用于在处理分束光信号的设备中获得光测量的方法和装置制造方法及图纸

一种诸如偏振控制器的光子器件，包括诸如2×2MMI耦合器的耦合器(110)或者多个耦合器，多个光电探测器(132、134、136)，以及处理部分(140)。耦合器(110)包括两个输入和两个输出，总共四个输入(112、114)和输出(116、118)。光电探测器(132、134、136)耦合至四个输入(112、114)和输出(116、118)中的三个并且被配置为提供指示所述四个输入和输出的所述三个中的每个处的光功率的信号。处理部分(140)被配置为接收由所述多个光电探测器(132、134、136)提供的所述信号。光电探测器(132、134、136)的布置可以提供用于确定光子器件内的光的偏振状态的反馈信息。还提供集成进光子的测量设备以及用于在光子器件内获得光测量的方法。

Method and device for obtaining optical measurement in equipment for processing beam splitting optical signals

A photonic device such as a polarization controller includes a coupler (110) such as a 2*2MMI coupler or multiple couplers, multiple photodetectors (132, 134, 136), and a processing section (140). Coupler (110) includes two inputs and two outputs, a total of four inputs (112, 114) and outputs (116, 118). Photodetectors (132, 134, 136) are coupled to three of the four inputs (112, 114) and outputs (116, 118) and are configured to provide signals indicating the optical power at each of the four inputs and outputs. The processing section (140) is configured to receive the signal provided by the plurality of photodetectors (132, 134, 136). The arrangement of photodetectors (132, 134, 136) can provide feedback information for determining the polarization of light in photonic devices. Also provided are measuring devices integrated into photons and methods for obtaining optical measurements in photonic devices.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在处理分束光信号的设备中获得光测量的方法和装置相关引用本申请要求2016年8月30日提交的、题为“用于在处理分束光信号的设备中获得光测量的方法和装置”申请号为15/251,782的美国专利的优先权，其公开的全部内容再次通过引用并入本文。
本专利技术涉及光子系统领域，并且更具体地，涉及用于获得在光子设备中的，例如，与光的偏振状态相关的光测量的方法和装置。
技术介绍
当入射光信号包括特定的偏振态(stateofpolarization,SOP)，例如横向电(transverse-electric,TE)SOP时，诸如光子集成电路(photonicintegratedcircuits,PIC)的某些光子器件的工作状况通常最好。然而，在实践中，入射光可能包括不同的SOP(例如，由于随机偏振)。偏振控制器可用于动态调节入射光的SOP。在对光的偏振敏感的各种情况下，期望进行偏振控制。例如，相干引擎、调制器、诸如OAM光纤的某些类型的光纤以及硅光子器件的接收器可能对偏振特别敏感。在数据中心中使用硅光子可以特别受益于控制入射光的SOP。与其他控制方案一样，可以使用反馈来实现偏振控制，其中基于所监视的SOP来调整控制信号。然而，当前可用于测量SOP的方案可能是复杂的，这导致成本、可扩展性、组件数量、插入损耗以及设备尺寸的实现问题。当前的SOP测量方案显著增加了光子架构的成本，这会在需要可扩展性时限制应用。在不显著增加相关测量和控制算法的复杂性的情况下简化SOP测量方案也是困难的。除了偏振控制器之外，其他光子器件也可以受益于光子测量，例如指示SOP或与SOP相关的测量，或者可以用于反馈控制或设备监视的测量。因此，需要一种用于获得在光子器件中的有效光学测量的方法和装置，其消除或减轻现有技术的一个或多个限制。提供该背景信息是为了揭示申请人认为可能与本专利技术相关的信息。这并非想承认，也不应该被解释成，任何前述信息构成本专利技术的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的实施例的一个目的是提供一种用于在光子器件中获得光测量的方法和装置。根据本专利技术的实施例，提供了一种光子器件，诸如但不限于偏振控制器。光子器件包括包括两个输入和两个输出的2×2光耦合器，总共四个输入和输出。三个光电探测器耦合至所述光耦合器的三个(总共四个)输入和输出中的每个。所述光电探测器可以经由光抽头耦合至他们各自的输入和输出。在一些实施例中，诸如移相器的已知部件位于所述光电探测器和所述光耦合器的相关联的输入或输出之间。所述光电探测器中的每个被配置为提供指示光功率的信号，所述光功率的信号是在它们的相应位置处测量的。提供处理部分，所述处理部分被配置为接收由所述多个光电探测器提供的信号。处理部分被配置为处理所接收的信号，并且可以生成控制信号，例如，用于通过控制光子器件的移相器来控制光子器件。在一些实施例中，光子器件包括与所述耦合器串联连接的附加2×2光耦合器。附加2×2光耦合器包括两个附加输入和两个附加输出，总共四个附加输入和输出。一对附加光电探测器耦合至所述附加耦合器的所述四个附加输入和输出中的两个。附加光电探测器还向处理部分提供指示光功率的信号。为了避免重复，并且在可能的情况下，第一光耦合器的三个光电探测器中的一个也是所述一对附加光电探测器中的一个。所述处理部分被配置为基于由所述三个光电探测器和所述一对附加光电探测器提供的测量来估计所述附加光耦合器的附加输入和输出的一个处的光功率。这可能涉及在其他未测量输入或输出处的光功率的中间估计。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种集成在光子器件中的测量设备。所述光子器件包括2×2耦合器，所述2×2耦合器包括两个输入和两个输出，总共四个输入和输出。所述测量设备包括耦合(例如，直接地或者经由诸如移相器的中间部件)至所述2×2光耦合器的所述四个输入和输出中的三个的多个光电探测器。所述多个光电探测器被配置为提供指示所述四个输入和输出的所述三个中的每个处的光功率的信号。可操作地耦合至所述光子器件的处理部分被配置为接收由所述多个光电探测器提供的所述信号。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种用于在光子器件中获得光测量的方法，所述光子器件包括耦合器，所述耦合器包括两个输入和两个输出，总共四个输入和输出。所述方法包括测量多个光电探测器处的光功率，每个所述多个光电探测器光耦合至所述耦合器的所述四个输入和输出的三个中的相应的一个。所述方法还包括向可操作地耦合至所述光子器件的处理部分提供指示所述四个输入和输出的所述三个的每个处的光功率的信号。在一些实施例中，所述光子器件是偏振控制器，并且所述方法还包括所述处理部分生成用于所述偏振控制器的一个或者多个移相器的控制信号。在一些实施例中，所述方法还包括所述处理部分生成所述耦合器的输入或输出中除了所述四个输入和输出的所述三个之外处的光功率的估计。在一些实施例中，所述光子器件还包括与所述耦合器串联连接的附加耦合器，所述附加耦合器包括两个附加输入和两个附加输出，总共四个附加输入和输出。在这些实施例中，所述方法进一步包括测量附加多个光电探测器处的光功率，每个所述附加光电探测器光耦合至所述附加耦合器的所述四个附加输入和输出的两个中的相应的一个。所述方法进一步包括向所述处理部分提供指示所述四个附加输入和输出的所述两个中的每个处的光功率的信号。所述方法进一步包括所述处理部分生成除了所述四个附加输入和输出的所述两个之外的所述附加输入和输出中的一个或者多个处的光功率的估计。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的其他特征和优点将变得显而易见，其中：图1示出了根据本专利技术实施例的光测量装置。图2示出了根据本专利技术另一实施例的光测量装置。图3示出了根据本专利技术实施例的结合光测量的两级偏振控制器。图4示出了根据本专利技术实施例的结合光测量的三级偏振控制器。图5示出了根据本专利技术实施例的结合光测量的多级偏振控制器。图6A示出了根据本专利技术实施例的用于获得光测量的方法。图6B示出了根据本专利技术另一实施例的用于获得光测量的方法。图7示出了根据本专利技术实施例的用于接收和处理光电探测器信号的处理部分。应注意，在所有附图中，相同的特征由相同的附图标记标识。具体实施方式如本文所使用的，术语“耦合器”指的是光耦合器，即耦合、混合和/或分束光信号的器件。包括N个输入和M个输出的耦合器被称为N×M耦合器。2×2耦合器(即包括N＝M＝2)在本文中被广泛引用。或者，耦合器可以称为混合器或光耦合器。例如，耦合器可以是多模干涉(multimodeinterference,MMI)耦合器，诸如3dBMMI耦合器。耦合器可以是50/50定向耦合器。在一些实施例中也可以使用其他耦合器，诸如渐逝耦合器(evanescentcoupler)。数据中心可以包括一个或多个光网络或包括基于硅的光子部件的较大网络的光学部。通常，数据中心中使用的光收发器是非相干的，其中信息不以偏振方式编码，即，偏振维度不用于承载数据业务。诸如光子开关的硅光子部件可以利用特定的光线性偏振(诸如横电(transverse-electric,TE)偏振)进行最佳的操作。当使用入射光的非TE偏振操作时，硅光子可能引起额外的损耗。因此，偏振态(stateofpolarization,SOP)控制器可用于将入射光的随机偏振转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子器件，包括：耦合器，包括两个输入和两个输出，总共四个输入和输出；多个光电探测器，耦合至所述四个输入和输出中的三个并且被配置为提供指示所述四个输入和输出的所述三个中的每个处的光功率的信号；以及处理部分，被配置为接收由所述多个光电探测器提供的所述信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 US 15/251,7821.一种光子器件，包括：耦合器，包括两个输入和两个输出，总共四个输入和输出；多个光电探测器，耦合至所述四个输入和输出中的三个并且被配置为提供指示所述四个输入和输出的所述三个中的每个处的光功率的信号；以及处理部分，被配置为接收由所述多个光电探测器提供的所述信号。2.根据权利要求1所述的光子器件，其中，所述光子器件是偏振控制器，并且所述处理部分被配置为提供用于基于由所述多个光电探测器提供的所述信号调整所述偏振控制器的一个或者多个移相器的控制信号。3.根据权利要求1所述的光子器件，还包括偏振旋转-分束器，被配置为接收入射光信号并且将所述入射光信号分成两个正交分量。4.根据权利要求1所述的光子器件，还包括移相器，被配置为在光信号的两个分量之间引起相对相移，从而提供所述光信号的两个经相移的分量，并且将所述两个经相移的分量提供给所述耦合器的两个输入。5.根据权利要求1所述的光子器件，其中，所述耦合器是多模干涉MMI耦合器。6.根据权利要求1至权利要求5的任一项所述的光子器件，其中，所述处理部分进一步被配置为估计所述耦合器的所述四个输入和输出中除了耦合至所述多个光电探测器的所述三个输入和输出之外的一个处的光功率。7.根据权利要求1至权利要求5的任一项所述的光子器件，进一步包括：附加耦合器，与所述耦合器串联连接并且包括两个附加输入和两个附加输出，总共四个附加输入和输出；以及一组附加光电探测器，耦合至所述附加耦合器的所述四个附加输入和输出中的两个并且被配置为提供指示所述附加耦合器的所述四个附加输入和输出的所述两个中的每个处的光功率的信号，其中，由所述一组附加光电探测器提供的信号被提供到所述处理部分。8.根据权利要求7所述的光子器件，其中，所述一组附加光电探测器包括所述多个光电探测器中的至少一个。9.根据权利要求7所述的光子器件，其中，所述处理部分进一步被配置为估计所述四个附加输入和输出中除了耦合至所述附加光电探测器的所述四个附加输入和输出的所述两个之外的其中一个处的光功率。10.根据权利要求7所述的光子器件，还包括：偏振旋转-分束器，被配置为接收入射光信号并且将所述入射光信号分成两个正交分量；第一移相器，被配置为在所述分量之间引起相对相移，从而提供所述光信号的第一对经相移的分量，所述第一对经相移的分量被提供给所述耦合器的两个输入；第二移相器，被配置为在所述耦合器的两个输出之间引起相对相移，从而提供所述光信号的第二对经相移的分量，所述第二对经相移的分量被提供给所述附加耦合器的两个输入，其中，所述处理部分被配置为提供用于基于由所述多个光电探测器和所述一组附加光电探测器提供的所述信号调整所述第一移相器和所述第二移相器的控制信号。11.根据权利要求7所述的光子器件，还包括：第二附加耦合器，与所述耦合器串联连接并且包括两个第二附加输入和两个第二附加输出，总共四个第二附加输入和输出；以及第二组附加光电探测器，耦合至所述四个第二附加输入和输出的两个并且被配置为提供指示所述四个第二附加输入和...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·迈赫迪·曼苏里拉德，多米尼克·约翰·古德威尔，蒋嘉，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44