提供具有主動載波跳頻的波分多路復用光學通信系統的方法及設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施例涉及補償由于溫度改變而引起的光子裝置的操作改變的波分多路復用光學通信系統。
【背景技術】
[0002]基于硅的集成電路一直用作微電子應用的平臺。最近，隨著速度、帶寬及信號處理要求增加，光學系統現在也集成于基于硅的集成電路上。
[0003]因此，代替使用硅來促進電的流動或除了使用硅來促進電的流動以外，也使用硅來引導光的流動。雖然電的速度與光的速度相同，但光能夠經由給定光學路徑攜載比電可經由給定電路徑多的數據。因此，存在使用光作為數據載體的顯著優點。此外，使用硅作為光學介質允許應用現有硅集成電路技術以及與所述現有硅集成電路技術的緊密集成。硅對具有高于約1.1微米的波長的紅外光透明。對于電信波長，硅具有約3.45的折射率，而二氧化硅具有約1.44的折射率。此高折射率對比所提供的嚴格光學限制允許可具有僅幾百納米的橫截面尺寸的顯微光學波導，從而促進與當前半導體技術的集成。此外，可使用用于CMOS電路的現有半導體制作技術來制造硅光子裝置，且由于硅已用作大多數集成電路的襯底，因此可形成其中將光學組件及電子組件集成到單個微芯片上的混合式裝置。
[0004]實際上，可使用絕緣體上硅(SOI)技術或體硅技術來實施硅光子學。無論何種情形，為了使例如波導的硅光子組件與將所述硅光子組件制作于其上的晶片的下伏硅在光學上保持獨立，必須具有介入電介質材料。此通常是具有遠遠低于處于所關注波長范圍內的硅的折射率(約1.44)的電介質，例如硅石(二氧化硅)。硅也用于硅波導芯的頂部及側上，從而在整個波導芯周圍形成包層。此致使光在硅芯-硅石包層界面處的全內反射且因此所透射光留在硅波導芯中。
[0005]一種可經由波導光學鏈路傳遞大量數據的通信技術已知為波分多路復用(WDM)。圖1中圖解說明WDM系統中的數據傳播的典型實例。如所展示，舉例來說，光學發射系統100包含共同展不為110的多個娃波導110a...1lOn,每一娃波導110a...1lOn攜載光學通信信道的數據。系統100包含共同展示為120的多個數據輸入信道120a...120η，其中每一數據輸入信道120a...120η以光脈沖的形式或作為電信號發射數據。為同時發射攜載于所述多個數據輸入信道120a...120η上的數據，由相應諧振光學調制器130a...130η將每一數據輸入信道120a...120η中的數據調制到具有波長A1...λη的相應光學載波上。調制器130a...130η的輸出形成相應光學傳遞信道。諧振光學調制器130a...130η共同展示為130。處于波長A1...λ ?的光學載波可通過高度精確溫度控制激光源136供應到每一諧振光學調制器130a...130η。將從每一諧振光學調制器130a...130η輸出的經調制光提供到相應波導110a...1lOn且然后由光學多路復用器140將來自波導110的輸出多路復用到單個光學發射信道波導150中。然后沿著波導150將經多路復用光發射到端點(未展示)，在所述端點處將數據經調制光在由端點裝置使用之前多路分用并解調。
[0006]可為環形調制器的諧振光學調制器130a...130η經設計以在其相應載波波長A1...入?下諧振。諧振光學調制器130a...130η具有諧振腔且由具有折射率的材料構成，諧振腔及材料兩者均受溫度改變影響。諧振光學調制器130a...130η的溫度的改變致使其相應諧振頻率改變且遠離其相應載波波長A1...λη移動。因此，調制器130a...130η的調制指數降低，從而產生減少的信號對噪聲比及減少的數據發射誤差的可能性。因此，需要一種可適應于可負面地影響由諧振光學調制器將數據信號調制到光學通信信道上的溫度或其它改變的WDM光學通信系統。
【附圖說明】
[0007]圖1展示常規波分多路復用發射系統的實例；
[0008]圖2展示根據本發明的實例性實施例的波分多路復用及多路分用系統；
[0009]圖3Α展示常規WDM光學通信系統信道結構的實例；
[0010]圖3Β展示可與圖2實施例一起使用的WDM光學通信系統信道結構的實例；
[0011]圖4圖解說明溫度改變如何影響圖2實施例的調制器的一個實例；
[0012]圖5圖解說明檢測諧振頻率的改變且可與圖2實施例一起使用的溫度檢測器的實例；
[0013]圖6Α圖解說明檢測調制器的諧振頻率的改變且可與圖2實施例一起使用的另一檢測器的實例；
[0014]圖6Β圖解說明眼圖，所述眼圖圖解說明圖6Α檢測器的操作；
[0015]圖7Α、7Β及7C展示可用于圖2實施例中的替代解調器的相應實例性實施例。
【具體實施方式】
[0016]本文中所描述的實例性實施例提供具有可被多路復用及多路分用的多個光學通信信道的波分多路復用(WDM)光學通信系統。所述WDM光學通信系統可部分或完全地集成到裸片上。每一光學通信信道具有至少兩個間隔開的載波及數據調制器，所述數據調制器具有各自與相應載波相關聯的至少第一及第二諧振光學調制器電路。第一諧振光學調制器電路具有處于其相應載波波長的諧振頻率且第二諧振調制器電路具有從其相應載波波長偏移的諧振頻率。當溫度或其它改變致使第一諧振調制器電路的諧振沿與其相關聯載波波長不諧振的方向移動時，相同溫度或其它改變也將致使第二調制器電路的諧振頻率沿朝向與其相關聯載波波長諧振的方向移動。檢測第一調制器電路何時與其相應載波波長不充分諧振及第二調制器電路何時與其相應載波波長充分諧振的檢測器用以控制從第一調制器電路到第二調制器電路的數據調制的切換。因此，給定光學通信信道的數據切換到不同信道載波波長(其中所述不同信道載波波長由第二調制器電路可靠地調制)。
[0017]盡管本文中所描述及所圖解說明的實施例采用每光學通信信道兩個調制器電路及相關聯載波波長，但此僅為實例，這是因為各自具有相應載波波長的兩個以上諧振調制器電路可用于每一光學通信信道。此外，盡管參考致使調制器電路的諧振頻率的改變的溫度改變來描述實施例，但所述實施例并不限于僅對溫度改變作出響應。所述實施例也可用于其中存在調制器電路的諧振頻率的誘發改變的任何環境中。
[0018]從第一諧振光學調制器電路及相應載波波長到第二諧振光學調制器電路及相應載波波長的用于將光學通信信道上的數據發射于多路復用側上的切換可經由現有光學通信信道或單獨電通信信道傳遞到所述系統的多路分用側。所述系統的多路分用側使用切換信息來切換到新的經調制載波波長，并切換到相關聯解調器以針對每一光學通信信道進行適當數據解調。所述切換信息在從多路復用側上的第一諧振光學調制器電路切換到第二諧振光學調制器電路之前發射到多路分用側，使得解調器可與調制器電路的切換同步切換。
[0019]圖2圖解說明實例性實施例中的WDM系統的多路復用側10及多路分用側12。多路復用側10包含將至少兩個載波波長提供到每一諧振光學調制器170a...170η的激光源101。諧振光學調制器170a...170η中的每一者含有至少兩個不同的第一及第二光學調制器電路。對于諧振光學調制器170a，這些為光學調制器電路104、104a，對于光學調制器電路170b，這些為光學調制器電路108、108a，對于諧振光學調制器170η，這些為光學調制器電路113、113a。每一諧振光學調制器170a...170η輸出是供應到相應波導IlOa...IlOn的相應光學通信信道。每一光學調制器170a...170η也接收相應數據輸入作為可供應到給定調制器170a...170η內的第一及第二光學調制器電路中的每一者的DATA1、DATA2...DATANo諧振光學調制器170a...170η的輸出經由相應波導IlOa...I