
[0019]第一非對(duì)稱光耦合器，具有耦合到所述光源的輸入并且具有第一輸出和第二輸出；
[0020]第一光波導(dǎo)臂，耦合到所述第一非對(duì)稱光耦合器的所述第一輸出；
[0021]第二光波導(dǎo)臂，耦合到所述第一非對(duì)稱光耦合器的所述第二輸出；
[0022]第一電光調(diào)幅器，耦合到所述第一光波導(dǎo)臂；
[0023]第二電光調(diào)幅器，耦合到所述第二光波導(dǎo)臂；以及
[0024]第一對(duì)稱光組合器，在所述第一電光調(diào)幅器和所述第二電光調(diào)幅器的下游耦合到所述第一光波導(dǎo)臂和所述第二光波導(dǎo)臂。
[0025]根據(jù)實(shí)施方式，所述第一電光調(diào)幅器包括第一光學(xué)環(huán)形調(diào)制器，并且所述第二電光調(diào)幅器包括第二光學(xué)環(huán)形調(diào)制器。
[0026]根據(jù)實(shí)施方式，所述第一光學(xué)環(huán)形調(diào)制器和所述第二光學(xué)環(huán)形調(diào)制器均包括具有在5-10μπι的范圍內(nèi)的半徑的環(huán)。
[0027]根據(jù)實(shí)施方式，所述第一非對(duì)稱親合器包括非對(duì)稱多模式干涉(MMI)親合器和非對(duì)稱直流耦合器中的至少一項(xiàng)。
[0028]根據(jù)實(shí)施方式，所述第一光組合器包括多模式干涉(MMI)Y型接頭耦合器。
[0029]根據(jù)實(shí)施方式，所述電光器件還包括耦合到所述第一光波導(dǎo)臂和所述第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂的至少一個(gè)光相位調(diào)節(jié)器。
[0030]根據(jù)實(shí)施方式，所述電光器件還包括:
[0031]第二非對(duì)稱耦合器，具有耦合到所述第一非對(duì)稱耦合器的所述第二輸出的輸入并且具有第一輸出和第二輸出，所述第二非對(duì)稱耦合器的所述第一輸出耦合到所述第二光波導(dǎo)臂；
[0032]第三光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱耦合器的所述第二輸出；以及
[0033]第二光組合器，親合到所述第一光組合器的輸出和所述第三光波導(dǎo)臂。
[0034]根據(jù)實(shí)施方式，所述電光器件還包括:
[0035]第二非對(duì)稱光親合器，具有輸入以及第一輸出和第二輸出；
[0036]第三光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱光耦合器的所述第一輸出；
[0037]第四光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱光耦合器的所述第二輸出；
[0038]至少一個(gè)第三光學(xué)電光調(diào)幅器，耦合到所述第三光波導(dǎo)臂和所述第四光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂；
[0039]第二光組合器，在所述至少一個(gè)第三電光調(diào)幅器的下游耦合到所述第三光波導(dǎo)臂和所述第四光波導(dǎo)臂；
[0040]第三非對(duì)稱光耦合器，具有耦合到所述第一非對(duì)稱耦合器和所述第二非對(duì)稱耦合器的相應(yīng)輸入的第一輸出和第二輸出；以及
[0041]第三光組合器，具有耦合到所述第一組合器和所述第二組合器的相應(yīng)輸出的第一輸入和第二輸入。
[0042]另一方面涉及一種用于使用如以上描述的電光(Ε/0)器件調(diào)制光輸入信號(hào)的方法。方法包括:向第一非對(duì)稱光耦合器的輸入提供光輸入信號(hào)以在第一非對(duì)稱光耦合器的第一輸出處提供第一光信號(hào)并且在第一非對(duì)稱光耦合器的第二輸出處提供第二光信號(hào)。方法還可以包括:使用耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂的至少一個(gè)第一Ε/0調(diào)幅器調(diào)制第一和第二光信號(hào)中的至少一個(gè)光信號(hào)的幅度；以及在調(diào)制第一和第二光波導(dǎo)臂中的第一和第二光信號(hào)中的至少一個(gè)光信號(hào)的幅度之后組合第一和第二光信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的具有電光(E/0)調(diào)幅器的E/0器件的框圖；
