包括前级的嵌套马赫-曾德尔干涉仪的校准和控制制造技术

一种嵌套马赫‑曾德尔装置，可以包括母前级干涉仪、耦合到母前级干涉仪的母干涉仪、第一子前级干涉仪、耦合到第一子前级干涉仪的第一子干涉仪、第二子前级干涉仪、耦合到第二子前级干涉仪的第二子干涉仪，其中每个干涉仪的相位是电可调的。嵌套马赫‑曾德尔装置可以包括一个或多个组件，用于：确定与嵌套马赫‑曾德尔装置生成的星座图相关联的性能参数；确定所述性能参数不满足阈值，并且使所述母前级干涉仪、所述第一子前级干涉仪或所述第二子前级干涉仪中的至少一个前级干涉仪的相位被电调节以使所述性能参数满足所述阈值。

【技术实现步骤摘要】
包括前级的嵌套马赫-曾德尔干涉仪的校准和控制
本公开总体上涉及马赫-曾德尔干涉仪(MZI)，并且涉及校准和控制包括前级的MZI。
技术介绍
电光装置，例如电光同相正交相(IQ)相位调制器，可用于在光通过IQ相位调制器时将由一组电信号表示的数据编码为光的相位和/或振幅。在典型的IQ相位调制器(例如，马赫-曾德尔(MZ)调制器，例如马赫-曾德尔干涉仪(MZI))中，光(例如，由光源、例如激光器产生)在调制器的I分支和Q分支之间被分开，其中每个分支包括一系列光波导，一组电极(例如，移相器、射频(RF)电极和/或类似物)沿着该系列波导放置(例如，在该系列波导上、上方、附近等)。为了实现IQ调制，Q分支中的部分光与通过I分支的部分光的相位相差90度(即正交)。例如，相应的母直流(DC)偏置可以被施加到布置在I分支和/或Q支上的电极，以便引入相移，该相移使得Q分支中的光部分与I分支中的光部分正交。在IQ调制器中，光的部分在每个分支的臂之间进一步分开(例如，I分支的左臂和右臂，以及Q分支的左臂和右臂)。为了在光通过IQ相位调制器时在光的每个部分中编码数据，第一电信号(例如，RF信号)被差分地施加到左和右I臂上的电极(这里称为I信号)，而第二电信号被差分地施加到左和右Q臂上的电极(这里称为Q信号)。I信号和Q信号代表要以光的相位和/或振幅编码的数据。将I信号和Q信号施加到各自的臂上，分别对通过I和Q分支的光进行调制。光的调制部分然后在调制器中重新组合以形成调制的输出光。这里，调制的输出光的幅度和/或相位是施加I信号和Q信号的结果，因此，调制输出光携带数据。
技术实现思路
根据一些实施方式，一种嵌套马赫-曾德尔装置可以包括：母前级干涉仪；母干涉仪，其耦合到母前级干涉仪；第一子前级干涉仪，其耦合到母干涉仪的第一分支；第一子干涉仪，其耦合到第一子级前干涉仪的；第二子级前干涉仪，其耦合到母干涉仪的第二分支；第二子干涉仪，其耦合到第二子级前干涉仪，其中每个干涉仪的相位是电可调的；以及一个或多个组件，用于：确定与由嵌套马赫-曾德尔装置生成的星座图相关联的性能参数；确定性能参数不满足阈值；并且基于确定性能参数不满足阈值，使母前级干涉仪、第一子前级干涉仪或第二子前级干涉仪中的至少一个前级干涉仪的相位被电调节，以使得所述性能参数满足阈值。根据一些实施方式，一种方法可以包括：由与嵌套马赫-曾德尔装置相关联的控制器使嵌套马赫-曾德尔装置的母干涉仪具有特定的分流比；由所述控制器并基于使所述母干涉仪具有所述特定分流比，使所述嵌套马赫-曾德尔装置的第一子干涉仪被校准；由所述控制器并基于使所述第一子干涉仪被校准，使所述嵌套马赫-曾德尔装置的第一子前级干涉仪被校准；由所述控制器并基于使所述母干涉仪具有所述特定分流比，使所述嵌套马赫-曾德尔装置的第二子干涉仪被校准；以及由控制器基于使第二子干涉仪被校准，使嵌套马赫-曾德尔装置的第二子前级干涉仪被校准。根据一些实施方式，一种方法可以包括：由控制器识别与嵌套马赫-曾德尔装置相关联的输出信号；由控制器确定与输出信号相关联的性能参数；由控制器确定性能参数不满足阈值；以及由控制器基于确定性能参数不满足阈值来选择性地调节嵌套马赫-曾德尔装置的前级干涉仪的相位，其中选择性地调节前级干涉仪的相位使得所述性能参数满足阈值。附图说明图1是本文描述的包括前级的示例MZI的图示。图2是本文描述的包括多个前级的示例嵌套MZI的图示。图3是本文描述的包括多个前级的示例嵌套MZI的图示。图4是本文描述的包括多个前级和相关控制器的示例嵌套MZI的图示。