具有表面耦合电吸收调制器阵列的光学发射器的制作方法

各种实例实施例涉及光学通信设备，且更具体来说(但非排他地)，涉及光学发射器。

背景技术：

本章节介绍可帮助促进更好地理解本发明的方面。因此，将鉴于此阅读本章节的陈述且不应将其理解为关于在现有技术内或不在现有技术内的内容的承认。

光学调制器是可用于操纵光性质，例如，光束的性质的装置。取决于控制所述光束的哪一性质，光学调制器可称为强度调制器、相位调制器、偏振调适器、空间模式调制器等。广泛范围的光学调制器用于例如电信业中采用的光学发射器中。

技术实现要素：

本文揭示光学数据发射器的各种实施例，其中多个表面耦合反射电吸收调制器被放置在不同的干涉仪臂中且以使所述光学数据发射器能够发射使用脉冲振幅调制(pam)、正交相移键控(qpsk)调制或正交振幅调制(qam)调制的光学输出信号的方式操作。在一些实施例中，所述光学数据发射器经配置以通过使用两个此类干涉仪及四分之一波长板生成偏振分割多路复用(pdm)光学输出信号，所述四分之一波长板经配置以致使所述两个干涉仪的输出偏振互相正交。

所述反射电吸收调制器在以下意义上是表面耦合的：在操作中，这些装置中的每一者都沿大体上正交于所述装置的主平面的方向接收输入光且输出调制光的。在实例实施例中，反射电吸收调制器包含pin半导体二极管，所述pin半导体二极管包括多量子阱(mqw)结构且使用平行于所述装置的主平面的相对较薄半导体层的堆叠实施。因此，所述光学数据发射器可对所述输入光的偏振波动基本上不敏感且可提供偏振分集而无需使用偏振控制器、偏振维持光纤及/或其它相对较昂贵的偏振控制设备。

根据实例实施例，提供一种设备，其包括：多个反射电吸收调制器，其沿平面表面支撑，所述反射电吸收调制器中的每一者都经配置以接收输入光且大体上正交于所述平面表面输出调制光；及光学电路，其光学地耦合到所述多个反射电吸收调制器以形成具有多个干涉仪臂的第一光学干涉仪，所述干涉仪臂中的每一者包含所述反射电吸收调制器的相应一者；且其中所述第一光学干涉仪包括第一光学耦合器，所述第一光学耦合器经配置以通过光学地组合由所述多个干涉仪臂中的所述相应反射电吸收调制器响应于接收到所述输入光而输出的调制光来生成第一调制光学信号。

附图说明

通过实例，从以下详细描述及附图，揭示的各种实施例的其它方面、特征及益处将变得更加显而易见，其中：

图1展示根据实施例的表面耦合电吸收调制器(sceam)的示意性横截面侧视图；

图2a到2c图示说明根据实施例的可用于制作图1的sceam阵列的制造方法；

图3展示根据实施例的包含图1的sceam的光学组合件的框图；

图4展示根据另一实施例的包含图1的sceam的光学组合件的框图；

图5展示根据又另一实施例的包含图1的sceam的光学组合件的框图；

图6展示根据实施例的包含图1的sceam阵列的光学发射器的框图；

图7a到7b说明根据实施例的可用于脉冲振幅调制的图6的光学发射器的实例配置；

图8展示根据另一实施例的包含图1的sceam阵列的光学发射器的框图；及

图9a到9b说明根据实施例的可用于正交振幅调制的图8的光学发射器的实例配置。

具体实施方式

本发明的一些实施例可能够使用在下文所列及同时申请的美国申请案中的一或多者中揭示的一些特征、设备及/或方法：

由胡庭祯(ting-chenhu)及斯特凡诺·葛兰达(stefanogrillanda)在2018年4月5日申请的标题为“采用表面耦合光学装置的通信系统(communicationsystememployingsurface-coupledopticaldevices)”的第15/946161号美国专利申请案；

由刘如(yeelow)及纳格什·巴萨瓦汉利(nageshbasavanhally)在2018年4月5日申请的标题为“连接器中芯片光激性设备(chip-in-connectorphotonicapparatus)”的第15/946353号美国专利申请案；

由戴维德·尼尔森(davidneilson)等人在2018年4月5日申请的标题为“反射光学数据调制器(reflectiveopticaldatamodulator)”的第62/653152号美国临时专利申请案；及

由麦克·恩肖(markearnshaw)在2018年4月5日申请的标题为“具有波长相依振幅预补偿的光学通信(opticalcommunicationwithwavelength-dependentamplitudepre-compensation)”的第62/653551号美国临时专利申请案。

上文所列的美国申请案中的每一者都以全文引用的方式并入本文中。

图1展示根据实施例的表面耦合电吸收调制器(sceam)100的示意性横截面侧视图。

sceam100在以下意义上是“表面耦合的”：在操作中，此装置在大体上正交于装置的主平面的方向上接收输入光束且发射调制光束，所述主平面平行于图1中展示的xyz三元组的xy坐标平面。xy坐标平面通常对应于在制造期间sceam100的分层结构形成在其上的平面衬底的主平面(参见，例如，图2a到2c)。由于此几何形状，大量sceam100可被制造在单个衬底(例如，半导体晶片)上。

sceam100包含大体上平行于xy坐标平面的多个相对较薄层。正交于那些层的方向(即，平行于z坐标轴)可在此之后称为垂直或表面法向方向。平行于那些层的方向可在此之后称为水平或横向方向。层中的一些可包含在化学组成及/或引入的掺杂剂的浓度及类型方面彼此不同的两个或两个以上子层(在图1中未明确展示)。sceam100还包含金属电极102及1041到1042，其电连接到层中的一些，如下文更详细描述。在实例实施例中，sceam100的垂直大小(或厚度)显著小于其横向大小(例如，深度及/或宽度)。

在一些实施例中，金属电极1041到1042可通过作为在其俯视图中(例如，如果沿z坐标轴观察)具有例如o形的相同电极的部分电连接到彼此。

sceam100包括由镜106及130界定的光学谐振器。

在实例实施例中，镜106是在标称操作波长下在面向下的镜的侧处(图1中展示的投影中)具有相对较高(例如，>99％)的反射率的金属(例如，金或镀金)镜。镜106通常是如此使得其不允许任何光穿过其。因此，展示的sceam100的实施例可通常仅在反射中使用。

在一些替代实施例中，镜106可由合适的分布式布拉格反射器(dbr)镜取代。如相关领域中已知，dbr镜可例如使用各自都具有四分之一波长厚度的半导体或电介质层的堆叠形成，其中所述堆叠的邻近层具有交替折射率。

在实例实施例中，镜130是部分透明电介质镜，其使标称操作波长的光能够恰当地被耦合到光学谐振器中及/或从光学谐振器耦合出。出于说明目的且无任何暗含的限制，图1展示其中镜130包括四个电介质层1321到1324的实施例。在替代实施例中，镜130可使用不同(不同于四个)数目个组成电介质层实施。

在一些实施例中，层1321及1323包括二氧化硅，且层1323及1324包括氮化硅。在替代实施例中，镜130可使用其它合适的化学组成的电介质层实施。

在一些实施例中，镜130可由由半导体材料制成的合适的dbr镜取代。

由镜106及130界定的光学谐振器包含p型半导体层108及110、n型半导体层118及120及夹置于其之间的多量子阱(mqw)结构112。mqw结构112包括由不同相应半导体材料制成的交替相对较薄层114及116堆叠。在实例实施例中，层114及116的半导体材料是本征半导体。层108可具有比层110更高的掺杂剂浓度，使得层108及110可分别称为p+层及p层。层120可类似地具有比层118更高的掺杂剂浓度，使得层120及118可分别称为n+层及n层。

在图1中展示的实施例中，由镜106及130界定的光学谐振器还包含定位在镜106与半导体层108之间的光学电介质层105。在实例实施例中，此层包括sio2或si3n4。在替代实施例中，可不存在层105。

所属领域的一般技术人员应理解，对(i)层108、110、114、116、118及120的半导体材料及(ii)镜106与130之间的垂直距离的选择可取决于sceam100的预期操作波长。举例来说，不同电信应用可使用分别针对定位在850nm、1300nm及1550nm附近的光谱带设计的sceam100的不同实施例。

在一些实施例中，sceam100可包含定位在层120与1321之间的额外层(在图1中未明确展示)。此类层的实例可为制造工艺中使用的一或多个蚀刻停止层及一或多个缓冲层，例如，如下文参考图2a到2c解释。

在实例实施例中，以下半导体材料可用于实施sceam100：(i)关于层108的掺杂zn的in(x)ga(1-x-y)al(y)；(ii)关于层110的掺杂zn的in(x)al(1-x)；(iii)关于层114的in(x)ga(1-x)；(iv)关于层116的in(x)al(1-x)；(v)关于层118的掺杂si的in(x)al(1-x)；及(vi)关于层120的掺杂si的in(x)ga(1-x-y)al(y)。在替代实施例中，也可使用其它半导体材料及掺杂剂。

在实例实施例中，层110及118及mqw结构112形成可使用电极102及104电偏置的p-i-n二极管(有时也称之为“pin二极管”)。如所属领域已知，电极102与层110之间的欧姆接触可使用金属接触垫107及层108创建。电极104与118之间的欧姆接触可使用金属接触垫117及定位在接触垫117与层118之间的额外较薄n+或n++半导体层(在图1中未明确展示)创建。

在操作中，sceam100的电极102及104经电连接以向pin二极管110/112/118施加适当反向偏压与驱动射频(rf)信号的组合。

如本文使用，术语“反向偏压”是指一种半导体-结二极管的电配置，其中n型材料处于高电势且p型材料处于低电势。反向偏压通常由于缺少电子及/或空穴而导致耗尽层变宽，这呈现跨所述结的高阻抗路径且基本上防止电流流过所述结。然而，在反向偏压配置中，十分小的反向泄漏电流仍可流过所述结。

类似地，术语“正向偏压”是指一种半导体-结二极管的电配置，其中n型材料处于低电势且p型材料处于高电势。如果正向偏压大于跨对应p-i-n结的本征电压降vpn，那么对应势垒由过电载体克服，且相对较大正向电流可流过所述结。举例来说，对于硅基二极管，vpn的值是大约0.7v。对于锗基二极管，vpn的值是大约0.3v，等等。