[0044]圖2是圖1中圖示的E/0調(diào)幅器的一個(gè)示例的示意圖；
[0045]圖3是被配置成基于PAM4調(diào)制提供光輸入信號(hào)的多級(jí)調(diào)制的圖1中圖示的E/U^件的示意圖；
[0046]圖4是圖示由圖3中圖示的E/0器件提供的光輸出信號(hào)的多級(jí)狀態(tài)的圖；
[0047]圖5是圖1中圖示的并且被配置成基于PAM8調(diào)制來(lái)操作的E/0器件的另一實(shí)施例的框圖；
[0048I圖6是圖5中圖示的E/0器件的示意圖；
[0049]圖7是圖1中圖示的并且被配置成基于PAM16調(diào)制來(lái)操作的E/0器件的又一實(shí)施例的框圖；
[0050]圖8是圖7中圖示的E/0器件的示意圖；以及
[0051]圖9是圖示用于使用圖1中圖示的E/0器件調(diào)制光輸入信號(hào)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]現(xiàn)在將在下文中參考示出本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的附圖更全面地描述本實(shí)用新型。然而，本實(shí)用新型可以用很多不同形式來(lái)實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)被理解為限于本文中所給出的實(shí)施例。相反，這些實(shí)施例被提供以使得本公開(kāi)能夠徹底和完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地傳達(dá)本實(shí)用新型的范圍。相似的附圖標(biāo)記始終指代相似的元素，并且在替代實(shí)施例中撇符號(hào)來(lái)表示類似的元素。
[0053]初始參考圖1，電光(E/0)器件10包括具有輸入以及第一和第二輸出的第一非對(duì)稱光親合器或分離器(splitter) 14。第一光波導(dǎo)臂16親合到第一非對(duì)稱光親合器14的第一輸出。第二光波導(dǎo)臂18親合到第一非對(duì)稱光親合器14的第二輸出。第一E/0調(diào)幅器20親合到第一光波導(dǎo)臂16，并且第二 E/0調(diào)幅器22耦合到第二光波導(dǎo)臂18。第一光組合器28在第一和第二 E/0調(diào)幅器20、22的下游耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂16、18。
[0054]光源12親合到第一非對(duì)稱光親合器14的輸入。光源12可以是例如激光器，并且生成連續(xù)波(CW)光輸入信號(hào)。
[0055]E/0器件10不依賴于光波導(dǎo)臂16、18之間的相位差來(lái)改變由第一光組合器28提供的輸出光信號(hào)的狀態(tài)。相反，第一非對(duì)稱光耦合器14將在其輸入處接收的光輸入信號(hào)分為用于第一和第二光波導(dǎo)臂16、18的第一和第二光信號(hào)，其中第一和第二光信號(hào)具有相等的相位但是處于不同的功率等級(jí)。這有利地使得能夠通過(guò)改變?cè)诘谝缓偷诙獠▽?dǎo)臂16、18中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂上的第一和第二光信號(hào)中的至少一個(gè)光信號(hào)的幅度來(lái)改變輸出光信號(hào)的狀態(tài)。
[0056]E/0器件10可選地包括耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂16、18中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂的至少一個(gè)光相位調(diào)節(jié)器24、26。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，每個(gè)光波導(dǎo)臂具有耦合至其的相應(yīng)的光相位調(diào)節(jié)器。光相位調(diào)節(jié)器24、26用于補(bǔ)償由第一非對(duì)稱光耦合器14引入的任何相位差。光相位調(diào)節(jié)器24、26可以單獨(dú)操作以使得第一和第二光波導(dǎo)臂16、18中的每個(gè)光波導(dǎo)臂具有相同的狀態(tài)，例如，這表示它們?cè)谙嗤南辔弧?br>[0057]E/0器件10基于其中信息被編碼在一系列光脈沖的幅度中的功率幅度調(diào)制(PAM)來(lái)操作。在所說(shuō)明的E/0器件中，支持PAM 4，因?yàn)榈谝缓偷诙▽?dǎo)臂16、18均具有其相應(yīng)的E/0調(diào)幅器20、22。對(duì)于PAM 4，輸出光信號(hào)在4個(gè)等級(jí)或狀態(tài)之間變化。
[0058]替代地，E/0器件10可以被配置成通過(guò)在第一和第二波導(dǎo)臂16、18中的僅一個(gè)波導(dǎo)臂中具有單個(gè)E/0調(diào)幅器來(lái)支持PAM 2οPAM 2也稱為非歸零(NRZ)，因?yàn)檩敵龉庑盘?hào)在2個(gè)等級(jí)或狀態(tài)之間變化。
[0059]在基于光波導(dǎo)臂之間的相位差來(lái)調(diào)制光輸入信號(hào)時(shí)，如在現(xiàn)有技術(shù)中，光波導(dǎo)臂通常必須足夠長(zhǎng)以便能夠確定相位差。對(duì)于PN調(diào)制二極管，每個(gè)光波導(dǎo)臂通常需要3mm的最小長(zhǎng)度。這影響電光(E/0)器件的大小和緊湊性。
[0060]在所說(shuō)明的實(shí)施例中，第一和第二光波導(dǎo)臂16、18的長(zhǎng)度可以縮短，因?yàn)榈谝缓偷诙獠▽?dǎo)臂之間的相位差由于相位相等而不需要被確定。第一和第二光波導(dǎo)臂16、18的長(zhǎng)度可以是例如10_20μπι。因此，與依賴于光波導(dǎo)臂中的相位差來(lái)改變輸出光信號(hào)的狀態(tài)的E/O器件相比，該Ε/0器件10的大小可以更小并且更緊湊。另外，Ε/0器件10的操作被簡(jiǎn)化，因?yàn)椴恍枰_定第一和第二光波導(dǎo)臂16、18之間的相位差。
[0061]第一和第二 Ε/0調(diào)幅器20、22可以被配置為光學(xué)環(huán)形調(diào)制器。光學(xué)環(huán)形調(diào)制器包括嵌入在環(huán)形諧振器中的調(diào)制二極管(ΡΝ、ΡΙΝ等)。出于說(shuō)明的目的，PIN調(diào)制二極管52包括形成在襯底54上的環(huán)形諧振器50，如圖2所示。環(huán)50具有例如在5-10μπι的范圍內(nèi)的半徑R。偏置電壓源56耦合到環(huán)形調(diào)制器件52用于通過(guò)施加偏置電壓以動(dòng)態(tài)地改變光波導(dǎo)內(nèi)的光信號(hào)的幅度(其進(jìn)而改變光信號(hào)的等級(jí)或狀態(tài))來(lái)控制環(huán)形調(diào)制器件52。
[0062]在其中使用硅作為光學(xué)介質(zhì)的硅光子器件中，光學(xué)環(huán)形調(diào)制器可以被配置成在不同的波段操作。對(duì)于硅光子器件，被調(diào)制的光信號(hào)的波段可以是例如1260-1360nm(0波段)、1460-1530nm(S波段)和1530-1565nm(C波段)。然而，光學(xué)環(huán)形調(diào)制器不限于這些波段。光學(xué)環(huán)諧振器50具有多個(gè)諧振頻率并且諧振地耦合環(huán)中的光，這一點(diǎn)本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解。
[0063]現(xiàn)在參考圖3和4，所說(shuō)明的E/0器件10被配置成基于PAM4調(diào)制提供光輸入信號(hào)Pin的多級(jí)調(diào)制。以下討論提供一系列等式以說(shuō)明光波導(dǎo)臂16、18中的相位差沒(méi)有變化。相反，光波導(dǎo)臂16、18中的光信號(hào)的功率等級(jí)改變以改變光輸出信號(hào)P-的等級(jí)或狀態(tài)。
[0064]光學(xué)輸入信號(hào)功率通過(guò)光波導(dǎo)分段PAl和PBl中的第一非對(duì)稱光耦合器14非對(duì)稱地劃分。第一非對(duì)稱光親合器14可以是例如非對(duì)稱多模式干涉(MMI)親合器或者非對(duì)稱直流耦合器。
[0065]光輸入信號(hào)的功率基于劃分比率α來(lái)劃分。假定零損失，
[0066]Pin = PA I+PB I
[0067]pAl=a*Pin
[0068]PBl = (l-a)*Pin
[0069]光學(xué)環(huán)形調(diào)制器20的輸出PA2處的功率為bitl和輸入功率的函數(shù)。類似地，光學(xué)環(huán)形調(diào)制器22的輸出PA2處的功率為bitO和輸入功率的函數(shù)。
[0070]PA2 = f(PAl,bitl)
[0071]PB2 = f(PBl,bitO)
[0072]當(dāng)bit = I時(shí)，功率Sp1，而當(dāng)bit = 0時(shí)，功率為Po。在光學(xué)環(huán)形調(diào)制器20、22之后，假定光信號(hào)的功率等級(jí)隨著幅度線性變化:
[0073]Pring( I) =kO*Pin
[0074]Pring(O) =kl*Pin
[0075]pA2(bitl = l)=kl*a*Pin
[0076]pA2(bitl =0) =kO*a*Pin
[0077]PB2(bit2 = l)=kl*(l_a)*Pin
[0078]PB2(bit2 = 0)=k0*(l_a)*Pin
[0079]Pi = kl*Pin
[0080]Po = kO*Pin
[0081 ]在第一光組合器28的輸出處，干涉儀等式為:
[0082]P0Ut = PA2+PB2+ (PA2*PB2) 1/2*cos ( N 1- N 2)
[0083]NI為第一光波導(dǎo)臂16中的相位，以及
[0084]N2為第一光波導(dǎo)臂18中的相位。
[0085]第一光組合器28為對(duì)稱組合器。對(duì)稱組合器可以是例如多模式干涉(MMI)Y型接頭親合器。
[0086]為了在“O”功率和“I”功率之間具有四個(gè)線性間隔開(kāi)的等級(jí)，選擇a以及N1-N 2。光學(xué)環(huán)形調(diào)制器20、22的操作不同于MZ調(diào)制器。在MZ調(diào)制器中，相位差在光組合器28的輸出處產(chǎn)生幅度差。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，每個(gè)光波導(dǎo)臂16、18中的相位差不變。相反，光波導(dǎo)臂
16、18中的相位相同，并且每個(gè)光波導(dǎo)臂中的功率不同。因此相位保持恒定但是幅度變化。
[0087]圖4中提供圖中80，圖中80圖示基于PAM4調(diào)制的光輸出信號(hào)PciuJ^四個(gè)不同輸出等級(jí)或狀態(tài)。4個(gè)不同的輸出狀態(tài)為’00、’01、’10和’11。用于PAM 4調(diào)制的E/0器件10的等式如下:
[0088]p( ,H)=a*Pi+(l-a)*Pi+(Pi*Pi)1/2*cos( N 1-N 2)
[0089]p( ’ 10) =a*Pi+(l-a)*Po+(Pi*Po)1/2*cos( N 1-N 2)
[0090]P(，01)=a*Po+(l-a)*P1+(Po*P1)1/2*cos(Nl-N2)
[0091 ] P(OO) =a*Po+(l-a)*Po+(Po*Po)1/2*cos( N 1-N 2)
[0092]為了確保光波導(dǎo)臂16、18中的每個(gè)光波導(dǎo)臂中的相位相同，E/0器件可以包括用于每個(gè)光波導(dǎo)臂16、18的相位調(diào)節(jié)器24、26。相位調(diào)節(jié)器24、26是可選的，并且主要在非對(duì)稱耦合器具有需要在兩個(gè)光波導(dǎo)臂16、18之間消除的與其相關(guān)聯(lián)的相移時(shí)需要。
[0093]現(xiàn)在參考圖5和6，提供E/0器件10’的框圖和示意圖，其中添加第三光波導(dǎo)臂60’和第三E/0調(diào)幅器62’，使得E/0器件10’被配置成基于PAM 8調(diào)制來(lái)操作。
