[发明专利]在硅光子中的整体式光谱组合器和锁定器

权利要求书

1.一种用于组合两个光信号同时锁定相应波长的硅光子器件，包括：

第一波导，具有自置于衬底的第一区域中的第一端至第二端的 第一路径长度；

第二波导，具有从第三端到第四端的第二路径长度，所述第二 路径长度比所述第一路径长度长了置于所述衬底的第二区域中的延 迟线长度；

加热器元件，基本上覆盖所述衬底的整个第二区域；

输入耦合器，被配置为将具有第一波长的第一信号和具有第二 波长的第二信号连接至所述第一波导的所述第一端和所述第二波导 的所述第三端；

输出耦合器，被配置为将所述第一波导的所述第二端和所述第 二波导的所述第四端连接至输出端口，所述输出端口的组合信号包 括与所述第二信号的第二干涉光谱交错的、所述第一信号的第一干 涉光谱，所述第一干涉光谱的第一自由光谱范围与所述第一波长相 关，所述第二干涉光谱的第二自由光谱范围与所述第二波长相关；

其中，所述延迟线长度和所述加热器元件被配置为将所述第一 自由光谱范围等于第二自由光谱范围并且等于所述第一波长与所述 第二波长之间的差值的两倍确定为所述第一波长和所述第二波长分 别锁定到ITU栅的相应通道。

2.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，所述第一信号包括选自 ITU栅的任何通道的所述第一波长处的激光信号，并且所述第二信 号包括选自ITU栅的、包括与所述第一波长相邻的相邻通道的任何 通道的所述第二波长处的激光信号。

3.根据权利要求2所述的硅光子器件，其中，所述ITU栅包括选自 50GHz、25GHz以及12.5GHz的通道间距。

4.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，在连接至所述输入耦合 器之前，所述第一信号和所述第二信号分别由第一马赫曾德调制器 和第二马赫曾德调制器调制。

5.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，所述第一干涉光谱/所述 第二干涉光谱均包括以相对于在峰值处的所述第一波长/第二波长 的大致对称的曲线为特征的通带。

6.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，置于所述衬底的第一区 域中的所述第一波导包括设置为线性形状的、长度基本上等于所述 第一路径长度的硅材料。

7.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，置于所述衬底的第二区 域中的所述第二波导包括设置为双螺旋线性形状的、横向尺寸等于 所述第一路径的大约一半长度的硅材料。

8.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，所述衬底是绝缘硅片衬 底。

9.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，所述第一路径的长度大 约为100μm，并且所述第二路径的长度大约为700μm，所述第二 路径的长度比所述第一路径的长度更长。

10.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，所述输入耦合器是2×2 多模干涉耦合器。

11.根据权利要求1所述的硅光子器件，其中，所述输出耦合器是使至 少一个输出端口终止的2×1多模干涉耦合器或2×2多模干涉耦合 器。

12.根据权利要求4所述的硅光子器件，其中，所述第一信号和所述第 二信号被配置为分别与分别在所述第一马赫曾德调制器和所述第二 马赫曾德调制器上增加的第一抖动信号和第二抖动信号混合，所述 第一抖动信号和所述第二抖动信号均具有与所述第一信号或所述第 二信号不同的频率。

13.根据权利要求12所述的硅光子器件，进一步包括：低百分比抽头耦 合器，连接至所述输出端口；以及光电二极管，用于收集并且将所 述组合信号的光学功率的一部分转换成电信号，从所述电信号中提 取所述第一抖动信号和所述第二抖动信号。

14.根据权利要求12所述的硅光子器件，其中，所述第一抖动信号/所 述第二抖动信号被配置为通过温度或偏置电流的小幅变化来改变所 述第一波长/所述第二波长以分别与所述第一信号/所述第二信号混 合，用于控制所述激光信号，并且通过最大化由所述光电二极管检 测的所述组合信号的光学功率的一部分，将所述第一波长/所述第二 波长锁定到ITU栅的相应信道。