宽带宽光学检测器制造技术

所描述的是用于推导覆盖了很宽的波长或频率范围的波长/频率信息的方法和系统。其实际应用包括固定波长的光信号以及宽带宽可调谐或不可调谐的光信号，其中波长/频率信息对于光信号的校准、控制和监视、光学通信以及数据处理来说是必需的。该方法具有“自补偿”特征，这对提高所提取的波长或频率信息的精度来说是优选的，即使是在系统中的组件在很宽的波长或频率范围中具有强波长或频率依赖性的情况下。该方法是一种通用方法，其可以在自由空间、光纤或光子集成电路(PIC)中实现。光纤或光子集成电路(PIC)中实现。光纤或光子集成电路(PIC)中实现。

【技术实现步骤摘要】
宽带宽光学检测器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2019年10月22日提交的美国临时专利申请62/924,421的权益。美国临时专利申请62/924,421的内容据此被引入以作为参考。


[0003]本公开涉及光学检测器，尤其涉及一种宽带宽光学频率/波长检测器。

技术介绍

[0004]在不同的应用中，有必要从光信号中提取波长/频率信息，这些应用包括但不局限于光相干断层扫描(OCT)，光通信中的波分复用(WDM)或密集波分复用(DWDM)，以及数据中心和电光集成电路中的光学数据传输和处理。
[0005]针对OCT应用的商用相干光源使用了基于光纤布拉格光栅(FBG)的光触发器来校准、控制和监视宽带宽(BW)光信号的波长/频率信息(相关示例参见：THORLABS MEMS-VCSEL Swept-Wavelength Laser Source,1300nm,Item No.SL132120)。虽然FBG具有出色的波长稳定性，但是光触发器信号的数量受限于FBG设计或系统中FBG组件的数量。如果具有一种能够解析感兴趣的完整带宽中的波长/频率信息的组件，那将是非常理想的。
[0006]对于光通信中的WDM和DWDM以及数据中心和电光集成电路中的光数据传输和处理来说，不同波长/频率的光信号被同时发射到单根光纤或波导中，其在接收机端会被处理和检测，由此导致容量倍增。因此，光信号的波长/频率信息对于波长选择设备将信号从输入端口路由到优选输出端口而言是至关重要的。
[0007]由此，迫切需要一种从处于感兴趣的完整带宽的光信号中提取波长/频率信息的方法和设备。

技术实现思路

[0008]在OCT中已经使用了IQ接收机来处理源自采样和参考臂的光数据(相关示例参见：Zhao Wang,Benjamin Potsaid,Long Chen,Chris Doerr,Hsiang-Chieh Lee,Torben Nielson,Vijaysekhar Jayaraman,Alex E.Cable,Eric Swanson,and James G.Fujimoto,“Cubic meter volume optical coherence tomography,”Optica 3,1496-1503(2016))。其特征是具有同相和正交(IQ)双平衡检测功能，并且是通过光波导、90度移相器、波导耦合器等等的集成实现的。在该文献中，针对来自IQ接收机的检测信号所做的详细分析揭示了其波长/频率依赖性，当遵循某些设计标准时，可以使用该依赖性来解析整个带宽中的波长/频率信息。但是，所提取的波长/频率信息的精确性有可能会受到系统中的某些组件的影响，其原因在于这些组件的性能在广泛的范围内具有很强的波长/频率依赖性。当感兴趣的带宽更大(就OCT而言约为100纳米)或者相邻信道变得更近(对于DWDM中多达160个的信道操作来说，其信道间隔约为25GHz/0.2纳米)时，这个问题会变得更加突出。因此，根据本公开的一个实施例，公开了一种“自补偿”设计，以使检测系统对于这些光学组件的强波长/
频率依赖性具有鲁棒性。
[0009]本公开的一个实施例提供了一种光学检测设备，包括：第一、第二、第三、第四和第五定向耦合器；第一、第二、第三和第四相位调谐部件；以及第一和第二平衡检测器；其中第一定向耦合器被配置成接收输入光信号(E
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[0010]本公开的一个实施例提供了一种光学检测设备，包括：第一、第二、第三、第四和第五定向耦合器；第一、第二、第三和第四相位调谐部件；以及第一、第二、第三和第四光电探测器；其中第一定向耦合器被配置成接收输入光信号(E
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学检测设备，包括：第一定向耦合器、第二定向耦合器、第三定向耦合器、第四定向耦合器和第五定向耦合器；第一相位调谐部件、第二相位调谐部件、第三相位调谐部件和第四相位调谐部件；以及第一平衡检测器和第二平衡检测器；其中所述第一定向耦合器被配置成接收输入光信号(E
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)，以及从所述第二平衡检测器输出第二电信号。2.如权利要求1所述的设备，还包括处理器，该处理器被配置成基于分别来自所述第一平衡检测器的所述第一电信号和来自所述第二平衡检测器的所述第二电信号来确定所述输入光信号的波长或频率。3.如权利要求1所述的设备，其中所述第一定向耦合器、所述第二定向耦合器、所述第三定向耦合器、所述第四定向耦合器和所述第五定向耦合器是50/50耦合器。4.如权利要求1所述的设备，其中所述第四相位调谐部件在至少π/2的范围上是可调谐的。5.一种光学检测设备，包括：第一五定向耦合器、第二五定向耦合器、第三五定向耦合器、第四五定向耦合器和第五定向耦合器；
第一相位调谐部件、第二相位调谐部件、第三相位调谐部件和第四相位调谐部件；以及第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器和第四光电探测器；其中所述第一定向耦合器被配置成接收输入光信号(E
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【专利技术属性】
技术研发人员：王建飞，J，
申请(专利权)人：统雷量子电子有限公司，
类型：发明
国别省市：