【技术实现步骤摘要】
一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统及调谐方法
[0001]本专利技术属于通信技术，特别涉及一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统及调谐方法。
技术介绍
[0002]随着光纤通信技术的发展，光通信网络需要不断地提高工作性能和降低运营成本，其核心技术在于光波导器件的微型化、集成化和规模化，与此同时未来全光网络迫切需要能够实现多种功能的新型光波导器件，例如能同时实现光学滤波器、延迟线、缓存器和各种全光信号处理的基本单元，通过大规模集成该单元在一个衬底上实现功能强大的光子学“片上系统”。微环满足了上述两个要求，其微纳米量级的尺寸非常适于大规模单片紧密集成，同时能实现包括滤波器、延迟线、缓存器、激光器、路由器、波长复用/解复用器、光开关、调制器、波长转换器、码型转换、逻辑门和传感器等功能单元，功能非常强大，因此微环已成为光纤通信和集成光学领域的研究热点之一。
[0003]然而，微环非常容易受到温度变化的影响，从而导致微环谐振波长发生漂移，与信号波长发生失调，引入严重的信号能量损耗和串扰，对网络的性能带来不良影响。因此，当温...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统，其特征在于，包括：微环谐振器、与微环绝对温度成比例PTAT温度传感器、神经网络处理器以及微加热器，其中微环谐振器与PTAT温度传感器相连接，PTAT温度传感器与神经网络处理器相连接，神经网络处理器通过反馈回路与微加热器相连接，所述微加热器放置于微环耦合器下方；PTAT温度传感器实时测量微环温度，一旦微环谐振器温度发生变化，神经网络处理器通过学习微环谐振器温度与加热器电压间先验关系样本，使用梯度下降法优化表征热调谐误差精度的损失函数值，从而得到实时温度下的加热器电压，所述微加热器施加此加热电压以调节微环谐振器温度，保持微环谐振器热稳定。2.根据权利要求1所述的一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统，其特征在于，所述PTAT温度传感器由两个与金属层相连接的正向偏置二极管组成，且二极管的阴极接地，阳极接电流源；两个正向偏置二极管在不同电流密度下的压降差V
d
与微环绝对温度T成线性关系；通过两个正向偏置二极管在不同电流密度下的压降差V
d
，便可得到相应的微环绝对温度T。3.根据权利要求2所述的一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统，其特征在于，所述PTAT温度传感器测量微环的绝对温度T，源表为PTAT温度传感器提供2.5μA和10μA的恒定电流，用于读取两个二极管之间的电压差，PTAT温度传感器两个正向偏置二极管在不同电流密度下的压降差V
d
与微环绝对温度T成线性关系，可表示为：其中，K是玻尔兹曼常数；q是电子电荷；n是制造常数，通常取1到2之间的值；N是二极管反向饱和电流的比率；I
D2
/I
D1
为二极管电流比。4.根据权利要求2所述的一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统，其特征在于，所述PTAT温度传感器和微环谐振器之间的距离为8μm，以使微环谐振器的P掺杂区域和PTAT温度传感器的N掺杂区域之间不发生泄漏。5.根据权利要求1所述的一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统，其特征在于，所述微加热器采用P掺杂型微加热器。6.根据权利要求5所述的一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统，其特征在于，所述P掺杂型微加热器的电阻为2kΩ，微加热器施加从神经网络处理器得到的加热器电压调节微环温度以保持微环热稳定。7.根据权利要求6所述的一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统，其特征在于，所述神经网络处理器通过学习微环温度与加热器电压间先验关系样本，使用梯度下降法优化表征热调谐误差精度的损失函数值，从而得到实时温度下的加热器电压；所述神经网络处理器通过学习微环温度与加热器电压间先验关系样本，具体包括：PTAT温度传感器将测得的微环绝对温度T传递给神经网络处理器，神经网络处理器得到更新后的加热器电压V
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【专利技术属性】
技术研发人员：何香玉，郭鹏星，侯维刚，郭磊，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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