呈eam配置的sceam100的操作原理是基于所谓的量子约束斯塔克效应(qcse)，归因于量子约束斯塔克效应，mqw结构112的有效带边缘附近的光学吸收取决于外加电场。更具体来说，施加于pin二极管110/112/118的反向偏压导致mqw结构112经受某一强度的电场。驱动rf信号通常是具有dc反向偏压补偿的ac信号，使得有效偏压在驱动循环中的任何点处都仍是反向的。在驱动rf信号的正摆动期间，电场强度相对于dc偏压点处的电场强度增加，借此使带边缘红移。在驱动rf信号的负摆动期间，电场强度相对于dc偏压点处的电场强度减小，借此使带边缘蓝移。这些带边缘移位改变mqw结构112在载波波长下的透光率，借此调制在镜106与130之间的光学谐振器中振荡且通过镜130逸出光学谐振器的光的强度。

sceam100中的光学谐振器的横向尺寸可使用外部孔径(在图1中未明确展示)及/或离子植入区124界定。离子植入区124可通过围绕mqw结构112的外围将合适的离子(例如，氢离子，h⁺)植入到其中而形成，例如，如图1中指示。离子植入过程分裂、扰乱及/或破坏区124中的半导体晶格，借此抑制电流流过其及/或阻碍其中与sceam100的上述光学功能有关的物理过程。在实例实施例中，由区124横向界限的mqw结构112的中间部分可在平行于xy坐标平面的平面中具有近似圆形横截面形状。在替代实施例中，其它横截面几何形状也是可能的。

如相关领域中已知，囊封及/或填料材料可用于覆盖及/或填充sceam100的各种层、结构及电极之间的间隙(如果存在的话)，借此提供基本上单片且在机械上稳健的整体装置结构。

sceam100的一个有益光学特性是：其操作可由于此装置的表面耦合性质而为基本上独立于偏振的。为了比较，基于波导的半导体光学装置(例如，激光器、放大器、调制器及光电检测器)可为偏振相依的，例如，这是由于对应光学波导中的横向电(te)与横向磁(tm)偏振的群折射率(即，有效折射率)的相对较大差异。特定来说，基于波导的eam在针对te及tm偏振的调制深度中可展现较大差异，这是由于调制器结构相对于那些偏振的固有各向异性。此特定特性可使得相对难以构造具有基本上独立于偏振的响应及/或能够适当地处置偏振分割多路复用(pdm)信号的基于偏振分集波导的eam装置。有利地，通过使用sceam100的各种实施例可显著地减轻或完全避免后一问题。

图2a到2c图示说明根据实施例的可用于制作sceam100的阵列200的制造方法。

图2c展示阵列200的示意性横截面侧视图。出于说明目的且无任何暗含的限制，图2c展示其中阵列200包括标记为1001到1004的四个sceam100的实施例。在替代实施例中，阵列200可具有不同(不同于四个)数目个sceam100。

sceam1001到1004使用附接到电极102、104的焊料凸块210支撑在装置载体202上及电且机械地连接到装置载体202(也参见图1)。sceam1001到1004的定向是如此使得镜130背向sceam安装在其上的装置载体202的表面214。sceam1001到1004中的每一者与对应外部电路(例如图8的电路840)之间的电连接可由定位在装置载体202的本体内及/或定位在装置载体202的表面214上的经图案化导电(例如金属)层提供。在各种实施例中，装置载体202可使用以下各者中的任何一者或任何合适的组合实施：一或多个衬底、一或多个重新分布层(rdl)、一或多个中介层(interposer)、一或多个层压板及一或多个电路基板等。

在一些实施例中，sceam1001到1004可为标称相同的。在一些其它实施例中，sceam1001到1004可具有标称相同部分128(也参见图1)，但具有不同相应镜1301到1304。

图2c的阵列200可通过首先在合适的衬底204上形成部分128的对应阵列201来制造，如图2a中说明。在实例实施例中，衬底204可为inp衬底。部分128可以常规方式形成在衬底204上，例如，使用包括以下各者中的至少一些的多步骤制造工艺：光刻、离子植入、干及/或湿蚀刻、热处理及退火、氧化、化学及物理气相沉积、外延生长、电化学沉积及化学机械平坦化。

在下一制造步骤中，使用焊料凸块210将阵列201以倒装芯片式接合到装置载体202。在倒装芯片式接合之后，例如，通过反应蚀刻移除衬底204，借此暴露部分128的层120(例如，如图2b中指示)或对应蚀刻停止层(在图2中未明确展示)。接着，镜1301到1304形成在所得电路203的经暴露顶表面上(图2b)，借此将后者转换成阵列200(图2c)。

图3展示根据实施例的光学组合件300的框图。光学组合件300包括安装在装置载体202上的sceam100，例如，如上文参考图2a到2c描述。光学组合件300进一步包括经配置以将光耦合到sceam100中及/或从sceam100耦合出的光学循环器310。

光学循环器310具有三个光学端口，在图3中其分别使用参考数字312、314及316标记。端口312经配置以将从外部光源接收到的光学输入束322引导到端口314。端口314经配置以引导光束322朝向sceam100的镜130。端口314进一步经配置以接收由sceam100通过镜130发射的光学输出束324且将其引导到端口316。端口316经配置以将光学光束324的光引导到外部电路。

在一些实施例中，一或多个透镜(在图3中未明确展示)可放置在光学循环器310的端口314与sceam100的镜130之间以改进光学耦合效率及/或降低光学损耗。

在一些实施例中，光学循环器310阵列可用于将光耦合到阵列200中及从阵列200耦合出(图2c)。

图4展示根据另一实施例的光学组合件400的框图。光学组合件400包括安装在装置载体202上的sceam100，例如，如上文参考图2a到2c描述。光学组合件400进一步包括经配置以将光耦合到sceam100中及/或从sceam100耦合出的平面光波电路(plc)410。平面光波电路410的主平面平行于yz坐标平面。

电路410包括连接到所述电路的边缘420的光学波导412及416，如图4中所指示。更具体来说，波导412及416的端部分相对于边缘420以稍微不同于90度(例如，在±10度内)的角度定向。波导412及416的端与彼此分离开相对较小距离d，d经选择使得两个端都在定位在电路410的边缘420与sceam100的镜130之间的耦合透镜414的视场内。

波导412经配置以通过透镜414引导从外部光源接收到的光学输入束422朝向镜130。波导416经配置以通过透镜414接收由sceam100通过镜130发射的光学输出束424且将其引导到外部电路。透镜414经配置以适当地塑形及重新引导光束422及424以在电路410与sceam100之间提供相对较高的光学耦合效率。

在一些实施例中，电路410可用于将光耦合到阵列200中及从阵列200耦合出(图2c)。在此类实施例中，电路410可具有连接到边缘420的多对光学波导412及416(在图4中未明确展示；参见例如图6)。

电路410的额外实施例可使用例如序列号为15/445,099的美国专利申请案中揭示的波导电路及光学布置构造及操作，所述美国专利申请案以全文引用方式并入本文中。

图5展示根据又另一实施例的光学组合件500的框图。光学组合件500包括安装在装置载体202上的sceam100，例如，如上文参考图2a到2c描述。光学组合件500进一步包括经配置以将光耦合到sceam100中及/或从sceam100耦合出的平面光波电路510。平面光波电路510的主平面平行于yz坐标平面。

电路510包括连接到所述电路的边缘526的光学波导512，如图5中所指示。更具体来说，波导512的端部分正交于边缘526且还正交于sceam100的镜130。电路510进一步包括光学输入端口516、光学输出端口518及光学循环器520。光学循环器520具有分别连接到光学波导512、光学输入端口516及光学输出端口518的三个端口，如图5中指示。

在操作中，光学输入端口516可连接到外部光源(参见例如图8)。光学循环器520经配置以将通过光学输入端口516接收到的光引导到光学波导512中。波导512经配置以：(i)通过透镜514引导从光学循环器520接收到的光束522朝向镜130；(ii)通过透镜514接收由sceam100通过调制光束522生成且通过镜130发射的调制光束524；及(iii)将接收到的调制光束524的光引导回到光学循环器520。接着，光学循环器520操作以将从光学波导512接收到的光引导到光学输出端口518。

在实例实施例中，透镜514经配置以适当地塑形及引导光束522及524以在光学波导512与sceam100之间提供相对较高的光学耦合效率。

在一些实施例中，电路510可用于将光耦合到sceam阵列200中及从sceam阵列200耦合出(图2c)。在此类实施例中，电路510可具有连接到边缘526的多个光学波导512(在图5中未明确展示；参见例如图8)。

图6展示根据实施例的光学发射器600的框图。发射器600包括：(i)sceam阵列200的实施例(也参见图2c)，其包含sceam1001及1002；(ii)平面光波电路410的实施例(也参见图4)；(iii)透镜阵列644，其包含透镜4141及4142(也参见图4)；(iv)电路640；及(v)激光器602。激光器602使用光纤604连接到波导电路410的输入端口606。电路640使用电总线642连接到sceam阵列200。在操作中，电路640可(i)将相应偏置电压提供到sceam1001及1002及(ii)响应于电模拟数据输入信号638生成将施加于sceam1001及1002的相应电rf驱动信号。

光学发射器600可例如如下那样操作。

激光器602操作以生成cw光束，其通过光纤604及输入端口606耦合到电路410的波导608中。波导608将接收到的cw光引导到分光器610，分光器610将cw光分裂成两部分且将所述两部分分别耦合到波导4121及4122中。在实例实施例中，分光器610可为3-db功率分配器/组合器。在替代实施例中，如果对预期类型的调制来说合适或有必要的话，可类似地使用具有不同分配比的分光器610。

波导4121输出从分配器610接收到的光作为光学输出束4221。透镜4141将束4221耦合到sceam1001中，其中其经调制以生成对应调制光学输出束4241。调制使用由电路640生成的对应电rf驱动信号响应于数据输入信号638执行，其中驱动信号通过电总线642施加于sceam1001。接着，透镜4141将束4241耦合到电路410的波导4161中。

波导4122类似地输出从分配器610接收到的光作为光学输出束4222。透镜4142将束4222耦合到sceam1002中，其中其经调制以生成对应调制光学输出束4242。调制使用由电路640生成的对应电rf驱动信号响应于数据输入信号638执行，其中驱动信号通过电总线642施加于sceam1002。接着，透镜4142将束4242耦合到电路410的波导4162中。

光学组合器630操作以(i)组合调制光束4241及4242的光与由移相器620强加的相对相移及(ii)将所得组合光束耦合到光学波导632中。接着，波导632将接收到的光束引导到电路410的光学输出端口(例如，包括光纤连接器)634，所述光束可进一步从光学输出端口引导到外部电路，比如远程光学接收器(在图6中未明确展示)。

所属领域的一般技术人员应认识到，分配器610、波导412及416、移相器620及组合器630是可用于生成例如相较于常规地结合电吸收调制器使用的开关键控(ook)调制更高级的调制格式的光学干涉仪的部分。

由移相器620强加的相对相移是取决于预期调制格式的固定相移。举例来说，在一些实施例中，相对相移可为180度。在一些其它实施例中，相对相移可为例如90度。在一些实施例中，移相器620可为可调谐移相器，其实现相对相移的缓慢调整例如以补偿制造差异、温度波动及可影响干涉仪的两个臂中的相对相移的可能的其它不稳定性。在本文，术语“缓慢”应被理解为意味着在比逆波特率大得多的时间尺度上。

图7a到7b说明根据实施例的可用于脉冲振幅调制(pam)的发射器600的实例配置。更具体来说，图7a展示对应单极4-pam星座700。图7b展示分别针对星座700的每一星座点的第一及第二sceam(即，元件1001及1002)的相应设置。

在此特定实施例中，移相器620经配置以施加180度的相对相移，这导致光束4241及4242在组合器630中破坏性地干涉。sceam1001及1002中的每一者经配置以施加ook调制。更具体来说，sceam1001经配置用于ook调制，其中接通信号电平的振幅是八个相对单位，且断开信号电平的振幅是四个相对单位。sceam1002经配置用于ook调制，其中接通信号电平的振幅是三个相对单位，且断开信号电平的振幅是一个相对单位。也就是说，第一sceam1001经配置用于ook调制，其产生第一最大强度的光信号，且第二sceam1002经配置用于ook调制，其产生不同的第二最大强度的光信号。

图7b中展示的表展示接通及断开信号电平的不同组合可如何用于生成星座700的不同星座点(图7a)。更具体来说，为了获得星座700的第一振幅(a＝1)，sceam1001及1002经驱动以分别处于断开及接通状态。为了获得星座700的第二振幅(a＝3)，sceam1001及1002经驱动以分别处于断开及断开状态。为了获得星座700的第三振幅(a＝5)，sceam1001及1002经驱动以分别处于接通及接通状态。为了获得星座700的第四振幅(a＝7)，sceam1001及1002经驱动以分别处于接通及断开状态。

返回参考图6，由于sceam1001及1002的偏振不敏感响应，发射器600具有对施加于其光学输入端口606的光束的偏振波动基本上不敏感的益处。此类偏振波动可例如由光纤604的环境条件及/或激光器602处的偏振不稳定性引起。因此，发射器600的成本能低于使用基于波导的eam实施的相当发射器。成本降低可例如通过避免使用偏振控制器、偏振维持光纤及/或其它相对较贵的偏振控制设备实现。

图8展示根据实施例的经配置以生成pdm光学信号的光学发射器800的框图。发射器800包括：(i)sceam阵列200的实施例(也参见图2c)，其包含sceam1001到1008；(ii)平面光波电路510的实施例(也参见图5)；(iii)透镜阵列844，其包含透镜5141到5148(也参见图5)；(iv)电路840；(v)四分之一波长(λ/4)板846；及(v)激光器802。激光器802使用光纤804连接到波导电路510的输入端口516。电路840使用电总线842连接到sceam阵列200。在操作中，电路840可(i)将相应偏压电压提供到sceam1001到1008及(ii)响应于电模拟数据输入信号838生成将施加于sceam1001到1008的相应电rf驱动信号。四分之一波长板846可插入于sceam1001到1004与定位在电路510的边缘526处的波导5121到5124的端之间，例如，如图8中指示。

光学发射器800可例如如下般操作。

激光器802操作以生成cw光束，其通过光纤804及输入端口516耦合到电路510的波导808中。波导808将接收到的光引导到光学循环器520，光学循环器520将其重新引导到波导812中。波导812进一步将光引导到光学耦合器860，光学耦合器860将光分裂成两部分且将所述两部分分别耦合到波导8581及8582中。在实例实施例中，光学耦合器860可为3-db分配器/组合器。

波导8581将从光学耦合器860接收到的光引导到1×4光学耦合器8301，光学耦合器8301将光分裂成四部分，且通过可调谐光学衰减器8501到8504及移相器8201到8204将所述四部分分别引导到波导5121到5124，如图8中指示。波导8582类似地将从光学耦合器860接收到的光引导到1×4光学耦合器8302，光学耦合器8302将光分裂成四部分，且通过可调谐光学衰减器8505到8508及移相器8205到8208将所述四部分分别引导到波导5125到5125，如图8中进一步指示。

在实例实施例中，光学耦合器8301及8302中的每一者可为常规功率分配器/组合器，其针对在一个方向上行进的光操作为1×4分配器且针对在相反方向上行进的光操作为4×1组合器。光学衰减器8501到8504可用于对光学耦合器8301的有效分配比进行调整，例如以补偿制造差异及温度效应及/或实施信号预失真。光学衰减器8505到8508可类似地用于对光学耦合器8302的有效分配比进行调整。

分配器8301、光学衰减器8501到8504、移相器8201到8204、波导5121到5124及sceam1001到1004是具有四个臂的光学干涉仪8701的部分。干涉仪8701的四个臂中的相对相移可使用移相器8201到8204控制。在实例实施例中，相对相移可分别固定在大约0度、90度、180度及270度。取决于预期应用，可接受的相对相移公差可为例如在±5度或±10度内，等等。所属领域的一般技术人员应理解，在未考虑360度的整数倍的可能额外相移的情况下定义相对相移中的每一者。在一些实施例中，至少部分移相器8201到8204可为可调谐的以实现相对相移的缓慢调整，例如以补偿制造差异、温度波动及可影响干涉仪8701的四个臂中的相对相移的可能的其它不稳定性。在本文，术语“缓慢”应被理解为意味着在比逆波特率大得多的时间尺度上。

分配器8302、光学衰减器8505到8508、移相器8205到8208、波导5125到5128及sceam1005到1008是基本上类似于光学干涉仪8701的光学干涉仪8702的部分。干涉仪8702的四个臂中的相对相移可类似地使用移相器8205到8208控制。在实例实施例中，这些相对相移可分别固定在大约0度、90度、180度及270度。

四分之一波长板846操作以致使光学干涉仪8701中的90度偏振旋转，由于此，由光学干涉仪8701及8702生成且引导到光学波导8581及8582中的调制光学信号分别具有互相正交的偏振。举例来说，如果由光学干涉仪8701生成的调制光学信号具有te偏振，那么由光学干涉仪8702生成的调制光学信号具有tm偏振。光学耦合器860操作以组合从光学波导8581及8582接收到的两个正交偏振的调制光学信号及将所得pdm调制光学信号施加于波导812。波导812操作以将接收到的pdm信号引导到光学循环器520。接着，光学循环器520操作以通过光学波导810将接收到的pdm信号引导到光学输出端口518，所述信号可从光学输出端口518进一步引导到外部电路，例如远程光学接收器(在图8中未明确展示)。

图9a到9b说明根据实施例的可用于正交振幅调制(qam)的发射器800的实例配置。更具体来说，图9a展示对应8-qam星座900。星座900可用于独立地调制由发射器800生成的pdm信号的两个正交偏振中的每一者。图9b展示用于星座900中的每一星座点的sceam1001到1004的相应设置，如施加于第一(例如，te)偏振。所属领域的一般技术人员应理解，类似设置可用于sceam1005到1008以将星座900施加于正交第二(例如，tm)偏振。

在此特定实施例中，移相器8201到8204经配置以分别生成0度、90度、180度及270度的相对相移。sceam1001到1004中的每一者经配置以施加ook调制。更具体来说，在接通状态中，sceam1001到1004中的每一者输出其振幅是一个相对单位的信号。在断开状态中，sceam1001到1004中的每一者基本上完全熄灭光。

参考图9a，星座900具有八个星座点，其在由以下复数表示的复iq平面上具有相应坐标：1；1+j；j；-1+j；-1；-1-j；-j及1-j。注意：星座900包含表示正交相移键控(qpsk)星座的星座点子集。此子集具有四个星座点，其在复iq平面上具有以下相应坐标：1；j；-1及-j。此事实暗含反射器800还可用于qpsk调制。

图9b中展示的表展示sceam1001到1004的接通及断开状态的不同组合可如何用于生成星座900的不同星座点(图9a)。举例来说，为了生成具有iq坐标(1,0)的第一星座点，sceam1001到1004分别被驱动到接通、断开、断开及断开状态。为了生成具有iq坐标(1,1)的第二星座点，sceam1001到1004分别被驱动到接通、接通、断开及断开状态。为了生成具有iq坐标(0,1)的第三星座点，sceam1001到1004分别被驱动到断开、接通、断开及断开状态，等等。

返回参考图8，由于sceam1001到1008的偏振不敏感响应，发射器800具有对施加于其光学输入端口516的光束的偏振波动基本上不敏感的益处且可以偏振分集方式在其光学输出端口518处生成对应pdm输出信号。因此，发射器800的成本可低于使用基于波导的eam实施的相当发射器。成本降低可例如通过避免使用偏振控制器、偏振维持光纤及/或其它相对较贵的偏振控制设备来实现。

根据上文揭示的实例实施例，例如，在发明内容章节中及/或参考部分或全部图1到9的任何一者或任何组合，提供一种设备(例如，图8的800)，其包括：多个反射电吸收调制器(例如，图8的1001到1008)，其支撑在平面表面(例如，图8的214)上，所述反射电吸收调制器中的每一者经配置以大体上正交于所述平面表面(例如，在±10度内)接收输入光且输出调制光；及光学电路(例如，图6的410；图8的510)，其光学耦合到所述多个反射电吸收调制器以形成具有多个干涉仪臂的第一光学干涉仪(例如，图8的8701)，所述干涉仪臂中的每一者包含所述反射电吸收调制器(例如，图8的1001到1004)的相应一者且经配置以将不同相应相移施加于传播通过其的光；且其中所述第一光学干涉仪包括第一光学耦合器(例如，图8的8301)，其经配置以通过光学地组合由所述多个干涉仪臂中的所述相应反射电吸收调制器响应于所述输入光而输出的所述调制光来生成第一调制光学信号。

在上述设备的一些实施例中，第一光学干涉仪包括第一移相器(例如，图6的620；图8的8203)，其经配置以致使不同相应相移中的两者具有大约(例如，在±10度内)180度的差异。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，第一光学干涉仪包括第一、第二及第三移相器(例如，图8的8202到8204)；其中所述第一移相器经配置以致使第一干涉仪臂及第二干涉仪臂的不同相应相移具有大约(例如，在±10度内)90度的差异；其中所述第二移相器经配置以致使所述第一干涉仪臂及第三干涉仪臂的不同相应相移具有大约(例如，在±10度内)180度的差异；且其中所述第三移相器经配置以致使所述第一干涉仪臂及第四干涉仪臂的不同相应相移具有大约(例如，在±10度内)270度的差异。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学干涉仪经配置以致使来自所述干涉仪臂中的第一者及所述干涉仪臂中的第二者的所述调制光以大约180度的相对相位被组合于所述第一光学耦合器中。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学干涉仪进一步经配置以致使来自所述干涉仪臂中的所述第一者及所述干涉仪臂中的第三者的所述调制光以大约90度的相对相位被组合于所述第一光学耦合器中。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学干涉仪经配置以致使来自所述干涉仪臂中的所述第一者及所述干涉仪臂中的第四者的所述调制光以大约270度的相对相位被组合于所述第一光学耦合器中。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学干涉仪包括偏振旋转器(例如，图8的846)，其经配置以致使所述第一调制光学信号具有正交于所述输入光的偏振的偏振。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，至少部分所述干涉仪臂包含相应可调谐光学衰减器(例如，图8的8501到8504的部分)。在一些实施例中，可不存在部分所述可调谐光学衰减器(例如，图8的8501及/或8505)。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述干涉仪臂中的每一者包含相应可调谐光学衰减器(例如，图8的8501到8504)。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述反射电吸收调制器中的每一者包括包含相应多量子阱结构(例如，图1的112)的相应半导体二极管(例如，图1的110/112/118)。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述相应半导体二极管中的每一者包括基本上(例如，在±10度内)平行于所述平面表面定向的相应多个较薄半导体层(例如，图1的110/112/114/116/118)。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述设备进一步包括：电路(例如，图8的840)，其经连接以响应于输入数据信号(例如，图8的838)电驱动所述反射电吸收调制器；及装置载体(例如，图2c、图8的202)，其包括所述平面表面，所述装置载体经配置以将所述反射电吸收调制器电连接到所述电路。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述反射电吸收调制器中的每一者包括由相应第一镜(例如，图1的106)及相应第二镜(例如，图1的130)界限的相应光学谐振器，所述第一镜是非透明金属镜，且所述第二镜是部分透明电介质镜。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述相应光学谐振器中的每一者包括包含相应多量子阱结构(例如，图1的112)的相应半导体二极管(例如，图1的110/112/118)。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述光学电路光学地耦合到所述多个反射电吸收调制器以形成具有多个第二干涉仪臂的第二光学干涉仪(例如，图8的8702)，所述第二干涉仪臂中的每一者包含所述反射电吸收调制器(例如，图8的1005到1008)中的相应一者；其中所述第二光学干涉仪包括第二光学耦合器(例如，图8的8302)，所述第二光学耦合器经配置以通过光学地组合由所述第二干涉仪臂中的所述相应反射电吸收调制器响应于所述输入光而输出的调制光来生成第二调制光学信号；且其中所述光学电路包括第三光学耦合器(例如，图8的860)，其经配置以通过光学地组合从所述第一光学耦合器接收到的所述第一调制光学信号及从所述第二光学耦合器接收到的所述第二调制光学信号生成光学输出信号。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述设备进一步包括偏振旋转器(例如，图8的846)，其经配置以致使所述第一调制光学信号及所述第二调制光学信号具有互相正交的偏振。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述偏振旋转器进一步经配置以致使所述第一调制光学信号的偏振正交于所述输入光的偏振。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述设备进一步包括激光器(例如，图6的602；图8的802)，其经配置以生成所述输入光。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述设备进一步包括光纤(例如，图6的604；图8的804)，其经配置以将所述输入光从所述激光器传输到所述光学电路，所述光纤致使所述输入光的偏振波动。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述光学电路包括平面光波电路，其主平面大体上正交于所述平面表面。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述光学电路包括光学循环器(例如，图3的310；图5、8的520)。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述设备进一步包括光学数据发射器(例如，图6的600；图8的800)，其包含多个反射电吸收调制器及所述光学电路。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学耦合器进一步经配置以将所述输入光耦合到所述多个干涉仪臂中。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述设备进一步包括电路(例如，图8的840)，其经连接以响应于输入数据信号(例如，图8的838)电驱动所述反射电吸收调制器使得所述第一光学耦合器输出根据正交相移键控星座(例如，图9a的子集900)调制的光。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述设备进一步包括电路(例如，图8的840)，其经连接以响应于输入数据信号(例如，图8的838)电驱动所述反射电吸收调制器使得所述第一光学耦合器输出根据正交振幅调制星座(例如，图9a的900)调制的光。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学干涉仪经配置以致使来自所述干涉仪臂中的第一者及所述干涉仪臂中的第二者的所述调制光以第一相对相位被组合于所述光学耦合器中。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学干涉仪经配置以致使来自所述干涉仪臂中的所述第一者及所述干涉仪臂中的第三者的所述调制光以不同于所述第一相对相位的第二相对相位被组合于所述光学耦合器中。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，所述第一光学干涉仪经配置以致使来自所述干涉仪臂中的所述第一者及所述干涉仪臂中的第四者的所述调制光以不同于所述第一及所述第二相对相位中的每一者的第三相对相位被组合于所述光学耦合器中。

在上述设备中的任何者的一些实施例中，至少部分所述第一、第二及第三相对相位分别不同于大约90度、大约180度及大约270度。对应干涉仪配置可例如通过恰当地选择所述干涉仪臂的所述参数及/或调谐部分或全部移相器820(图8)来实现。各种额外星座可通过将对应于星座700(图7a)及900(如9a)的至少部分所述驱动配置应用到移相器820(图8)中的不同者来生成。

虽然本发明包含对说明性实施例的参考，但本说明书不希望以限制意义理解。本发明所属的领域的技术人员显而易见的所描述实施例的各种修改以及本发明的范围内的其它实施例被认为在本发明的原理及范围内，例如，如所附权利要求书中表达。

除非另外明确陈述，否则每一数值及范围应被解译为是近似值，就好像“约”或“近似”一词在值或范围之前。

应进一步理解，已经描述及说明以便解释本发明的性质的部件的细节、材料及布置的各种变化可由所属领域的技术人员作出而不背离本发明的范围，例如，如所附权利要求书中表达。

权利要求书中的图号及/或图式参考标记(如果存在的话)的使用旨在识别所主张的标的物的一或多个可能实施例以便有助于解译所述权利要求书。此使用不应被理解为必然将所述权利要求书的范围限制于对应图式中展示的实施例。

本文对“一个实施例”或“实施例”的参考意味着与实施例相结合而描述的特定特征、结构或特性可包含于本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现短语“在一个实施例中”既不一定都指代相同实施例，单独或替代实施例也不一定与其它实施例互斥。这适用于术语“实施方案”。

除非本文另外指定，顺序形容词“第一”、“第二”、“第三”等的使用是指多个类似对象的对象仅指示此类相似对象的不同例子被涉及且不希望暗含所涉及的类似对象必须是按对应顺序或序列，无论是在时间上、在空间上、按排名还是以任何其它方式。

贯穿详细描述，并非按比例绘制的图式仅是说明性的且经使用以便解释而非限制本发明。例如高度、长度、宽度、顶部、底部的术语的使用严格地促成对实施例的描述且不希望将实施例限制于具体定向。举例来说，高度不仅暗含垂直上升限制，而且用于识别三维结构的三个维度中的一者，如图中展示。此“高度”在层是水平的情况下是垂直的，但在层是垂直的情况下是水平的，等等。类似地，虽然所有图都将不同层展示为水平层，但此定向仅是出于描述目的且不应理解为限制。

而且，出于此描述的目的，术语“耦合(couple/coupling/coupled)”、“连接(connect/connecting/connected)”是指所属领域中已知或以后开发的其中允许能量在两个或两个以上元件之间传送的任何方式，且预期中间插入一或多个额外元件，尽管不是必需的。相反地，术语“直接耦合”、“直接连接”等暗示不存在此类额外元件。

所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。特定来说，本发明的范围由所附权利要求书指示，而非通过本文的描述及图式指示。来自权利要求书的等效性的意义及范围内的所有变化都包含在其范围内。

描述及图仅说明本发明的原理。因此，应了解，所属领域的一般技术人员能够设想体现本发明的原理且包含在其精神及范围内的各种布置，尽管本文未明确描述或展示。此外，本文所述的所有实例主要旨在明确地仅用于教学目的以帮助读者理解本发明的原理及发明人为推进所属领域而提供的概念，且应被理解为没有对此类具体叙述的实例及条件的限制。此外，本文叙述本发明的原理、方面及实施例的所有陈述以及其具体实例旨在涵盖其等效物。

如本申请案中使用，术语“电路”可指代以下各者的一或多个者或全部者：(a)仅硬件的电路实施方案(例如仅模拟及/或数字电路中的实施方案)；(b)硬件电路与软件的组合，例如(如果适用的话)：(i)模拟及/或数字硬件电路与软件/固件的组合及(ii)具有软件的硬件处理器的任何部分(包含一起工作以致使设备(例如移动电话或服务器)执行各种功能的数字信号处理器、软件及存储器)；(c)硬件电路及/或处理器，例如需要软件(例如，固件)以进行操作的微处理器或微处理器的部分，但当操作不需要时可能不存在软件。此电路定义适用于本申请案中此术语的所有使用，包含在任何权利要求中。作为另一实例，如在本申请案中使用，术语电路还涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的部分及其(或它们)伴随的软件及/或固件的实施方案。术语电路还涵盖(例如且如果适用于特定的权利要求元素)基带集成电路或移动装置的处理器集成电路或服务器、蜂窝网络装置或其它计算或网络装置中的类似集成电路。

所属领域的一般技术人员应了解，本文的任何框图表示体现本发明的原理的说明性电路的概念图。