[0094]E/0器件10’還另外包括具有耦合到第一非對(duì)稱耦合器14’的第二輸出的輸入并且具有第一和第二輸出的第二非對(duì)稱耦合器64’，其中第二非對(duì)稱耦合器64’的第一輸出耦合到第二光波導(dǎo)臂18’。第三光波導(dǎo)臂60’耦合到第二非對(duì)稱耦合器64’的第二輸出。第二光組合器66’耦合到第一光組合器28’的輸出和第三光波導(dǎo)臂60’。第三光波導(dǎo)臂60’包括可選的光相位調(diào)節(jié)器。
[0095]現(xiàn)在參考圖7和8，提供E/0器件10”的框圖和示意圖，其中添加第三光波導(dǎo)臂60”、70”以及第三和第四E/0調(diào)幅器62”、72”，使得E/0器件I O”被配置成基于PAM 16調(diào)制來(lái)操作。
[0096]E/0器件10”還包括具有輸入以及第一和第二輸出的第二非對(duì)稱光親合器64”、親合到第二非對(duì)稱光耦合器64”的第一輸出的第三光波導(dǎo)臂60”、以及耦合到第二非對(duì)稱光耦合器64”的第二輸出的第四光波導(dǎo)臂70”。第三E/0調(diào)幅器62”耦合到第三光波導(dǎo)臂60”。第四E/0調(diào)幅器72”耦合到第四光波導(dǎo)臂70”。第二光耦合器66”在第三和第四E/0調(diào)幅器62”、72”的下游耦合到第三和第四光波導(dǎo)臂60”、70”。具有第一和第二輸出的第三非對(duì)稱光耦合器74”耦合到第一和第二非對(duì)稱耦合器14”、64”的相應(yīng)輸入。具有第一和第二輸入的第三光組合器76”耦合到第一和第二組合器28”、66”的相應(yīng)輸出。第三和第四光波導(dǎo)臂60”、70”包括可選的相位調(diào)節(jié)器68”、78”。
[0097]現(xiàn)在參考圖9中圖示的流程圖中100，討論用于使用電光(E/0)器件10調(diào)制光輸入信號(hào)的方法。E/0器件10包括:具有輸入以及第一和第二輸出的第一非對(duì)稱光親合器14;親合到第一非對(duì)稱光親合器的第一輸出的第一光波導(dǎo)臂16;以及親合到第一非對(duì)稱光親合器的第二輸出的第二光波導(dǎo)臂18。至少一個(gè)第一 E/0調(diào)幅器20耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂16、18中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂。第一光組合器28在至少一個(gè)第一 E/0調(diào)幅器20的下游耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂16、18。
[0098]從開(kāi)始(框102)，方法包括在框104向第一非對(duì)稱光親合器14的輸入提供光輸入信號(hào)以在第一非對(duì)稱光耦合器14的第一輸出處提供第一光信號(hào)并且在第一非對(duì)稱光耦合器14的第二輸出處提供第二光信號(hào)。在框106使用耦合到第一和第二光波導(dǎo)臂16、18中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂的至少一個(gè)第一 E/0調(diào)幅器20調(diào)制第一和第二光信號(hào)中的至少一個(gè)光信號(hào)的幅度。方法還包括在框108在調(diào)制第一和第二光波導(dǎo)臂16、18中的第一和第二光信號(hào)中的至少一個(gè)光信號(hào)的幅度之后組合第一和第二光信號(hào)。方法在框110結(jié)束。
[0099]本領(lǐng)域技術(shù)人員在得益于以上描述和相關(guān)聯(lián)的附圖中呈現(xiàn)的教示的情況下會(huì)想到本實(shí)用新型的很多修改和其他實(shí)施例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型不限于所公開(kāi)的具體實(shí)施例，并且這些修改和實(shí)施例意圖被包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電光器件，其特征在于，包括: 第一非對(duì)稱光親合器，具有輸入以及第一輸出和第二輸出； 第一光波導(dǎo)臂，耦合到所述第一非對(duì)稱光耦合器的所述第一輸出； 第二光波導(dǎo)臂，耦合到所述第一非對(duì)稱光耦合器的所述第二輸出； 至少一個(gè)第一電光調(diào)幅器，耦合到所述第一光波導(dǎo)臂和所述第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂；以及 第一光組合器，在所述至少一個(gè)第一電光調(diào)幅器的下游耦合到所述第一光波導(dǎo)臂和所述第二光波導(dǎo)臂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，還包括光源，所述光源耦合到所述第一非對(duì)稱光耦合器的所述輸入并且被配置成生成連續(xù)的光輸入信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，所述至少一個(gè)第一電光調(diào)幅器包括光學(xué)環(huán)形調(diào)制器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光器件，其特征在于，所述光學(xué)環(huán)形調(diào)制器包括具有在5-10ym的范圍內(nèi)的半徑的環(huán)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，所述至少一個(gè)電光調(diào)幅器包括: 第一光學(xué)環(huán)形調(diào)制器，耦合到所述第一光波導(dǎo)臂；以及 第二光學(xué)環(huán)形調(diào)制器，耦合到所述第二光波導(dǎo)臂。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，所述第一非對(duì)稱耦合器包括非對(duì)稱多模式干涉(MMI)耦合器和非對(duì)稱直流耦合器中的至少一項(xiàng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，所述第一光組合器包括對(duì)稱組合器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，所述第一光組合器包括多模式干涉(MMI)Y型接頭耦合器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，還包括至少一個(gè)光相位調(diào)節(jié)器，所述至少一個(gè)光相位調(diào)節(jié)器耦合到所述第一光波導(dǎo)臂和所述第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，還包括: 第二非對(duì)稱耦合器，具有耦合到所述第一非對(duì)稱耦合器的所述第二輸出的輸入并且具有第一輸出和第二輸出，所述第二非對(duì)稱耦合器的所述第一輸出耦合到所述第二光波導(dǎo)臂； 第三光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱耦合器的所述第二輸出； 至少一個(gè)第二電光調(diào)幅器，耦合到所述第三光波導(dǎo)臂；以及 第二光組合器，耦合到所述第一光組合器的輸出并且在所述至少一個(gè)第二電光調(diào)幅器的下游耦合到所述第三光波導(dǎo)臂。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，還包括: 第二非對(duì)稱光親合器，具有輸入以及第一輸出和第二輸出； 第三光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱光耦合器的所述第一輸出； 第四光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱光耦合器的所述第二輸出； 至少一個(gè)第二電光調(diào)幅器，耦合到所述第三光波導(dǎo)臂和所述第四光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂； 第二光組合器，在所述至少一個(gè)第二電光調(diào)幅器的下游耦合到所述第三光波導(dǎo)臂和所述第四光波導(dǎo)臂； 第三非對(duì)稱光耦合器，具有耦合到所述第一非對(duì)稱耦合器和所述第二非對(duì)稱耦合器的相應(yīng)輸入的第一輸出和第二輸出；以及 第三光組合器，具有親合到所述第一組合器和所述第二組合器的相應(yīng)輸出的第一輸入和第二輸入。12.一種電光器件，其特征在于，包括: 光源，被配置成生成連續(xù)的光輸入信號(hào)； 第一非對(duì)稱光耦合器，具有耦合到所述光源的輸入并且具有第一輸出和第二輸出； 第一光波導(dǎo)臂，耦合到所述第一非對(duì)稱光耦合器的所述第一輸出； 第二光波導(dǎo)臂，耦合到所述第一非對(duì)稱光耦合器的所述第二輸出； 第一電光調(diào)幅器，耦合到所述第一光波導(dǎo)臂； 第二電光調(diào)幅器，耦合到所述第二光波導(dǎo)臂；以及 第一對(duì)稱光組合器，在所述第一電光調(diào)幅器和所述第二電光調(diào)幅器的下游耦合到所述第一光波導(dǎo)臂和所述第二光波導(dǎo)臂。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電光器件，其特征在于，所述第一電光調(diào)幅器包括第一光學(xué)環(huán)形調(diào)制器，并且所述第二電光調(diào)幅器包括第二光學(xué)環(huán)形調(diào)制器。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電光器件，其特征在于，所述第一光學(xué)環(huán)形調(diào)制器和所述第二光學(xué)環(huán)形調(diào)制器均包括具有在5-10μπι的范圍內(nèi)的半徑的環(huán)。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電光器件，其特征在于，所述第一非對(duì)稱耦合器包括非對(duì)稱多模式干涉(MMI)耦合器和非對(duì)稱直流耦合器中的至少一項(xiàng)。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電光器件，其特征在于，所述第一光組合器包括多模式干涉(MMI)Y型接頭耦合器。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電光器件，其特征在于，還包括耦合到所述第一光波導(dǎo)臂和所述第二光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂的至少一個(gè)光相位調(diào)節(jié)器。18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電光器件，其特征在于，還包括: 第二非對(duì)稱耦合器，具有耦合到所述第一非對(duì)稱耦合器的所述第二輸出的輸入并且具有第一輸出和第二輸出，所述第二非對(duì)稱耦合器的所述第一輸出耦合到所述第二光波導(dǎo)臂； 第三光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱耦合器的所述第二輸出；以及 第二光組合器，耦合到所述第一光組合器的輸出和所述第三光波導(dǎo)臂。19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電光器件，其特征在于，還包括: 第二非對(duì)稱光親合器，具有輸入以及第一輸出和第二輸出； 第三光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱光耦合器的所述第一輸出； 第四光波導(dǎo)臂，耦合到所述第二非對(duì)稱光耦合器的所述第二輸出； 至少一個(gè)第三光學(xué)電光調(diào)幅器，耦合到所述第三光波導(dǎo)臂和所述第四光波導(dǎo)臂中的至少一個(gè)光波導(dǎo)臂； 第二光組合器，在所述至少一個(gè)第三電光調(diào)幅器的下游耦合到所述第三光波導(dǎo)臂和所述第四光波導(dǎo)臂； 第三非對(duì)稱光耦合器，具有耦合到所述第一非對(duì)稱耦合器和所述第二非對(duì)稱耦合器的相應(yīng)輸入的第一輸出和第二輸出；以及 第三光組合器，具有親合到所述第一組合器和所述第二組合器的相應(yīng)輸出的第一輸入和第二輸入。
【文檔編號(hào)】G02F1/035GK205563006SQ201620199552
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】P·勒邁特里, J-F·卡彭蒂爾, C·鮑多特, J-R·馬諾弗利爾
【申請(qǐng)人】意法半導(dǎo)體(克洛爾2)公司, 意法半導(dǎo)體有限公司