高速光调制器从多个集成在单个光芯片上的较低速强度调制器
中构造。它包含脉冲发生器和干涉仪，所述干涉仪包括输入耦合器、
数量为N的波导臂和输出耦合器。每一条波导臂展现出与邻近臂间
1/P的路径长度差，其中P是输出信号的比特率，并且每一条臂具有
以P/N bit/s运行的强度调制器和移相器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及光通信领域并且尤其是涉及高速光调制器。
技术介绍
在实现高速宽带光通信的尝试中，光调制器被寄予厚望。
技术实现思路
根据本专利技术的原理对现有技术做了改进，由此高速光调制器可由 多个较低速的强度调制器(intensity modulator)来构造。根据本专利技术的 一个方面，调制器从集成平面光波电路(integrated planar lightwave circuit)来构造，包括脉冲发生器(pulse carver)、干涉仪 (interferometer)以及多个强度调制器和置于干涉仪臂内的移相器 (phase shifter)。根据本专利技术的另 一个方面，脉冲发生器接收进入的连续波长光信 号并且以P/N的数据率产生光脉冲，其中P是所期望的高速数据率而 N是一个整数。来自脉冲发生器的光输出被引入干涉仪的臂中。当调 节每一条臂中的移相器从而来自所有臂的信号同相(in phase)相加时， 就生成成非归零(non-return-to-zero)输出光信号。附图说明参考附图可以实现本专利技术的更全面理解，其中图1是根据本专利技术的高速光调制器的示意图；以及图2是根据本专利技术的光调制器的可选择实施例的示意图。具体实施例方式下文仅阐明了本专利技术的原理。因此应该明白，本领域技术人员将 能够设计出各种变形，所述变形虽然在文中没有明确地表述或示出， 但却包含了本专利技术的原理并且包括在本专利技术的精神和范围之内。而且，本文叙述的所有示例和条件语言主要只用于教育目的以帮的思想，并且本专利技术构筑为不限于这类特定叙述的示例和条件。此外，本文叙述的本专利技术的原理、特征和实施例的所有陈述以及 其中的具体示例是为了包括其结构和功能的等同物。另外，本文意图 是该等同物既包括现有已知的等同物又包括在将来开发的等同物，即 不论结构，执行相同功能的所开发的任何元件。因此，例如，本领域技术人员将意识到本文的示图表示包含本发 明原理的说明'f生结构的概念图。先参考图1，图中示出了根据本专利技术的教导所构造的高速调制器 IOO的示范性配置。更具体地，高速调制器100示出为集成在单个半 导体芯片110上，所述半导体芯片110包括脉冲发生器120和干涉仪 结构127,所述干涉仪结构127具有输入耦合器130和由多个不同长 度波导135[1]…135[N]互相联接的输出耦合器150,其中每一个波导 包括强度调制器140[1]...140[N]和移相器145[1]...145[N]。有利的是 强度调制器140[1]... 140[N]可以是电吸附调制器(electroabsorption modulator, EAM),而整个干涉仪结构可以使用常见的材料和步骤(例 如LiNb03)来构造。可操作地，外部连续波长(CW)光源117(例如激光)用于生成CW 光，该CW光被引入调制器芯片110中，而在所述调制器芯片110中由脉冲发生器120接收所述CW光，所述脉冲发生器120本身可以包 含EAM。正如本领域技术人员将容易明白，CW光源117没有必要在 调制器芯片IIO的外部，而可以容易地与其他部件一起集成在芯片110 之上。然而其中优选地，CW光源117不集成在芯片UO之上，通过 其接收CW光的芯片的边缘优选为设置有抗反射覆层115以促进将所 生成的CW光耦合入芯片110。当CW光由脉沖发生器120接收时，光脉冲序列产生并通过波导 125被引至干涉仪结构127的输入耦合器130。如先前所述的，脉冲 发生器120可以有利地由EAM来构造，而本领域技术人员将容易明 白所述EAM可以很容易制造，可以非常短并显示出非常高的带宽。 电吸附调制器可以有利地以非常高的速度工作并甚至可以与先前所 述的激光CW光源集成在一起。由脉冲发生器120输出的光脉冲被引入干涉仪127中——正如之 前所指出的一一所述干涉仪127包括输入耦合器130、由多个不同长 度波导135[1]...135[N]光连接的输出耦合器150，每一个所述波导包 括强度调制器140[1]...140[N]和移相器145[1]...145[N]。调整移相器 从而穿过(traverse)每一条臂135[1]...135[N]的信号在通过输出耦合器 150的作用重新组合时同相相加，并且随后从芯片IIO的边缘通过波 导153输出，所述芯片110的边缘一一与输入类似一一包裹有抗反射 覆层155。正如之前所指出的，干涉仪127的每一条臂135[1]…135[N]有不 同的路径长度。基本上(在时间上)等于1/P距离的臂间路径长度差由 调制器100的所期望输出数据率所决定，其中P是所期望的高速数据 率而脉沖发生器120以P/N的速率从进入的CW光中产生脉冲。单个 强度调制器140[1]...140[N]以P/N的数据率运行。为了生成非归零 (NRZ)输出信号，调节移相器145[1]...145[N],从而使得来自所有臂 135[1]...135[N]的信号同相相加。在这点上，本领域技术人员应当明白在显示本专利技术原理的图1中示出的结构可以延伸到任何数量的单个数据流的复用。例如，单个波导臂135[1]...135[N]的数量可以理所当然地与幅度调制器 140[1]...140[N]和移相器145[1]...145[N]的相应数量一起增加。现在转至图2,图2示出了根据本专利技术原理构造的高速调制器200 的备选实施例。如该图2所示，该器件采用了反射几何学从而有利地 使集成芯片210的整体长度比之前图1中示出的器件小很多。更具体 的，该反射配置使包含干涉仪结构的单个不同长度波导臂 235[1].. .235[N]从之前的配置中充分地缩短(shortened)。如该图2所示，CW光217进入集成芯片210并由脉冲发生器220 接收。优选地，如同前面实施例一样，集成芯片的边缘包裹有抗反射 覆层215并且脉沖发生器220可以容易地由EAM制造。由脉冲发生器220生成的光的脉冲被引入包含输入/输出耦合器 230和多个不同长度波导235[1]...235[N]的反射干涉仪结构中，每一 个所述波导具有移相器245[1]…245[N]和强度调制器240[1]…240[N]。如图2所示，芯片210的边缘包裹有强反射覆层255从而进入输 入/输出耦合器230并且穿过波导臂235[1]...235[N]的光由强发射层 255反射，从而所述光基本反向并且随后被引回通过波导臂以及耦合 器230而进入输出波导253，其处所述光离开调制器200。本领域技术人员将明白该反射配置的路径长度差要求1/2P的路 径长度(时间)差别，其中强度调制器240[1]...240[N]以P/N比特/秒工 作。因为在一个典型实施例中强度调制器240[1]...240[N]优先地由 EAM器件构造，所以那些器件只需要之前所示的那些类似器件的长 度的1/2。因此，器件的整体长度被极大地缩短。可操作地，如果期望得到展现(exhit)P比特/秒的信号并且采用数 量为N的波导臂，那么CW光被引入芯片210或者备选地由片上激光 器生成(未示出)。EAM脉沖发生器220将CW光转换成P/N GHz处的 脉冲，其中装置的占空比优选地为1/N。如果N-2，耦合器可以有利 地为定向耦合器。对于N大于2，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生成Ｐ比特／秒的光信号的光调制器，包括： 脉冲发生器，所述脉冲发生器用于从连续波长光信号中生成光脉冲序列；和 干涉仪，所述干涉仪用于从所述光脉冲序列中产生更高频的光脉冲序列，所述干涉仪包括： 输入耦合器； 输 出耦合器；和 数量为Ｎ的光波导臂，所述光波导臂将所述输入耦合器连接至所述输出耦合器，其中所述波导臂中的每一个展现出与相邻波导臂１／Ｐ的路径长度差，并且所述Ｎ条臂中的每一条都具有工作于Ｐ／Ｎ比特／秒的强度调制器和用于调节穿过所述臂的光信 号的相位的移相器； 其中，所述移相器被调节，从而使得穿过所述臂的光信号的相对相位通过所述输出耦合器的作用而同相相加。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.20 US 60/845,973;2007.6.30 US 11/772,2041.一种用于生成P比特/秒的光信号的光调制器，包括脉冲发生器，所述脉冲发生器用于从连续波长光信号中生成光脉冲序列；和干涉仪，所述干涉仪用于从所述光脉冲序列中产生更高频的光脉冲序列，所述干涉仪包括输入耦合器；输出耦合器；和数量为N的光波导臂，所述光波导臂将所述输入耦合器连接至所述输出耦合器，其中所述波导臂中的每一个展现出与相邻波导臂1/P的路径长度差，并且所述N条臂中的每一条都具有工作于P/N比特/秒的强度调制器和用于调节穿过所述臂的光信号的相位的移相器；其中，所述移相器被调节，从而使得穿过所述臂的光信号的相对相位通过所述输出耦合器的作用而同相相加。2. 根据权利要求1所述的光调制器，其中，所述移相器被调...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·德尔，P·J·温策尔，
申请(专利权)人：卢森特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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