[发明专利]集成波长锁定器

权利要求书

1.一种波长锁定系统，包括：

集成光子电路PIC，其包括

可调谐光源，以及

波长锁定器，包括具有输出耦合器的非对称Mach-Zehnder干涉仪AMZI，所述输出耦合器具有多个输出端口、并且在所述多个输出端口处放置的多个相应的光检测器，所述多个相应的光检测器用于当光从所述光源被耦合到所述AMZI中时测量离开所述多个输出端口的相应光学干涉信号，其中所述输出耦合器和多个所述光检测器被配置为相干接收机，其中在被干涉以形成光学干涉信号的两个信号之间由所述输出耦合器施加的相对相移在所述输出端口中的至少两个输出端口之间相差不是180°的倍数的值；

存储器，存储与所述光源的指定的锁定频率相关联的一个或多个目标滤波器参数；以及

电子处理电路装置，被配置为从所测量的所述光学干涉信号计算一个或多个滤波器参数，并且调谐所述光源的频率，直到一个或多个计算的滤波器参数与所述一个或多个目标滤波器参数相匹配。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述AMZI和所述多个光检测器形成第一滤波器，所述波长锁定器还包括第二滤波器，所述第二滤波器包括具有输出耦合器的第二AMZI，所述输出耦合器具有多个输出端口和放置在所述输出端口处的第二多个相应光检测器，所述第二AMZI的所述输出耦合器和第二多个光检测器被配置为第二相干接收机，其中所述第一滤波器的滤波器周期大于所述第二滤波器的滤波器周期，并且所述第一滤波器的频率误差小于所述第二滤波器的所述滤波器周期。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一滤波器的所述滤波器周期是所述第二滤波器的所述滤波器周期的至少五倍。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述波长锁定器能够将所述光源的频率锁定在50GHz或更小的频率以内。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述波长锁定器能够将所述光源的所述频率锁定在至少200GHz的范围内。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述输出耦合器具有四个输出端口，并且所述波长锁定器包括四个相应的光检测器，并且其中所述输出耦合器和所述四个光检测器被配置为测量平衡同相和正交信号的90度混合光接收机。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述输出端口和所述相应光检测器形成多个平衡接收机对。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述PIC、和包括所述存储器和所述电子处理电路装置的电子控制芯片被结合到单个衬底，以形成多芯片模块。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述AMZI是无热的。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述波长锁定器还包括用于测量所述AMZI的温度的温度传感器或用于测量所述AMZI中的张力的张力计中的至少一个，其中所述电子处理电路装置被配置为基于所测量的温度或张力来调整所述一个或多个目标滤波器参数，或者其中所述存储器存储多个温度依赖的或张力依赖的目标滤波器参数集合。

11.一种使用包括AMZI和输出耦合器的集成波长锁定器来锁定光子集成电路的光源的频率的方法，所述方法包括：

在所述AMZI的输入处，将光从所述光源耦合到所述AMZI中；

在所述AMZI的输出处，测量各自从两个信号的干涉得到的多个光学干涉信号，其中在两个干涉信号之间由所述输出耦合器施加的相对相移在所述光学干涉信号中的至少两个光学干涉信号之间相差不是180度的倍数的值；

从所测量的所述光学干涉信号来确定一个或多个滤波器参数；以及

调谐所述光源的频率，直到所确定的所述一个或多个滤波器参数匹配与指定的锁定频率相关联的一个或多个对应的存储的目标滤波器参数。