光学设备的可变光衰减器辅助控制制造技术

提供了对光学设备的可变光衰减器辅助控制。一种设备包括：未冷却的激光器和环形谐振器调制器；光波导，该光波导配置成将激光器的光信号从输入部传送至输出部；加热器，该加热器对环形谐振器调制器进行加热；可变光衰减器，该可变光衰减器使光波导上的光信号衰减；一个或更多个功率监测器；以及控制器。控制器配置成响应于以下各者而使用所述一个或更多个功率监测器来对VOA的衰减进行控制以将输出功率控制到目标输出功率范围内：确定加热器功率开销不可用于减小用于激光波长跟踪的加热器功率、以及加热器功率等于或低于给定的较低加热器功率中的一项或更多项；以及确定激光器电流被增大以辅助对激光波长跟踪进行环形谐振器调制器控制。振器调制器控制。振器调制器控制。

【技术实现步骤摘要】
光学设备的可变光衰减器辅助控制

技术介绍

[0001]对于内部数据中心应用和其他芯片间通信应用而言，光学设备通常是非制冷的。这种光学设备包括基于光子学的环形调制器和环形加热器；环形加热器被控制以对环形调制器的调制波长进行控制，从而使环形调制器在光学设备的温度和寿命上跟踪(例如，调制)激光波长。由于环形调制器是对热非常敏感的，因此环形调制器可能需要极高的加热器功率来覆盖许多可能的条件，这可能导致这种光学设备对功率的要求非常高。
附图说明
[0002]为了更好地理解本文中描述的各种示例并更清楚地示出各种示例可以如何实施，现在将仅通过示例的方式参照附图，在附图中：
[0003]图1描绘了根据一些示例的具有可变光衰减器辅助控制的示例设备。
[0004]图2A描绘了根据一些示例的图1的设备的激光器的示例输入波长和环形谐振器调制器的光学传递函数。
[0005]图2B描绘了根据一些示例的使用加热器的在激光器的输入波长漂移时的光学传递函数的示例控制。
[0006]图3描绘了根据一些示例的图1的设备的环形谐振器调制器的示例幅度曲线。
[0007]图4描绘了根据一些示例的用于光学设备的可变光衰减器辅助控制的方法。
[0008]图5描绘了根据一些替代性示例的具有可变光衰减器辅助控制的另一示例设备。
[0009]图6描绘了根据一些替代性示例的具有多个环形谐振器调制器的另一示例设备。
[0010]技术人员将领会的是，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的并且不一定按比例绘制。例如，附图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大以帮助提高对本专利技术的实施方式的理解。
[0011]设备和方法部件已经在附图中的适当的位置由常规符号表示，附图仅示出了与理解本专利技术的实施方式相关的那些特定细节，以避免因对受益于本文中描述的本领域普通技术人员而言将容易明白的细节而使本公开模糊。
具体实施方式
[0012]对于内部数据中心应用和其他芯片间通信应用而言，光学设备通常是非制冷的。这种光学设备包括基于光子学的环形调制器和环形加热器；环形加热器被控制以对环形调制器的调制波长进行控制，从而使环形调制器在光学设备的温度和寿命上对(例如，调制)激光波长进行跟踪。由于环形调制器是对热非常敏感的，因此环形调制器可能需要极高的加热器功率来覆盖许多可能的条件，这可能导致这种光学设备对功率的要求非常高。
[0013]因此，本文提供了一种设备，该设备包括：未冷却的激光器；至少一个未冷却的环形谐振器调制器，其中，调制波长是经由加热器控制的；以及可变光衰减器，该可变光衰减器与对激光器的激光器电流控制结合使用来对该设备的输出功率进行控制。通常，该设备可以配置成：在特定的目标输出功率范围(例如，目标输出功率范围)内操作；以及实施任何
合适的环形谐振器调制器控制以使环形谐振器调制器对激光器的波长(和/或频率)进行跟踪(例如使用插入损耗监测)。
[0014]这种控制和跟踪可以使用位于环形谐振器调制器和可变光衰减器所在的光波导上的功率监测器来执行，光波导可以包括但不限于与光电二极管结合的光学分接头(optical tap)。
[0015]因此，可以在本设备的控制器处实现两个控制回路：环形谐振器调制器控制回路(例如，插入损耗控制回路)，用以控制环形调制器以对激光器的波长(和/或频率)进行跟踪；以及输出功率控制回路。一般而言，环形谐振器调制器控制回路以比输出功率控制回路快的速率实施。
[0016]环形谐振器调制器控制回路可以包括但不限于：控制加热器功率以对由激光器输出的光信号的波长进行跟踪，从而保持给定的插入损耗；以及增加(或减少)激光器电流以改变激光器的波长。在特定的示例中，当激光波长发生蓝移时，可以减小加热器功率以使环形谐振器调制器的调制波长减小，而当激光波长发生红移时，可以增大加热器功率以使环形谐振器调制器的调制波长增大。然而，为了减小加热器功率以能够跟踪激光器的所有可能的激光波长(例如，激光波长可能在大约5nm范围内偏移)，加热器功率必须具有足够的开销使得当加热器功率减小至最低的操作加热器功率(例如，加热器功率不能被调节成低于最低的操作加热器功率，例如“0”)时，环形谐振器调制器的调制波长大约与在设备的操作中使用的最低的可能激光波长对齐。当没有足够的开销(例如，该开销可以通过确定加热器功率等于或低于给定的低加热器功率而确定)时，可以增大激光器电流以红移激光波长，进而将激光波长带回到下述范围：在该范围中，加热器可以被控制以将环形谐振器调制器的调制波长控制成与激光波长大致对齐。然而，激光器电流的这种增大可能导致设备的输出功率超过目标输出功率范围。
[0017]因此，输出功率控制回路总体上是对输出功率进行控制，包括：在当跟踪波长时对环形谐振器调制器的控制中，对可变光衰减器进行控制，以补偿由于激光器电流的增大而可能发生的输出功率的增大。
[0018]与不具有可变光衰减器的设备相比，目前提供的设备可以具有较低的总操作功率。例如，正如已经讨论过的，随着激光波长发生蓝移(例如，由于老化、退化、温度变化等)，控制环形谐振器调制器以对激光波长进行跟踪的一种方式在于：减小加热器功率以使环形谐振器调制器的调制波长减小，以及增大激光器电流以对加热器功率上没有足以完全跟踪激光波长够的开销进行补偿。因而，使用可变光衰减器来减小输出功率。
[0019]然而，对于不具有可变光衰减器的设备，加热器通常以更高的加热器功率操作并且因此在更高的加热器功率开销下操作，以提供具有环形谐振器调制器可以被调节的更大波长范围的环形谐振器调制器，进而使环形谐振器模块能够更好地跟踪激光波长，而不会增大激光器电流和输出功率。然而，与本文所述的具有可变光衰减器的设备相比，这通常会增大供这种设备使用的总功率。
[0020]本说明书的一方面提供了一种设备，该设备包括：激光器，该激光器配置成产生光信号；光波导，该光波导配置成在输入部处接收光信号、以及将光信号传送至输出部；环形谐振器调制器，该环形谐振器调制器配置成对光波导上的光信号进行调制，其中，激光器和环形谐振器调制器是未冷却的；加热器，加热器配置成对环形谐振器调制器进行加热；可变
光衰减器(VOA)，可变光衰减器配置成使光波导上的光信号衰减；一个或更多个功率监测器，所述一个或更多个功率监测器配置成监测对光波导上的光信号进行的调制、以及光信号的输出功率；以及控制器，该控制器配置成响应于以下各项而使用所述一个或更多个功率监测器对VOA的衰减进行控制，以将输出功率控制到目标输出功率范围内：确定加热器功率开销不可用于减小用于激光波长跟踪的加热器功率、以及加热器功率等于或低于给定的较低加热器功率中的一项或更多项；以及确定激光器电流被增大以辅助对激光波长跟踪进行环形谐振器调制器控制。
[0021]本说明书的一方面提供了一种方法，该方法包括：响应于以下各项而使用设备的配置成监测输出功率的一个或更多个功率监测器对可变光衰减器(VOA)的衰减进行控制，以将所述输出功率控制到目标输功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，所述设备包括：激光器，所述激光器配置成产生光信号；光波导，所述光波导配置成：在输入部处接收所述光信号；以及将所述光信号传送至输出部；环形谐振器调制器，所述环形谐振器调制器配置成对所述光波导上的所述光信号进行调制，其中，所述激光器和所述环形谐振器调制器是未冷却的；加热器，所述加热器配置成对所述环形谐振器调制器进行加热；可变光衰减器(VOA)，所述可变光衰减器配置成使所述光波导上的所述光信号衰减；一个或更多个功率监测器，所述一个或更多个功率监测器配置成监测：对所述光波导上的所述光信号进行的调制；以及所述光信号的输出功率；以及控制器，所述控制器配置成响应于以下各项而使用所述一个或更多个功率监测器来对所述VOA的衰减进行控制，以将所述输出功率控制到目标输出功率范围内：确定以下各项中的一项或更多项：加热器功率开销不可用于减小激光波长跟踪用的加热器功率、以及所述加热器功率等于或低于给定的较低加热器功率；以及确定激光器电流被增大以辅助对所述激光波长跟踪进行环形谐振器调制器控制。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还配置成基于以下各项中的一项或更多项而对所述VOA的衰减和所述激光器的激光器电流中的一项或更多项进行控制：所述输出功率大于或小于所述目标输出功率范围；所述加热器功率大于所述给定的较低加热器功率、或者等于或低于所述给定的较低加热器功率；所述加热器功率开销是可用的或不可用的；所述光波导上的插入损耗是在目标插入损耗范围内的；以及所述VOA的衰减大于给定的低VOA衰减。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还配置成：进一步响应于使用所述一个或更多个功率监测器对所述光信号的所述输出功率大于所述目标输出功率范围进行的确定，对所述VOA的衰减进行控制，以将所述输出功率控制到所述目标输出功率范围内。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还配置成响应于确定以下各项中的一项或更多项而使所述激光器电流增大以辅助对所述激光波长跟踪进行所述环形谐振器调制器控制：所述加热器功率开销是不可用的；以及所述加热器功率等于或低于所述给定的较低加热器功率。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还配置成响应于以下各项而使所述激光器电流减小：确定所述光信号的所述输出功率大于所述目标输出功率范围；以及确定以下各项中的一项或更多项：所述加热器功率开销是可用的；以及所述加热器功率大于所述给定的较低加热器功率。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还配置成响应于确定以下各项而使所述VOA的衰减减小：所述光信号的所述输出功率小于所述目标输出功率范围；
所述加热器功率开销是可用的、以及所述加热器功率大于所述给定的较低加热器功率中的一项或更多项：；以及所述VOA的衰减大于给定的低VOA衰减。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还配置成响应于确定以下各者而使所述激光器电流增大：所述光信号的所述输出功率小于所述目标输出功率范围；所述加热器功率开销是可用的、以及所述加热器功率大于所述给定的较低加热器功率中的一项或更多项；以及所述VOA的衰减小于或等于给定的低VOA衰减。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还配置成响应于确定以下各项而使所述激光器电流增大：所述光信号的所述输出功率小于所述目标输出功率范围；以及所述加热器功率开销是不可用的、以及所述加热器功率等于或低于所述给定的较低加热器功率中的一项或更多项：。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述VOA在所述光波导上位于所述环形谐振器调制器前或所述环形谐振器调制器后。10.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括：多个光波导，所述多个光波导配置成：在相应的输入部处接收光信号作为相应的光信号；以及将相应的所述光信号传送至相应的输出部；位于所述多个光波导上的相应的环形谐振器调制器，其中，相应的所述环形谐振器调制器是未冷却的；多个加热器，所述多个加热器配置成对相应的所述环形谐振器调制器进行加热；位于所述多个光波导上的相应的功率监测器，相应的所述功率监测器配置成监测：对所述多个光波导上的相应的所述光信号进行的相应调制、以及相应的所述光信号的相应的输出功率；以及相应的VOA，相应的所述VOA配置成使所述多个光波导上的相应的所述光信号衰减，其中，所述控制器还配置成响应于以下各项而使用所述一个或更多个功率监测器来对给定的光波导上的相应的所述VOA的衰减进行控制，以将所述给定的光波导上的相应的输出功率控制到所述目标输出功率范围内：确定以下各项中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹斌，
申请(专利权)人：拉诺沃斯公司，
类型：发明
国别省市：