电光调制器制造技术

一种光电器件。所述光电器件能操作以提供PAM‑N调制输出，所述器件包括：M个光调制器，M是大于1的整数，所述M个光调制器以级联方式排列，所述器件被配置为在N个不同透射率状态下作为PAM‑N调制器来操作，其中，在所述N个不同透射率状态中的每个透射率状态下，所述M个光调制器中的每一个具有向其施加的等于以下之一的相应控制电压：第一电压或第二电压。

Electro-optic Modulator

A photoelectric device. The photoelectric device can be operated to provide PAM N modulation output. The device includes M light modulators, M being an integer greater than 1, arranged in cascades. The device is configured to operate as a PAM N modulator in N different transmittance states, in which the M light modulation is operated in each transmittance state of the N different transmittance states. Each of the devices has a corresponding control voltage applied to it equal to one of the following: the first voltage or the second voltage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电光调制器相关申请的交叉引用本申请要求以下的优先权和权益：2016年12月15日提交的题为“ELECTRO-OPTICMODULATORS”的美国临时申请号62/435,004，2017年2月10日提交的题为“OPTICALMODULATORS”的美国非临时申请号15/430,314，和2017年3月8日提交的题为“OPTICALMODULATORS”的英国申请号GB1703716.9，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术的实施方案涉及光电器件和操作这种器件的方法。它特别涉及硅光子学领域内的器件以及包括第一电光调制器和第二电光调制器的光电器件。
技术介绍
脉冲幅度调制(PAM)是一种示例调制格式，其中包括消息的信息被编码在包括所述信号的一系列脉冲的幅度中。在PAM-4调制中，可获得22(4)个离散脉冲幅度，其通常是等间隔的。例如，如图1所示，PAM-4调制方案可以将脉冲调制为四个离散幅度之一：[0，0]、[0，1]、[1，0]或[1，1]。通常，相邻幅度被最大幅度的1/3(所谓的最大比特值)分开。
技术实现思路
最广泛地，本专利技术的实施方案使用包括电光调制器(EOM)的光电器件，通过提供两个或更多个电光调制器来提供PAM调制，每个电光调制器产生相应的调制输出和/或可在相应的透射率状态下操作。因此，在一个方面，本专利技术的实施方案提供了一种能操作以提供PAM-N调制输出的光电器件，所述器件包括：M个光调制器，M是大于1的整数，M个光调制器以级联方式排列，所述器件被配置为在N个不同的透射率状态下作为PAM-N调制器来操作，其中，在N个不同透射率状态的每个透射率状态中，M个光调制器中的每一个具有向其施加的等于以下之一的相应控制电压：第一电压或第二电压。在另一方面，本专利技术的实施方案提供了一种能操作以提供PAM-N调制输出的光电器件，所述器件包括：M个光调制器，M是大于1的整数，M个光调制器以级联方式排列，所述器件被配置为在N个不同的透射率状态下作为PAM-N调制器来操作，其中，在N个不同透射率状态的每个透射率状态中，M个光调制器中的每一个具有向其施加的等于k个不同控制电压之一的相应控制电压，其中k是大于1且小于N的整数。第一光调制器和第二光调制器能操作以提供不同的透射率状态(也称为调制输出)。因此，所述器件可以允许至少三个不同的调制输出，其对应于：仅由第一调制器进行调制，仅由第二调制进行调制，由第一和第二调制器进行调制。这可以减少对实施PAM-N调制的复杂驱动器的需求。N通常可以取任何大于或等于4的值；通常，N遵循方程N＝2x其中x{Z}(即在实数整数的集合内)。例如，N可以取2、4、8、16、32、64、128等的值。公开了一种操作光电器件以提供PAM-N调制信号的方法，所述方法具有以下步骤：在第一光调制器处接收电磁波，第一光调制器能操作以产生第一调制输出；在第二光调制器接收电磁波，第二光调制器能操作以产生与第一调制输出不同的第二调制输出；和独立地操作第一光调制器和第二光调制器，使得光电器件能操作以产生三个不同的调制输出以及未调制的输出。现在将阐述本专利技术实施方案的可选特征。这些特征可单独应用或以与本专利技术的任何方面的任何组合来应用。在一些实施方案中，M＝N-1。例如，如果需要PAM-4调制，则M＝4-1＝3，因此可以使用三个光调制器。在一些实施方案中，N＝4；M＝3；第一电压在0V和0.2V之间；第二电压在1.8V和2.0V之间。光调制器可以调制电磁波的各种属性，例如：幅度、相位或极化。通常，光调制器可以是电吸收调制器，因此调制幅度。光调制器呈级联排列。这样，级联中的每个光调制器可以将电磁波输出到级联中的相邻调制器中(除了最后的调制器，其将电磁波输出到输出波导中)。在一些实例中，所有光调制器可以呈级联排列。所述器件还可以包括中间波导，设置在M个光调制器的第一光调制器和M个光调制器的第二光调制器之间，并且能操作以将电磁波从第一光调制器传送到第二光调制器。中间波导可以具有0.5μm至50μm之间的长度。第一光调制器和中间波导之间的第一界面可以相对于中间波导的引导方向成第一角度，第二光调制器和中间波导之间的第二界面可以与第一角度成相反的角度，第一角度和相反角度可能不是直角。相反可以意味着相反的角度具有与第一角度相等的幅度，但是具有相反的意义。例如，如果第一角度是顺时针5°，则相反的角度可以是逆时针5°(或者换句话说，顺时针355°)。这可以通过减号表示，使得第一角度＝5°并且相反角度＝-5°。光调制器可以是单个器件的调制部分，即可以独立地调制通过器件传输的电磁波的器件区域。例如，光调制器可以是光学活性区域中的脊形波导。M个光调制器的第一光调制器可以具有第一掺杂区，第一掺杂区具有第一掺杂极性；M个光调制器的第二光调制器可以具有第二掺杂区，第二掺杂区具有第二掺杂极性；第一掺杂区可以与第二掺杂区紧邻；第一掺杂极性可以与第二掺杂极性相反。M个光调制器中的一个可以具有5μm和50μm之间的接收的电磁波沿此行进的第一长度，并且M个光调制器的另一个光调制器可以具有5μm和80μm之间的接收的电磁波沿此行进的第二长度。可选地，第一长度可以在15μm和20μm之间变化和/或第二长度可以在35μm和50μm之间变化。M个光调制器中的一个可以具有450nm和1100nm之间的各自的波导宽度，所述波导宽度基本上垂直于输送电磁波的方向。可选地，波导宽度可以在650nm和760nm之间或700nm和800nm之间。光电器件可以具有：N个不同透射率状态的第一透射率状态的第一透射率；N个不同透射率状态的第二透射率状态；第一透射率可以是第二透射率的一半。例如，如果第一透射率是1/3A，其中A是100％透射率，则第二透射率可以等于2/3A。所述器件还可以包括加热器，使得M个光调制器可以相对于波长调谐。在N个不同透射率状态的第一透射率状态中，所有M个光调制器可以向它们施加等于第一电压的控制电压；并且在N个不同透射率状态的第二透射率状态中，所有M个光调制器都向它们施加等于第二电压的控制电压。M可以等于2，N可以等于4，并且k可以等于3。在4种不同透射率状态的第一透射率状态中：2个光调制器的第一光调制器具有最大透射率；所述2个光调制器的第二光调制器具有透射率；在4种不同透射率状态的第二透射率状态下：第一光调制器具有第一透射率，第一透射率小于最大透射率；第二光调制器具有最大透射率；在4种不同透射率状态的第三透射率状态下：第一光调制器具有最大透射率；第二调制器具有第二透射率，第二透射率小于第一透射率；在4种不同透射率状态的第四透射率状态下：第一光调制器具有第三透射率，第三透射率小于第一透射率；第二调制器具有第二透射率。