包括移相器的光信号发生器制造技术

本发明专利技术的实施例涉及一种光信号发生器，包括光发射器，该光发射器被配置成产生光辐射的光束；第一光束偏转元件和第二光束偏转元件；调制器，该调制器位于光束偏转元件之间；移相器，该移相器位于光束偏转元件之间；控制单元，该控制单元被配置成控制移相器的相移，其中第一光束偏转元件和第二光束偏转元件、移相器以及调制器位于同一平面中，其中由光发射器产生的光束相对于所述平面成角度，其中所述第一光束偏转元件被配置成将发射器的光束偏转到平面中朝向调制器，所述调制器被配置成调制发射器的辐射并且输出调制的辐射，其中所述第二光束偏转元件被配置成使调制的辐射偏转离开平面朝向信号发生器的输出端口，其中调制器被配置成响应于被施加到调制器并且包括数据流的电数据信号来调制发射器的辐射，以及其中控制单元被配置成生成控制信号以便于控制移相器的相移并且以便于避免或减少反射的辐射对发射器的发射特性的影响。

Optical signal generator including phase shifter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括移相器的光信号发生器
本专利技术涉及光信号发生器、操作光信号发生器的方法和制造光信号发生器的方法。
技术介绍
例如在美国专利9,318,868B2中描述一种光信号发生器。该文献描述一种可调谐激光器，其包括：包括硅材料的衬底；耦合到该衬底的增益介质，其中增益介质包括化合物半导体材料；以及被布置在衬底中并且被光学耦合到该增益介质的波导。可调谐激光器还包括：以第一反射光谱为特征并且被布置在衬底中的第一波长选择元件和被光学耦合到第一波长选择元件的基于载流子的相位调制器。该可调谐激光器还包括：以第二反射光谱为特征并且被布置在衬底中的第二波长选择元件；被布置在衬底中并且被光学耦合到第一波长选择元件、第二波长选择元件和波导的光耦合器；以及输出镜。本专利技术的目的本专利技术的目的是要提供一种光信号发生器，其具有良好的发射特性和相对较低的制造成本。本专利技术的又一个目的是要提供一种操作光信号发生器的方法，使得其提供良好的发射特性。本专利技术的又一个目的是要提供一种制造具有良好发射特性的光信号发生器的方法。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种光信号发生器，包括：光发射器，该光发射器被配置成产生光辐射的光束；第一光束偏转元件和第二光束偏转元件；调制器，该调制器位于光束偏转元件之间；移相器，该移相器位于光束偏转元件之间；控制单元，该控制单元被配置成控制移相器的相移，其中第一光束偏转元件和第二光束偏转元件、移相器以及调制器位于同一平面中，其中由光发射器产生的光束相对于所述平面成角度，其中所述第一光束偏转元件被配置成将发射器的光束偏转到平面中朝向调制器，所述调制器被配置成调制发射器的辐射并且输出调制的辐射，其中所述第二光束偏转元件被配置成使调制的辐射偏转离开平面朝向信号发生器的输出端口，其中调制器被配置成响应于被施加到调制器并且包括数据流的电数据信号来调制发射器的辐射，并且其中控制单元被配置成生成控制信号以便于控制移相器的相移并且以便于避免或减少反射的辐射对发射器的发射特性的影响。因为第一光束偏转元件、调制器、移相器和第二光束偏转元件位于同一平面中，所以可以以相对较低的成本制造本专利技术的上述示例性实施例。此外，上述实施例解决第一光束偏转元件、调制器和/或第二光束偏转元件可能反射辐射并且产生反射的辐射的问题。该反射的辐射可以行进返回到发射器，并且恶化发射器的发射特性。控制单元可以生成控制信号，以便于避免或减少反射的辐射或至少避免或减少反射的辐射对发射器的发射特性的影响。信号发生器的输出端口可以直接由第二光束偏转元件的输出端口形成。可替选地，例如，通过透镜、或半导体芯片的后端或后端层，信号发生器的输出端口可以与第二光束偏转元件的输出端口分离。在后一种情况下，第一光束偏转元件和第二光束偏转元件以及调制器优选地被集成在半导体芯片中。移相器的截止频率可以小于调制器的截止频率。更具体地说，移相器的截止频率可以比调制器的截止频率小至少一千倍。移相器优选地包括热元件，该热元件能够基于热光效应来位移相位。光学信号发生器可以包括监测检测器，用于生成与发射器的辐射成比例或至少表征发射器的辐射的监测信号。控制单元可以被配置成控制移相器的相移，使得监测信号以及因此发射器的辐射的预定特性保持在预定范围内。控制单元优选地被配置成控制移相器的相移，使得监测信号的强度保持在预定强度范围内。具有中心波长的带通滤波器优选地位于监测检测器的上游。带通滤波器可以帮助将移相器的影响指向发射器的中心波长。监测检测器优选地被配置成检测发射器的辐射的一部分。监测检测器优选地被连接到辐射路径或与辐射路径相耦合，该辐射路径从第一光束偏转元件延伸到第二光束偏转元件。可替选地，第一和/或第二光束偏转元件可以包括监测输出，并且监测检测器可以与监测输出光学地耦合。根据另一个实施例，信号发生器可以包括存储器，在其中存储目标值，优选地存储单个目标值。控制单元优选地被配置成根据所存储的目标值来控制移相器的相移。在后一实施例中，可以已经在信号发生器的制造期间确定移相器的最佳相移、引起最佳相移的最佳控制电压或引起最佳相移的最佳控制电流。优选地，所存储的目标值描述移相器的最佳相移、最佳控制电压和/或最佳控制电流。此外，根据又一个实施例，信号发生器可以包括温度传感器。控制单元可以被配置成控制移相器的相移作为由温度传感器提供的温度值的函数。信号发生器可以包括存储器，该存储器存储查找表。查找表可以定义取决于温度传感器的实际温度值的目标值。在后一实施例中，可以已经在信号发生器的制造期间针对不同温度确定目标相移，并且被存储在存储器或其查找表中。至少一个移相器可以位于调制器的下游，并且被配置成位移由第二光束偏转元件反射的辐射的相位。至少一个移相器可以位于调制器的上游，并且被配置成位移由调制器和第二光束偏转元件这两者反射的辐射的相位。第一光束偏转元件优选是被布置在所述平面内的第一光栅。发射器的辐射相对于所述平面的垂线以10°与30°之间的输入角优选地指向第一光栅。第一光栅的光栅周期优选地被配置用于将发射器的辐射耦合到所述平面中。在发射器的波长范围和所述输入角范围，第一光栅的耦合效率优选为至少30％。第二光束偏转元件优选是被布置在所述平面内的第二光栅。第二光栅具有用于相对于所述平面的垂线以10°与30°之间的输出角优选地出平面耦合(out-of-planecoupling)的光栅周期。在发射器的波长范围和所述输出角度范围，第二光栅的耦合效率优选地为至少30％。第一光束偏转元件和第二光束偏转元件以及调制器优选地被集成在同一半导体芯片中。发射器优选是激光器，该激光器被倒装芯片地安装在所述半导体芯片上。可替选地，发射器可以是激光器，该激光器借助于子基座被安装在所述半导体芯片上。光发射器优选是连续波激光器。第一光束偏转元件和第二光束偏转元件以及调制器优选地共享同一波导硅层。调制器可以是马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制器。马赫-曾德尔调制器的3dB耦合器优选是MMI耦合器。然而，根据另一优选实施例，调制器可以可替选地是电光调制器，用于预定波长的光辐射的调制。该电光调制器优选地具有至少一个光谐振器，在其中可以针对预定波长形成驻光波(standingopticalwave)。在谐振器中，优选地，如在谐振器的纵向方向中看到的至少两个掺杂半导体部分被布置成彼此间隔。优选地，至少两个掺杂半导体部分分别局部地处于驻光波的最小强度。在谐振器中优选地存在由半导体材料组成的波导。波导的纵向方向优选地沿着谐振器的纵向方向延伸。至少两个掺杂半导体部分可以分别由波导的掺杂半导体部分形成。信号发生器可以包括位于第一光束偏转元件和第二光束偏转元件之间的两个或更多个移相器。两个或更多个移相器中的每个优选地被单独地控制。光信号发生器还可以包括位于发射器和第一光束偏转元件之间的光束路径中的透镜和/或位于第二光束偏转元件和输出端口之间的光束路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光信号发生器，包括：/n-光发射器，所述光发射器被配置成产生光辐射的光束，/n-第一光束偏转元件和第二光束偏转元件，/n-调制器，所述调制器位于所述光束偏转元件之间，/n-移相器，所述移相器位于所述光束偏转元件之间，/n-控制单元，所述控制单元被配置成控制所述移相器的相移，/n-其中，所述第一光束偏转元件和第二光束偏转元件、所述移相器以及所述调制器位于同一平面中，/n-其中，由所述光发射器产生的光束相对于所述平面成角度，/n-其中，所述第一光束偏转元件被配置成将所述发射器的光束偏转到所述平面内朝向所述调制器，所述调制器被配置成调制所述发射器的辐射并且输出调制的辐射，/n-其中，所述第二光束偏转元件被配置成使所述调制的辐射偏转离开所述平面朝向所述信号发生器的输出端口，/n-其中，所述调制器被配置成响应于被施加到所述调制器并且包括数据流的电数据信号来调制所述发射器的辐射，以及/n-其中，所述控制单元被配置成生成控制信号，以便于控制所述移相器的相移并且以便于避免或减少反射的辐射对所述发射器的发射特性的影响。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170810 US 15/674,4241.一种光信号发生器，包括：
-光发射器，所述光发射器被配置成产生光辐射的光束，
-第一光束偏转元件和第二光束偏转元件，
-调制器，所述调制器位于所述光束偏转元件之间，
-移相器，所述移相器位于所述光束偏转元件之间，
-控制单元，所述控制单元被配置成控制所述移相器的相移，
-其中，所述第一光束偏转元件和第二光束偏转元件、所述移相器以及所述调制器位于同一平面中，
-其中，由所述光发射器产生的光束相对于所述平面成角度，
-其中，所述第一光束偏转元件被配置成将所述发射器的光束偏转到所述平面内朝向所述调制器，所述调制器被配置成调制所述发射器的辐射并且输出调制的辐射，
-其中，所述第二光束偏转元件被配置成使所述调制的辐射偏转离开所述平面朝向所述信号发生器的输出端口，
-其中，所述调制器被配置成响应于被施加到所述调制器并且包括数据流的电数据信号来调制所述发射器的辐射，以及
-其中，所述控制单元被配置成生成控制信号，以便于控制所述移相器的相移并且以便于避免或减少反射的辐射对所述发射器的发射特性的影响。


2.根据权利要求1所述的光信号发生器，其中，所述移相器的截止频率小于所述调制器的截止频率。


3.根据权利要求2所述的光信号发生器，其中，所述移相器的截止频率比所述调制器的截止频率小至少一千倍。


4.根据权利要求1所述的光信号发生器
-其中，所述光学信号发生器包括监测检测器，所述监测检测器用于生成与所述发射器的辐射成比例或至少表征所述发射器的辐射的监测信号，以及
-其中，所述控制单元被配置成控制所述移相器的相移，使得所述监测信号以及因此所述发射器的辐射的预定特性保持在预定范围内。


5.根据权利要求4所述的光信号发生器，
其中，所述控制单元被配置成控制所述移相器的相移，使得所述监测信号的强度保持在预定强度范围内。


6.根据权利要求4所述的光信号发生器，
其中，具有中心波长的带通滤波器位于所述监测检测器的上游。


7.根据权利要求4所述的光信号发生器，
-其中，所述监测检测器被连接到辐射路径或与所述辐射路径相耦合，所述辐射路径从所述第一光束偏转元件延伸到所述第二光束偏转元件，以及
-其中，所述监测检测器被配置成检测所述发射器的辐射的一部分。


8.根据权利要求4所述的光信号发生器，
-其中，所述第一光束偏转元件或第二光束偏转元件具有监测输出，以及
-其中，所述监测检测器与所述监测输出光学地耦合。


9.根据权利要求1所述的光信号发生器，
-其中，所述信号发生器包括温度传感器，以及
-其中，控制单元被配置成控制所述移相器的相移作为由所述温度传感器提供的温度值的函数。


10.根据权利要求9所述的光信号发生器，
-其中，所述信号发生器包括存储器，所述存储器存储查找表，所述查找表定义取决于所述温度传感器的实际温度值的目标值，以及-其中，所述目标值描述所述移相器的最佳相移、引起所述最佳相移的最佳控制电压或者引起所述最佳相移的最佳控制电流。


11.根据权利要求1所述的光信号发生器，
-其中，所述信号发生器包括存储器，在所述存储器中存储目标值，以及
-其中，控制单元被配置成根据所述存储的目标值来控制所述移相器的相移。


12.根据权利要求11所述的光信号发生器，
-其中，已经在所述信号发生器的制造期间确定避免或者减少所述反射的辐射或者其对所述发射器的输出特性的影响的移相器的最佳相移，以及
-其中，所述目标值描述所述移相器的最佳相移、引起所述最佳相移的最佳控制电压、或者引起所述最佳相移的最佳控制电流。


13.根据权利要求1所述的光信号发生器，
其中，至少一个移相器位于所述调制器的下游，并且被配置成位移由所述第二光束偏转元件反射的辐射的相位。


14.根据权利要求1所述的光信号发生器，
其中，至少一个移相器位于所述调制器的上游，并且被配置成位移由所述调制器和所述第二光束偏转元件这两者反射的辐射的相位。


15.根据权利要求1所述的光信号发生器，
-其中，所述第一光束偏转元件是布置在所述平面内的第一光栅，-其中，所述发射器的辐射相对于所述平面以10°与30°之间的输入角指向所述第一光栅，以及
-其中，所述第一光栅的光栅周期被配置用于将所述发射器的辐射耦合到所述平面中。


16.根据权利要求1所述的光信号发生器，
-其中，所述第二光束偏转元件是被布置在所述平面内的光栅，以及
-其中，所述光栅具有用于相对于所述平面的垂线以10°与30°之间的输出角出平面耦合的光栅周期。


17.根据权利要求1所述的光信号发生器，
其中，所述第一光束偏转元件和第二光束偏转元件以及所述调制器被集成在同一半导体芯片中。

【专利技术属性】
技术研发人员：托尔斯滕·克特勒，斯特凡·梅斯特，斯文·奥特，
申请(专利权)人：斯科雅有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE