光调制设备、光发射器及用于光调制器的控制方法技术

本发明专利技术涉及光调制设备、光发射器及用于光调制器的控制方法。一种光调制设备，包括光调制单元(2)和控制器(3)。光调制单元(2)包括多个环形光调制器(9)，多个环形光调制器彼此级联耦合并且其环形光波导具有彼此不同的往返长度。针对环形光调制器中的至少一个环形光调制器，控制器(3)执行第一谐振波长调节控制以将环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长；执行第二谐振波长调节控制以从环形光调制器中指定表现出将环形光波导的谐振波长调节为一个输入光波长所需的最小电流量的环形光调制器，从而将所指定环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长；以及针对所指定环形光调制器执行调制驱动控制。

【技术实现步骤摘要】
光调制设备、光发射器及用于光调制器的控制方法
本文所讨论的实施例涉及光调制设备、光发射器及用于光调制器的控制方法。
技术介绍
近年来，在硅基底上的光学功能装置被关注，对此利用了能够以较低成本实现大规模集成的硅电子电路制造技术。同时，在高性能服务器、超级计算机等中，通过采用中央处理单元(CPU)的多核配置等来试图增强性能，以满足使计算能力增强的需求。另一方面，在芯片或电路板之间的通信中，通过电信号的通信以递增的速度接近于来自物理距离相对于计算能力的问题的极限。在基于低损耗的小尺寸硅线波导的大型硅基底上的光通信装置即硅光装置(siliconphotonics)被期望作为解决如上所述的其速度正在递增的信息处理设备的通信容量的不足问题的技术。硅光装置由基于硅的光学功能元件如光波导、发光装置、光接收装置(光检测器)、光调制器、光分路器等配置而成。可以预期的是，例如作为硅光装置中的光调制器，环形光调制器具有非常小的尺寸例如约几十μm2到100μm2，并且从功耗和高速响应角度来看期望有较低的容量。
技术实现思路
顺便说一下，由于环形光调制器、即使用环形谐振器并且使用硅波导芯层的光调制器具有非常狭窄的工作波长带，所以在制造时很难将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长。例如，环形光调制器的谐振波长是通过配置环形光调制器的环形光波导的光学周长(往返长度(round-triplength))来确定的。然而，由于光波导的一定厚度的硅波导芯层的晶片面内偏差、块(lot)之间的偏差等，会出现等效折射率的可变性。作为结果，环形光调制器的谐振波长在晶片或块之间出现至少约±10nm的偏移。针对如刚刚所描述的环形光调制器的谐振波长的偏移，如下构思是可行的：通过使用加热器加热或者通过载流子注入来调节环形光调制器的谐振波长。然而，在通过使用加热器加热来调节环形光调制器的谐振波长的情况下，环形光调制器的谐振波长可以仅向长波长侧偏移。另一方面，在通过载流子注入来调节的环形光调制器的谐振波长情况下，环形光调制器的谐振波长可以仅向短波长侧偏移。因此，用于将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长所需的波长调节量最大程度等于环形光调制器的自由谱范围(FSR)。这里，为了减小FSR，将配置环形光调制器的环形光波导的半径增大。另一方面，为了获得环形光调制器的尺寸小、速度高和功耗低等优点，可取的是将配置环形光调制器的环形光波导的半径减小。然而，如果配置环形光调制器的环形光波导的半径被减小以使得获得环形光调制器的尺寸小、速度高和功耗低的优点，则将FSR增大并且将用于将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长所需的波长调节量增大。这样，在使用加热器加热和载流子注入这两种情况下，如果用于将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长所需的波长调节量增大，则待被提供给用于调节谐振波长的电极的电流量、即用于将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长所需的电流量增大。因此，如果用于将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长所需的波长调节量较大，则用于将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长所需的功耗较高。这里，应当注意，虽然上面提到的主题被描述为使用硅波导芯层的环形光调制器的主题，但是在将诸如硅锗、InP、GaAs、或它们的混合晶体等不同半导体材料用于波导芯层的环形光调制器中也存在类似的主题。因此，期望的是将用于将环形光调制器的谐振波长调节为输入光的波长所需的功耗抑制到较低水平。根据实施例的一个方面，一种光调制设备包括光调制单元和控制器。光调制单元包括多个环形光调制器，多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在第一光波导与第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，多个环形光调制器彼此级联耦合，多个环形光调制器的环形光波导具有彼此不同的往返长度。针对多个环形光调制器中的至少一个环形光调制器，控制器执行第一谐振波长调节控制以将环形光调制器的谐振波长调节至一个输入光波长；执行第二谐振波长调节控制以从多个环形光调制器中指定表现出将环形光波导的谐振波长调节为一个输入光波长所需的最小电流量的环形光调制器，以向所指定环形光调制器的谐振波长调节电极提供电流，从而将所指定环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长；以及通过向所指定环形光调制器的调制电极提供调制电信号来执行调制驱动控制。根据实施例的另一个方面，一种光发射器包括：光源，输出具有一个波长的光；光调制单元，光调制单元被耦合至光源并且包括多个环形光调制器，多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在第一光波导与第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，多个环形光调制器彼此级联耦合，多个环形光调制器的环形光波导具有彼此不同的往返长度；以及控制器，针对多个环形光调制器中的至少一个环形光调制器，控制器执行第一谐振波长调节控制以将环形光调制器的谐振波长调节为从光源输入的一个输入光波长，执行第二谐振波长调节控制以从多个环形光调制器中指定表现出将环形光波导的谐振波长调节为一个输入光波长所需的最小电流量的环形光调制器，以向所指定环形光调制器的谐振波长调节电极提供电流，从而将所指定环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长，以及通过向所指定环形光调制器的调制电极提供调制电信号来执行调制驱动控制。根据实施例的另一个方面，一种光发射器包括：多个光源，多个光源输出具有彼此不同的波长的光；多个光调制单元，多个光调制单元被逐个耦合至多个光源并且各自包括多个环形光调制器，多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在第一光波导与第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，多个环形调制器彼此级联耦合，多个环形光调制器的环形光波导具有彼此不同的往返长度；光复用器，光复用器被耦合至多个光调制单元；以及控制器，针对多个光调制单元中的每个光调制单元的多个环形光调制器中的至少一个环形光调制器，控制器执行第一谐振波长调节控制以将环形光调制器的谐振波长调节为从光源中之一输入的一个输入光波长，执行第二谐振波长调节控制以从多个环形光调制器中指定表现出将环形光波导的谐振波长调节为一个输入光波长所需的最小电流量的环形光调制器，以向所指定环形光调制器的谐振波长调节电极提供电流，从而将所指定环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长，以及通过向所指定环形光调制器的调制电极提供调制电信号来执行调制驱动控制。根据实施例的另一个方面，一种用于光调制器的控制方法包括：针对光调制单元中包括的多个环形光调制器中的至少一个环形光调制器，执行第一谐振波长调节控制以将环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长，光调制单元包括多个环形光调制器，多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在第一光波导与第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，多个环形光调制器彼此级联耦合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光调制设备，包括：光调制单元，所述光调制单元包括多个环形光调制器，所述多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在所述第一光波导与所述第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在所述环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在所述环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，所述多个环形光调制器彼此级联耦合，所述多个环形光调制器的所述环形光波导具有彼此不同的往返长度；和控制器，针对所述多个环形光调制器中的至少一个环形光调制器，所述控制器执行第一谐振波长调节控制以将所述环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长；执行第二谐振波长调节控制以从所述多个环形光调制器中指定表现出将所述环形光波导的谐振波长调节为所述一个输入光波长所需的最小电流量的环形光调制器，以向所指定环形光调制器的谐振波长调节电极提供电流，从而将所指定环形光调制器的谐振波长调节为所述一个输入光波长；以及通过向所指定环形光调制器的所述调制电极提供调制电信号来执行调制驱动控制。

【技术特征摘要】
2013.07.18 JP 2013-1491111.一种光调制设备，包括：光调制单元，所述光调制单元包括多个环形光调制器，所述多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在所述第一光波导与所述第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在所述环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在所述环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，所述多个环形光调制器彼此级联耦合，所述多个环形光调制器的所述环形光波导具有彼此不同的往返长度；和控制器，针对所述多个环形光调制器中的至少一个环形光调制器，所述控制器执行第一谐振波长调节控制以将所述环形光调制器的谐振波长调节为一个输入光波长；执行第二谐振波长调节控制以从所述多个环形光调制器中指定表现出将所述环形光波导的谐振波长调节为所述一个输入光波长所需的最小电流量的环形光调制器，以向所指定环形光调制器的谐振波长调节电极提供电流，从而将所指定环形光调制器的谐振波长调节为所述一个输入光波长；以及通过向所指定环形光调制器的所述调制电极提供调制电信号来执行调制驱动控制。2.根据权利要求1所述的光调制设备，其中，所述谐振波长调节电极为加热器电极，所述加热器电极被提供电流以加热所述环形光波导，来调节所述环形光调制器的谐振波长。3.根据权利要求1所述的光调制设备，其中，所述谐振波长调节电极为载流子注入电极，所述载流子注入电极被提供电流以将载流子注入到所述环形光波导中，以调节所述环形光调制器的谐振波长。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光调制设备，其中，在没有向所述调制电极提供所述调制电信号并且没有向所述谐振波长调节电极提供电流的状态下，所述多个环形光调制器的谐振波长之间的相互间隔基本上彼此相等。5.根据权利要求1至3中任一项所述的光调制设备，还包括：第一开关，所述第一开关被逐个连接至所述多个环形光调制器的所述谐振波长调节电极；以及第二开关，所述第二开关被逐个连接至所述多个环形光调制器的所述调制电极；其中所述控制器执行用于切换所述第一开关的控制以选择待被执行所述第一谐振波长调节控制和所述第二谐振波长调节控制的环形光调制器，并且执行用于切换所述第二开关的控制以选择待被执行所述调制驱动控制的环形光调制器。6.根据权利要求1至3中任一项所述的光调制设备，还包括与所述第一光波导或所述第二光波导耦合的光检测器；其中所述控制器基于通过所述光检测器检测到的信息来执行所述第一谐振波长调节控制。7.一种光发射器，包括：光源，所述光源输出具有一个波长的光；光调制单元，所述光调制单元被耦合至所述光源并且包括多个环形光调制器，所述多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在所述第一光波导与所述第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在所述环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在所述环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，所述多个环形光调制器彼此级联耦合，所述多个环形光调制器的所述环形光波导具有彼此不同的往返长度；以及控制器，针对所述多个环形光调制器中的至少一个环形光调制器，所述控制器执行第一谐振波长调节控制以将所述环形光调制器的谐振波长调节为从所述光源输入的一个输入光波长；执行第二谐振波长调节控制以从所述多个环形光调制器中指定表现出将所述环形光波导的谐振波长调节为所述一个输入光波长所需的最小电流量的环形光调制器，以向所指定环形光调制器的谐振波长调节电极提供电流，从而将所指定环形光调制器的谐振波长调节为所述一个输入光波长；以及通过向所指定环形光调制器的所述调制电极提供调制电信号来执行调制驱动控制。8.一种光发射器，包括：多个光源，所述多个光源输出具有彼此不同的波长的光；多个光调制单元，所述多个光调制单元被逐个耦合至所述多个光源并且各自包括多个环形光调制器，所述多个环形光调制器各自包括第一光波导、第二光波导、在所述第一光波导与所述第二光波导之间光耦合的环形光波导、设置在所述环形光波导上并且被提供调制电信号的调制电极、以及设置在所述环形光波导上的用于调节谐振波长的谐振波长调节电极，所述多个环形调制器彼此级联耦合，所述多个环形光调制器的所述环形光波导具有彼此不同的往返长度；光复用器，所述光复用器被耦合至所述多个光调制单元并且对经调制的光进行复用；以及控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川明宪，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP