[发明专利]系统、CMOS上激光器芯片以及用于设置将由CMOS上激光器芯片使用的波长的方法

说明书

技术领域

本发明涉及系统、CMOS上激光器芯片以及用于设置将由CMOS上激光器芯片上的光端口使用的波长的方法。在一个实施例中，本发明使得常规有WDM能力的系统能够通过利用特定波长来供种(seed)CMOS上激光器芯片的光端口的LoC上行流（upstream）反射光生成器件（例如，RSOA）的每个来指定CMOS上激光器芯片的光端口将使用什么波长。

背景技术

由此定义以下缩写词，以下缩写词中的至少一些在现有技术和本发明的下面描述中被提及。

AWG      阵列波导光栅

CMOS     互补金属氧化物半导体

FTTB/C   光纤到楼/机柜

FTTH     光纤到家

IRZ      反向归零（调制）

LoC       CMOS上激光器

ONU       光网络单元

PON       无源光网络

Rx        接收器

RZ        归零（调制）

PIN       正-本征-负（光电检测器）

TDM       时分复用

TRx       收发器

TTF       薄膜滤光器

Tx        传送器

VCSEL     垂直腔表面发射激光器  

WDM       波分复用

很早就已经预期基于CMOS（互补金属氧化物半导体）的常规集成电路（芯片）将最终包含发光传送器。作为更宽泛硅光子学领域的部分的这一高度期望的功能将移除源于电信号的受限于距离和比特率的芯片到芯片通信的瓶颈。

近来，来自大学和设备制造商的一些研究小组已经证明了利用CMOS兼容材料实现光生成的多种途径。低成本并且直接将发光传送器集成在CMOS芯片上的最有前途的方法涉及直接在硅上产生激光。参看R. Chen, et al. As-Grown InGaAs Nanolasers for Integrated Silicon Photonics, PD1WI2, Photonics in Switching, Monterey, 2010（该文献的内容通过引用合并于本文）。这样，常规光纤光学器件能够附连到CMOS芯片（例如，激光器作为芯片封装的部分），从而能够实现在相同板(board)上、板之间、底盘(chassis)之间等的灵活的芯片到芯片通信。此概念能够被称为CMOS上激光器（LoC）。

以上预想的LoC将对于光端口之间的全双工通信实现经由并行光纤的站点内通信（即，芯片到芯片、板到板、系统到系统）或短距离通信的极其灵活性和低成本。在站点内通信的这些类型中可期望减少所使用光纤的数量，因为更多光纤意味着更多连接器以及通常由处置光纤以及光纤所占用空间引起的更多成本。因此，需要对于在光端口之间的全双工通信实现仅有一个光纤而不是多个并行光纤的站点内通信。这一需要和其它需要由本发明来满足。

在涉及较长距离通信或站点间通信（即，建筑物之间、中央办公室之间、数据中心之间）的另一应用中，在站点之间可用的光纤数量通常受限。因此，经常利用波分复用(WDM)来将更多信道置于相同光纤中。然而，如果以上预想的LoC用于该应用中，则这将要求LoC是有WDM能力的。这一要求首先将极大地复杂化此类LoC芯片并且增加其成本以及限制其灵活性，因为必须预先确定每种激光的颜色。涉及使用可调谐激光器的技术存在但其也可能增加复杂度和成本。因此，需要实现其中LoC有WDM能力但没有与增加的成本、增加的复杂性和受限的灵活性关联的前述缺点的站点间通信。这一需要和其它需要由本发明来满足。

发明内容

在本发明的独立权利要求中描述系统、CMOS上激光器芯片以及用于设置将由CMOS上激光器芯片上的光端口使用的波长的方法。在从属权利要求中描述系统、CMOS上激光器芯片以及方法的有利实施例。