[发明专利]提供具有主动载波跳频的波分多路复用光学通信系统的方法及设备

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及补偿由于温度改变而引起的光子装置的操作改变的波分多路复用光学通信系统。

背景技术

基于硅的集成电路一直用作微电子应用的平台。最近，随着速度、带宽及信号处理要求增加，光学系统现在也集成于基于硅的集成电路上。

因此，代替使用硅来促进电的流动或除了使用硅来促进电的流动以外，也使用硅来引导光的流动。虽然电的速度与光的速度相同，但光能够经由给定光学路径携载比电可经由给定电路径多的数据。因此，存在使用光作为数据载体的显著优点。此外，使用硅作为光学介质允许应用现有硅集成电路技术以及与所述现有硅集成电路技术的紧密集成。硅对具有高于约1.1微米的波长的红外光透明。对于电信波长，硅具有约3.45的折射率，而二氧化硅具有约1.44的折射率。此高折射率对比所提供的严格光学限制允许可具有仅几百纳米的横截面尺寸的显微光学波导，从而促进与当前半导体技术的集成。此外，可使用用于CMOS电路的现有半导体制作技术来制造硅光子装置，且由于硅已用作大多数集成电路的衬底，因此可形成其中将光学组件及电子组件集成到单个微芯片上的混合式装置。

实际上，可使用绝缘体上硅(SOI)技术或体硅技术来实施硅光子学。无论何种情形，为了使例如波导的硅光子组件与将所述硅光子组件制作于其上的晶片的下伏硅在光学上保持独立，必须具有介入电介质材料。此通常是具有远远低于处于所关注波长范围内的硅的折射率(约1.44)的电介质，例如硅石(二氧化硅)。硅也用于硅波导芯的顶部及侧上，从而在整个波导芯周围形成包层。此致使光在硅芯-硅石包层界面处的全内反射且因此所透射光留在硅波导芯中。

一种可经由波导光学链路传递大量数据的通信技术已知为波分多路复用(WDM)。图1中图解说明WDM系统中的数据传播的典型实例。如所展示，举例来说，光学发射系统100包含共同展示为110的多个硅波导110a...110n，每一硅波导110a...110n携载光学通信信道的数据。系统100包含共同展示为120的多个数据输入信道120a...120n，其中每一数据输入信道120a...120n以光脉冲的形式或作为电信号发射数据。为同时发射携载于所述多个数据输入信道120a...120n上的数据，由相应谐振光学调制器130a...130n将每一数据输入信道120a...120n中的数据调制到具有波长λ₁...λ_n的相应光学载波上。调制器130a...130n的输出形成相应光学传递信道。谐振光学调制器130a...130n共同展示为130。处于波长λ₁...λ_n的光学载波可通过高度精确温度控制激光源136供应到每一谐振光学调制器130a...130n。将从每一谐振光学调制器130a...130n输出的经调制光提供到相应波导110a...110n且然后由光学多路复用器140将来自波导110的输出多路复用到单个光学发射信道波导150中。然后沿着波导150将经多路复用光发射到端点(未展示)，在所述端点处将数据经调制光在由端点装置使用之前多路分用并解调。

可为环形调制器的谐振光学调制器130a...130n经设计以在其相应载波波长λ₁...λ_n下谐振。谐振光学调制器130a...130n具有谐振腔且由具有折射率的材料构成，谐振腔及材料两者均受温度改变影响。谐振光学调制器130a...130n的温度的改变致使其相应谐振频率改变且远离其相应载波波长λ₁...λ_n移动。因此，调制器130a...130n的调制指数降低，从而产生减少的信号对噪声比及减少的数据发射误差的可能性。因此，需要一种可适应于可负面地影响由谐振光学调制器将数据信号调制到光学通信信道上的温度或其它改变的WDM光学通信系统。

附图说明

图1展示常规波分多路复用发射系统的实例；

图2展示根据本发明的实例性实施例的波分多路复用及多路分用系统；

图3A展示常规WDM光学通信系统信道结构的实例；

图3B展示可与图2实施例一起使用的WDM光学通信系统信道结构的实例；

图4图解说明温度改变如何影响图2实施例的调制器的一个实例；

图5图解说明检测谐振频率的改变且可与图2实施例一起使用的温度检测器的实例；

图6A图解说明检测调制器的谐振频率的改变且可与图2实施例一起使用的另一检测器的实例；