一种可集成于光子芯片上的波长检测装置及测量方法与流程

本发明属于光通信领域 ，尤其涉及一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置及测量方法。

背景技术：

1、在光通信系统中，光信号通过不同的波长进行传送。在一般的光通信系统中，使用的波长可多达几百个不同的波长。波长的准确性，对于信号准确的传送非常重要，因此，对波长进行监控是必不可少的，相应地，不可缺少的是在光通信系统中需要配备具有波长监控功能的器件或设备。

2、近年来，可调谐激光器被广泛应用于光通信领域，可调谐激光器与收发器、多路复用器、分路器等设备结合使用后，相对于固定波长网络，它提高了光通信系统的灵活性。但是由于可调谐激光器的电驱动信号与输出频率之间的关系受到多重因素的影响，在工作一段时间后，初始校准的可调谐激光器可能失准超过预定阈值，因此需要通过波长监测装置实现可调谐激光器的实时校准。

3、传统的光模块波长监控仪器为艾达龙(etalon)设备。在使用这种设备的情况下，可调谐激光器的输出通过光耦合将小部分光分光到波长监测装置，波长监测装置通过实时测量分光波长来实现对可调谐激光器波长的控制。同时由于艾达龙本身尺寸较大，属于一种独立设备，其无法集成到光子集成芯片上。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的问题，本发明提出了一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置，包括两个非对称马赫-曾德尔干涉仪（mzi），并且通过波导连接每个mzi终端有一个光测量装置pd，用来测量每个mzi的输出光强；这两个mzi具有相同的自由光谱范围（fsr），并且两个mzi相位差为π/2，由于第一个光电探测器测量值与第二个光电探测器测量值的比值可用于生成控制信号。该控制信号只与波长有关而与光功率无关，这使得它可以用于校准可调谐激光器。

2、优选地，两个mzi形成一组mzi，检测装置包括多组mzi。

3、更优选地，检测装置中设置两组mzi。

4、优选地，不同组mzi之间fsr值可为1.01-1.1之间的任意倍数关系。

5、更优选地，当所述检测装置中设置两组mzi时，一组mzi的fsr设置为另一组mzi的fsr的1.01倍。

6、采用本装置的波长测量方法包括以下步骤：

7、s1 光源通过分光器，分光器1，分光器2分为主路光源和4路支路光源，4路支路光源分别进入两组mzi;

8、s2 将记录的不同组mzi配备的光测量装置pd值，信号放大，滤波，ad 采样和信号处理，噪声滤除后拟合成函数图像，根据所述函数图像的曲率区分不同光波长。

9、本发明的有益技术效果：本发明提出了一种可集成于光子芯片上的波长检测装置及测量方法，此装置可放置于可调谐激光器的出口，通过小部分分光对其波长进行分辨。通过使用非对称mzi和不同的fsr和相位差，并通过信号处理建立函数拟合图表，实现了在整个波长范围内的高精度测量。该装置在光通信、光传感和其他领域中具有重要应用前景。

技术特征：

1.一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置，包括两个非对称马赫-曾德尔干涉仪mzi，并且通过波导连接每个mzi终端有一个光测量装置pd，用来测量mzi的输出光强，两个mzi具有相同的自由光谱范围fsr，其特征在于：两个mzi的相位差设置为π/2。

2.根据权利要求1所述的一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置，其特征在于：所述两个mzi形成一组mzi，所述检测装置可包括多组mzi。

3.根据权利要求2所述的一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置，其特征在于：所述检测装置中设置两组mzi。

4.根据权利要求2-3任一项所述的一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置，其特征在于：不同组mzi之间具有不同的fsr。

5.根据权利要求2-3任一项所述的一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置，其特征在于：所述不同组mzi之间的fsr为1.01-1.1之间的任意倍数。

6.根据权利要求1所述的一种可集成于光子集成芯片上的波长检测装置，其特征在于：所述同组的两个mzi可替换为两个环形谐振器。

7.一种用于可集成于光子芯片上的波长测量方法，其特征在于：根据如权利要求1所述的可集成于光子集成芯片上的波长检测装置实现，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种可集成于光子芯片上的波长检测装置及测量方法，包括多组MZI，每组MZI包括两个非对称MZI，并为每个MZI配备一个光测量装置PD，用来测量MZI的输出光强；每组中的两个MZI具有相同的FSR，相位差设置为π/2。不同组MZI之间具有不同的FSR，将记录的不同组MZI配备的光测量装置PD值拟合成函数图像，根据所述函数图像的斜率区分不同光的波长。本发明的装置可放置于可调谐激光器的出口，通过小部分分光对其波长进行分辨，能够实现在整个波长范围内的高精度测量。本发明的装置在光通信、光传感和其他领域中具有重要应用前景。

技术研发人员：吴杨,李志伟,袁晓君
受保护的技术使用者：北京弘光向尚科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15