[发明专利]一种实现不同类型集成光子系统闭环控制的系统

说明书

本发明公开了一种实现不同类型集成光子系统闭环控制的系统，包括：控制电路部分和多个集成光子系统；控制电路部分包括：反馈信号提取单元、模拟前端部分、数字控制部分、输出驱动部分和时序控制部分；集成光子系统的类型个数为j个；集成光子系统和反馈信号提取单元的个数均为k个；第i个集成光子系统的输出端与第i个反馈信号提取单元的输入端相连；第i个反馈信号提取单元、模拟前端部分、数字控制部分、输出驱动部分以及第i个集成光子系统依次串联形成一条闭环回路；其中，i＝1,2,…,k，k≥j，共形成k条闭环回路；该系统通过控制电路部分基于最值锁定对第1至第k个集成光子系统依次进行调节，面积小，功耗低，集成度高，适用于大规模集成光子系统的控制。

技术领域

本发明属于集成光子系统控制领域，更具体地，涉及一种实现不同类型集成光子系统闭环控制的系统。

背景技术

随着半导体工艺节点逐渐逼近物理尺寸极限，摩尔定律即将走向尽头。集成光子作为后摩尔时代的一个潜在发展路径，受到了广泛的研究与关注。对于单纯的片上集成有源光器件或系统而言，由于温度等环境因素扰动或自身结构、架构方面的限制，往往无法直接工作在最佳工作点处或实现完整的功能，因此通常需要控制电路进行辅助或控制。例如对于硅基马赫曾德尔调制器而言，需要偏压控制电路对其静态工作点进行控制从而补偿工艺偏差以及避免受到温度等环境因素的影响；对于基于偏振旋转分束器的有源偏振控制器而言，需要控制电路对系统中的相位调制器的相移进行控制，用于实现完全的偏振转换功能。而在上述集成光子系统中，通常有部分信号作为反馈信号进行输出，用于表征当前系统状态，反馈信号到达最值时即可表明系统到达了所需的状态。对于各种集成光子系统而言，要想实现光子系统的稳定工作，就需要对不同的集成光子系统进行控制。

现有技术中针对不同的集成光子系统采用的是不同的控制器。如针对有源偏振控制系统，其控制电路常根据反馈端口输出光功率大小对有源偏振控制系统的相移器进行调节使得反馈信号达到最小值，从而使系统总输出光功率达到最大，达到完全的偏振转换的目的，但是该控制器是基于分立器件实现的，体积较大，集成度较低、功耗较高，不契合实际使用需求。而针对马赫曾德尔调制器，常通过改变马赫曾德尔调制器的偏置电压，使得调制器输出光信号的OMA(光学调制幅度)最大，从而达到偏压控制的目的，其控制电路虽然是通过集成芯片实现，但是该芯片只能控制单独的器件，而对于大规模的硅基光子阵列而言，需要对多个不同的集成光子系统进行控制，一个控制电路控制一个集成光子系统的方案无疑会极大的增加所需芯片的面积，集成度较低，从而使得成本和功耗大幅上升，对商业应用而言是不可接受的。由此可知，若对不同类型集成光子系统分别采用不同的控制器进行控制，集成度较低，无法应用在高集成的硅基光电系统中。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种实现不同类型集成光子系统闭环控制的系统，其目的在于由此解决现有技术由于存在的集成度较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种实现不同类型集成光子系统闭环控制的系统，包括：控制电路部分和多个集成光子系统；控制电路部分包括：反馈信号提取单元、模拟前端部分、数字控制部分、输出驱动部分和时序控制部分；

集成光子系统的类型个数为j个；集成光子系统和反馈信号提取单元的个数均为k个；第i个集成光子系统的输出端与第i个反馈信号提取单元的输入端相连；第i个反馈信号提取单元、模拟前端部分、数字控制部分、输出驱动部分以及第i个集成光子系统依次串联形成一条闭环回路；其中，i＝1,2,…,k，k≥j，共形成k条闭环回路；时序控制部分分别与模拟前端部分、数字控制部分和输出驱动部分相连；反馈信号提取单元的类型由与其相连的集成光子系统的类型确定；