图5-7是与校准和控制包括一个或多个前级的嵌套MZI相关的示例过程的流程图。具体实施方式对于示例实现的以下详细描述参考附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。光子集成电路(PIC)可以利用嵌套马赫-曾德尔干涉仪(MZI)来为编码方案(例如，正交相移键控(QPSK)、正交幅度调制(QAM)、8QAM、16QAM、64QAM等)生产相干的通信。PIC可以支持生成星座图(例如，由编码方案调制的信号表示为IQ平面中的二维图)。在理想条件下，嵌套MZI可以生成良好形成的星座图来表示数据，其中，例如，星座点可以具有圆形形状，并且可以彼此均匀间隔，以形成以起始点为中心的方形星座。可以表示数据的其他良好形成的星座图也是可能的。然而，在许多情况下，嵌套MZI的行为可能由于例如与嵌套MZI的组件相关联的制造不一致性、嵌套MZI的组件的老化、嵌套MZI周围变化的热条件等而改变。这些因素可能导致嵌套MZI生产非良好形成的星座图。例如，星座点可能沿着x轴和y轴与原点的距离不同(即，星座图变成矩形而不是正方形)，这是由于与嵌套MZI的母干涉仪相关联的功率比不平衡(也称为I/Q不平衡)；和/或由于与嵌套MZI的至少一个子干涉仪相关联的分流比不平衡，星座点可能没有关于x和/或y轴对称定位。作为另一个例子，星座可以不以起始点为中心(例如，这可能增加与星座图相关联的误差矢量幅度值)，因为与嵌套MZI相关联的至少一个子干涉仪相关联的消光比没有被优化(例如，消光比不满足阈值)。这可能不利地影响嵌套MZI的性能和/或产量。例如，非良好形成的星座图可能会增加与通过嵌套MZI传播的信号相关联的误码率，从而降低与信号相关联的完整性(例如，就数据位而言)。本文所述的一些实施方式提供了一种嵌套MZI，其包括母前级干涉仪(例如，母前级MZI)；母干涉仪(例如，母MZI)，其耦合到母前级干涉仪；第一子前级干涉仪(例如，第一子前级MZI)，其耦合到母干涉仪的第一分支；第一子干涉仪(例如，第一子MZI)，其耦合到第一子前级干涉仪；第二子前级干涉仪(例如，第二子前级MZI)，其耦合到母干涉仪的第二分支；第二子干涉仪(例如，第二子级MZI)，其耦合到第二子级前干涉仪，以及控制器。在一些实施方式中，控制器可以确定和/或测量与由嵌套MZI生成的星座图相关联的性能参数。性能参数可以是与传输数据相关联的误码率、与星座图相关联的误差矢量幅度、与MZI相关联的分流比、与母MZI相关联的I/Q偏移、与MZI相关联的I/Q不平衡、与MZI相关联的消光比、来自施加到电极的抖动音调的反馈等。在一些实施方式中，控制器可以使母前级干涉仪、母干涉仪、第一子前级干涉仪、第一子干涉仪、第二子前级干涉仪和/或第二子干涉仪的相应相位被电调节，这可以导致性能参数改变。这样，控制器能够调节嵌套MZI的一个或多个干涉仪的相位，以便于嵌套MZI生成良好形成的星座图。例如，作为校准过程的一部分，控制器可以调节嵌套MZI的一个或多个干涉仪的相应相位(例如，在制造嵌套MZI之后)以提供嵌套MZI的最佳初始功能。作为另一个例子，控制器可以在MZI操作期间调节嵌套MZI的一个或多个干涉仪的相应相位(例如，由于MZI的变化行为)以提供嵌套MZI的最佳使用功能。因此，控制器可以促进嵌套MZI在嵌套MZI的整个操作寿命期间生成良好形成的星座图。与不使用控制器和前级相比，这可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌套马赫-曾德尔装置，包括：/n母级前干涉仪；/n母干涉仪，其耦合到母前级干涉仪；/n第一子前级干涉仪，其耦合到母干涉仪的第一分支；/n第一子干涉仪，其耦合到第一子前级干涉仪；/n第二子级前干涉仪，其耦合到母干涉仪的第二分支；/n第二子干涉仪，其耦合到第二子级前干涉仪，/n其中，每个干涉仪的相位是电可调的；以及/n一个或多个组件，用于：/n确定与由嵌套马赫-曾德尔装置生成的星座图相关联的性能参数；/n确定性能参数不满足阈值；和/n基于确定性能参数不满足阈值，使母前级干涉仪、第一子前级干涉仪或第二子前级干涉仪中的至少一个前级干涉仪的相位被电调节，以使性能参数满足阈值。/n

【技术特征摘要】
20200221 US 62/979,929;20200630 US 16/917,1131.一种嵌套马赫-曾德尔装置，包括：
母级前干涉仪；
母干涉仪，其耦合到母前级干涉仪；
第一子前级干涉仪，其耦合到母干涉仪的第一分支；
第一子干涉仪，其耦合到第一子前级干涉仪；
第二子级前干涉仪，其耦合到母干涉仪的第二分支；
第二子干涉仪，其耦合到第二子级前干涉仪，
其中，每个干涉仪的相位是电可调的；以及
一个或多个组件，用于：
确定与由嵌套马赫-曾德尔装置生成的星座图相关联的性能参数；
确定性能参数不满足阈值；和
基于确定性能参数不满足阈值，使母前级干涉仪、第一子前级干涉仪或第二子前级干涉仪中的至少一个前级干涉仪的相位被电调节，以使性能参数满足阈值。


2.根据权利要求1所述的嵌套马赫-曾德尔装置，其中，所述性能参数包括以下至少一个：
与星座图相关联的误码率；
与星座图相关联的误差矢量幅度；
与干涉仪相关联的分流比；
与星座图相关联的I/Q偏移；
与星座图相关的I/Q不平衡；
与干涉仪相关的消光比；或者
来自施加到电极的抖动音调的反馈。


3.根据权利要求1所述的嵌套马赫-曾德尔装置，其中，所述母前级干涉仪、第一子前级干涉仪或第二子前级干涉仪中的特定前级干涉仪包括第一臂和第二臂，
其中，当使所述至少一个前级干涉仪的相位被电调节以使所述性能参数满足所述阈值时，所述一个或多个组件用于：
电调节特定前级干涉仪的第一臂或第二臂的移相器，以使特定前级干涉仪的相位被电调节，
其中，电调节所述特定前级干涉仪的第一臂或第二臂的移相器使得性能参数满足阈值。


4.根据权利要求3所述的嵌套马赫-曾德尔装置，其中，当电调节所述特定前级干涉仪的第一臂或第二臂的移相器时，所述一个或多个组件将导致以下至少一个：
与移相器相关联的电压改变；或者
与移相器相关联的电流改变。


5.根据权利要求1所述的嵌套马赫-曾德尔装置，其中，所述母前级干涉仪、第一子前级干涉仪或第二子前级干涉仪中的特定前级干涉仪包括第一臂和第二臂，
其中，当使所述至少一个前级干涉仪的相位被电调节以使所述性能参数满足所述阈值时，所述一个或多个组件用于：
电调节特定前级干涉仪的第一臂的移相器和第二臂的移相器，以使特定前级干涉仪的相位被电调节，
其中，电调节特定前级干涉仪的第一臂的移相器和第二臂的移相器使得性能参数满足阈值。


6.根据权利要求5所述的嵌套马赫-曾德尔装置，其中，当电调节所述特定前级干涉仪的第一臂的移相器和第二臂的移相器时，所述一个或多个部件将导致：
与第一臂的移相器和第二臂的移相器相关联的电压差改变。


7.一种方法，包括：
由与嵌套马赫-曾德尔装置相关联的控制器使嵌套马赫-曾德尔装置的母干涉仪具有特定分流比；
由所述控制器基于使母干涉仪具有所述特定分流比，使所述嵌套马赫-曾德尔装置的第一子干涉仪被校准；
由所述控制器基于使第一子干涉仪被校准，使所述嵌套马赫-曾德尔装置的第一子前级干涉仪被校准；
由所述控制器基于使母干涉仪具有所述特定分流比，使所述嵌套马赫-曾德尔装置的第二子干涉仪被校准；和
由所述控制器基于使第二子干涉仪被校准，使嵌套马赫-曾德尔装置的第二子前级干涉仪被校准。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，使嵌套马赫-曾德尔装置的第一子干涉仪被校准包括：
确定与第一子干涉仪相关联的性能参数；
确定性能参数不满足阈值；和
基于确定性能参数不满足阈值，使第一子干涉仪的相位被电调节以使性能参数满足阈值。


9.根据权利要求7所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A米兹拉希，MC拉森，
申请(专利权)人：朗美通经营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US