在所述方法中，当两种调制器都不用于调制入射光时，根据IEEE(RTM)P802.3bs/D1.4以太网标准草案，光电器件的最大透射率输出可以对应于PAM-N调制信号的“3”水平，表示两个比特{0，0}的格雷码；当仅使用第一光调制器时(即，具有小于其各自的最大透射率的透射率)，光电器件的调制输出可以对应于PAM-N调制信号的“2”水平，表示{0，1}的格雷码；当仅使用第二光调制器时，光电器件的调制输出可以对应于表示格雷码{1，1}的PAM-N调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能操作以提供PAM‑N调制输出的光电器件，所述器件包括：M个光调制器，M是大于1的整数，所述M个光调制器以级联方式排列，其中所述M个光调制器中的光调制器是电吸收调制器，所述器件被配置为在N个不同透射率状态下作为PAM‑N调制器来操作，其中，在所述N个不同透射率状态中的每个透射率状态中，所述M个光调制器中的每一个具有向其施加的等于以下之一的相应控制电压：第一电压或第二电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.08 GB 1703716.9;2016.12.15 US 62/435004;201.一种能操作以提供PAM-N调制输出的光电器件，所述器件包括：M个光调制器，M是大于1的整数，所述M个光调制器以级联方式排列，其中所述M个光调制器中的光调制器是电吸收调制器，所述器件被配置为在N个不同透射率状态下作为PAM-N调制器来操作，其中，在所述N个不同透射率状态中的每个透射率状态中，所述M个光调制器中的每一个具有向其施加的等于以下之一的相应控制电压：第一电压或第二电压。2.如权利要求1所述的器件，其中M＝N-1。3.如权利要求1或权利要求2所述的器件，其中：N＝4；M＝3；所述第一电压在0V和0.2V之间；并且所述第一电压在1.8V和2.0V之间。4.如前述任一项权利要求所述的光电器件，其还包括中间波导，所述中间波导设置在所述M个光调制器中的第一光调制器和所述M个光调制器中的第二光调制器之间，并且能操作以将电磁波从所述第一光调制器传送到所述第二光调制器。5.如权利要求4所述的光电器件，其中所述第一光调制器和所述中间波导之间的第一界面相对于第二光调制器处于第一角度，并且所述中间波导处于与所述第一角度相反的角度，其中所述第一角度不是直角，并且所述相反的角度不是直角。6.如前述任一项权利要求所述的光电器件，其中所述M个光调制器是脊形波导的光学活性区。7.如前述任一项权利要求所述的光电器件，其中：所述光电器件在所述N个不同透射率状态中的第一透射率状态下具有第一透射率；所述光电器件在所述N个不同透射率状态中的第二透射率状态下具有第二透射率；并且所述第一透射率是所述第二透射率的一半。8.如前述任一项权利要求所述的光电器件，其还包括加热器，使得所述M个光调制器能相对于波长来调谐。9.如前述任一项权利要求所述的光电器件，其中：在所述N个不同透射率状态中的第一透射率状态下，所有M个光调制器具有向它们施加的等于所述第一电压的控制电压；并且在所述N个不同透射率状态中的第二透射率状态下，所有M个光调制器具有向它们施加的等于所述第二电压的控制电压。10.如权利要求1所述的光电器件，其中M＝2。11.一种能操作以提供PAM-N调制输出的光电器件，所述器件包括：M个光调制器，M是大于1的整数，所述M个光调制器以级联方式排列，其中所述M个光调制器的光调制器是电吸收调制器，所述器件被配置为在N个不同透射率状态下作为PAM-N调制器来操作，其中，在所述N个不同透射率状态中的每个透射率状态中，所述M个光调制器中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：H阿贝戴斯尔，AS纳格拉，JKS潘，Z容，
申请(专利权)人：洛克利光子有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB