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的制造方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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包含共同展不为110的多个娃波导110a...1lOn,每一娃波导110a...1lOn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...120η，其中每一数据输入信道120a...120η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...120η上的数据，由相应谐振光学调制器130a...130η将每一数据输入信道120a...120η中的数据调制到具有波长A1...λη的相应光学载波上。调制器130a...130η的输出形成相应光学传递信道。谐振光学调制器130a...130η共同展示为130。处于波长A1...λ ?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...130η。将从每一谐振光学调制器130a...130η输出的经调制光提供到相应波导110a...1lOn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。
[0006]可为环形调制器的谐振光学调制器130a...130η经设计以在其相应载波波长A1...入?下谐振。谐振光学调制器130a...130η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...130η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A1...λη移动。因此，调制器130a...130η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】
[0007]图1展示常规波分多路复用发射系统的实例；
[0008]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；
[0009]图3Α展示常规WDM光学通信系统信道结构的实例；
[0010]图3Β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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]图6Α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；
[0014]图6Β图解说明眼图，所述眼图图解说明图6Α检测器的操作；
[0015]图7Α、7Β及7C展示可用于图2实施例中的替代解调器的相应实例性实施例。
【具体实施方式】
[0016]本文中所描述的实例性实施例提供具有可被多路复用及多路分用的多个光学通信信道的波分多路复用(WDM)光学通信系统。所述WDM光学通信系统可部分或完全地集成到裸片上。每一光学通信信道具有至少两个间隔开的载波及数据调制器，所述数据调制器具有各自与相应载波相关联的至少第一及第二谐振光学调制器电路。第一谐振光学调制器电路具有处于其相应载波波长的谐振频率且第二谐振调制器电路具有从其相应载波波长偏移的谐振频率。当温度或其它改变致使第一谐振调制器电路的谐振沿与其相关联载波波长不谐振的方向移动时，相同温度或其它改变也将致使第二调制器电路的谐振频率沿朝向与其相关联载波波长谐振的方向移动。检测第一调制器电路何时与其相应载波波长不充分谐振及第二调制器电路何时与其相应载波波长充分谐振的检测器用以控制从第一调制器电路到第二调制器电路的数据调制的切换。因此，给定光学通信信道的数据切换到不同信道载波波长(其中所述不同信道载波波长由第二调制器电路可靠地调制)。
[0017]尽管本文中所描述及所图解说明的实施例采用每光学通信信道两个调制器电路及相关联载波波长，但此仅为实例，这是因为各自具有相应载波波长的两个以上谐振调制器电路可用于每一光学通信信道。此外，尽管参考致使调制器电路的谐振频率的改变的温度改变来描述实施例，但所述实施例并不限于仅对温度改变作出响应。所述实施例也可用于其中存在调制器电路的谐振频率的诱发改变的任何环境中。
[0018]从第一谐振光学调制器电路及相应载波波长到第二谐振光学调制器电路及相应载波波长的用于将光学通信信道上的数据发射于多路复用侧上的切换可经由现有光学通信信道或单独电通信信道传递到所述系统的多路分用侧。所述系统的多路分用侧使用切换信息来切换到新的经调制载波波长，并切换到相关联解调器以针对每一光学通信信道进行适当数据解调。所述切换信息在从多路复用侧上的第一谐振光学调制器电路切换到第二谐振光学调制器电路之前发射到多路分用侧，使得解调器可与调制器电路的切换同步切换。
[0019]图2图解说明实例性实施例中的WDM系统的多路复用侧10及多路分用侧12。多路复用侧10包含将至少两个载波波长提供到每一谐振光学调制器170a...170η的激光源101。谐振光学调制器170a...170η中的每一者含有至少两个不同的第一及第二光学调制器电路。对于谐振光学调制器170a，这些为光学调制器电路104、104a，对于光学调制器电路170b，这些为光学调制器电路108、108a，对于谐振光学调制器170η，这些为光学调制器电路113、113a。每一谐振光学调制器170a...170η输出是供应到相应波导IlOa...IlOn的相应光学通信信道。每一光学调制器170a...170η也接收相应数据输入作为可供应到给定调制器170a...170η内的第一及第二光学调制器电路中的每一者的DATA1、DATA2...DATANo谐振光学调制器170a...170η的输出经由相应波导IlOa...I