动态网格梳状光源的制作方法
【专利摘要】一种光源利用反馈在由该光源输出的波长梳内的一组波长当中的相邻波长之间维持基本上固定的间距。具体地，在该光源内的一组发光源提供具有该组波长的光信号。而且，光信号按照光源内的光器件(例如，中阶梯光栅)的衍射角来输出，并且在光源内的光探测器确定与光信号关联的光度量。此外，在光源内的控制逻辑基于所确定的光度量给该组发光源提供控制信号。
【专利说明】动态网格梳状光源
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及用于传达光信号的技术。更具体地，本公开内容涉及使用反馈在由光源产生的相邻波长之间维持基本上固定的间距的光源。
【背景技术】
[0002]硅光子术是一种能够为芯片间及芯片内的连接提供大的通信带宽、低延迟以及低功耗的很有前景的技术。最近几年，在开发用于芯片间及芯片内的硅光子连接的低成本构件方面已经取得了重大进展，包括:高带宽高效的硅调制器、低损耗的光波导、波分复用(WDM)构件，以及高速CMOS光波导光电探测器。但是，合适的低成本WDM光源，例如，多波长的激光光源，仍是个挑战，并且在没有WDM光源的情况下会对实现WDM硅光子链路造成障碍。
[0003]特别地，传统的WDM链路在具有固定信道间距的预定义的波长网格(例如，由国际电信联盟(ITU)标准ITU-T G.694.1指定的波长网格)上操作。因此，在这些传统的WDM链路中使用的现有的WDM光源，例如，激光器，被调谐并被锁定于预定义的波长网格。但是，用于这样的现有WDM光源的波长控制通常是相当复杂的。例如，气隙标准具滤波器常用于现有的WDM光源中，以实现波长锁定。这些气隙标准具滤波器通常是体积较大的，并且因此不适合集成于或使用于其内可能有数千个集成的WDM光源的WDM硅光子链路中。
[0004]因此，所需要的是没有上述问题的光源。
【发明内容】
[0005]本公开内容的一种实施例提供了一种光源。该光源包含用于输出具有间距基本上固定的一组波长的光信号的一组发光源(light source)，其中给定的发光源输出具有在该组波长中的给定波长的给定光信号，并且该组波长构成了波长梳。而且，在光源内的光合成器合并光信号。而且，在光源内的包含在弯曲表面上的衍射光栅的光学器件利用反射几何对光信号进行成像及衍射，并且按照衍射光栅的相应衍射角来输出光信号，由此维持波长梳。另外，在光源内的光探测器确定与按上述衍射角输出的光信号关联的光度量，其中给定的光探测器确定与给定的光信号关联的给定光度量。在光源内的控制逻辑基于这些光度量给该组发光源提供控制信号，由此在该组波长内的相邻波长之间维持基本上固定的间距。
[0006]注意，与光器件的给定衍射级关联的入射角可以不同于与给定的衍射级关联的衍射角。例如，光器件可以包含中阶梯光栅。而且，衍射光栅的栅距可以大于20μπι。
[0007]而且，该组发光源可以包括激光器和/或发光二极管。
[0008]在某些实施例中，光合成器包括其中两个输入被合并成一个输出的级联的2X1光合成器。
[0009]另外，光探测器可以包含功率监测器。
[0010]注意，控制信号可以调整该组发光源的增益、相位和发射波长，由此基本上维持在由光器件输出的波长梳中的波长配准。例如，该组发光源可以包含具有谐振波长的环形谐振器，并且控制信号可以通过调整谐振波长来调整光源发射波长。
[0011]另一种实施例提供一种包含该光源的系统。
[0012]另一种实施例提供一种用于提供光信号的方法，该方法可以使用该光源来执行。在操作期间，该组发光源输出具有间距基本上固定的一组波长的光信号，其中给定的发光源输出具有在该组波长中的给定波长的给定光信号，并且该组波长构成了波长梳。然后，光合成器合并光信号。而且，光器件利用反射几何来对所合并的光信号进行成像及衍射，其中光器件包含在弯曲表面上的衍射光栅，并且光器件按照衍射光栅的相应衍射角来输出光信号，由此维持波长梳。然后，光探测器确定与按上述衍射角输出的光信号关联的光度量，其中给定的光探测器确定与给定的光信号关联的给定光度量。而且，控制逻辑基于这些光度量给该组发光源提供控制信号，由此在该组波长内的相邻波长之间维持基本上固定的间距。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是示出根据本公开内容的一种实施例的动态网格梳状光源的框图。
[0014]图2是示出根据本公开内容的一种实施例的动态网格梳状光源的框图。
[0015]图3是示出根据本公开内容的一种实施例的包含环形反射器的混合光源的框图。
[0016]图4是示出根据本公开内容的一种实施例的集成电路的框图。
[0017]图5是示出根据本公开内容的一种实施例的包含图1、2或3的光源的系统的框图。
[0018]图6是示出根据本公开内容的一种实施例的用于提供光信号的方法的流程图。
[0019]表I提供了根据本公开内容的一种实施例的中阶梯光栅的设计参数。
[0020]注意，相同的附图标记在全部附图中指示相应的部分。而且，同一部分的多个实例通过以破折号与实例编号隔开的共同前缀来标明。
【具体实施方式】
[0021]以下描述光源、包含该光源的系统以及用于提供光信号的技术的实施例。该光源利用反馈在由该光源输出的波长梳内的一组波长当中的相邻波长之间维持基本上固定的间距。特别地，在该光源内的一组发光源提供了具有该组波长的光信号。而且，这些光信号按照在光源内的光器件(例如，中阶梯光栅)的衍射角来输出，并且在该光源内的光探测器确定与这些光信号关联的光度量。此外，在该光源内的控制逻辑基于所确定的光度量给该组发光源提供控制信号。
[0022]通过提供在相邻的波长之间具有基本上固定的间距的波长梳，该光源可以允许实现在各种应用(例如，在波分复用(WDM)的硅光子链路中的高速通信)中使用的紧凑的、高能效的、低成本的、多波长的光源。因此，该光源可以有助于使高速的芯片间及芯片内的硅光子互连以及能够包含该构件的相关系统(例如，高性能计算系统)变得容易实现。
[0023]我们现在描述光源的实施例。现有的WDM光源(例如，激光器)的波长控制典型地涉及对驱动电流的控制、对在激光腔中的波长滤波器的调谐，以及使用从激光的波长监测中获得的反馈信号对激光腔的相位的微调。在随后的讨论中，波长梳由WDM光源提供，该WDM光源包括一组发光源的反馈控制以及起着对相邻波长的准确间距不敏感的精密的光解复用器的作用的光器件，并且从而维持由WDM光源输出的相邻波长的准确间距。
[0024]图1示出了 WDM光源，该图给出了示出动态网格梳状光源100的框图。该光源包含用于输出具有间距基本上固定的一组波长(例如，在光链路或WDM内的光信道中使用的载波波长)的光信号(例如，光信号112)的一组发光源110,其中给定的发光源输出具有在该组波长中的给定波长的给定光信号，并且该组波长构成了波长梳。例如，发光源组110可以包含激光器和/或发光二极管，并且光信号可以由发光源组110的监测端口输出。
[0025]而且，在光源100内的光合成器114合并光信号。该光合成器可以包括其中两个输入被合并成一个输出的级联的2X1光合成器(例如，Y结功率合成器)。
[0026]而且，在光源100内的包含在弯曲表面120上的衍射光栅118的光器件116提供光解复用器。特别地，光器件116利用反射几何对光信号进行成像和衍射，并且按照衍射光栅118的相应衍射角来输出光信号，由此维持在相邻的波长之间具有准确间距的波长梳。
[0027]注意，与光器件116的给定衍射级关联的入射角(Θ J 122可以不同于与该给定衍射级关联的衍射角(ed)124。而且，衍射光栅118的栅距126可以大于20μπι。
[0028]在一种示例性的实施例中，光器件116包含中阶梯光栅。中阶梯光栅的线性色散(LD)能够表示为
【权利要求】
1.一种光源，包含: 一组发光源，被配置用于输出具有间距基本上固定的一组波长的光信号，其中给定的发光源被配置用于输出具有所述一组波长中的给定波长的给定的光信号，并且其中所述一组波长构成波长梳； 光合成器，与所述一组发光源光稱合，被配置用于合并所述光信号； 光器件，与所述光合成器光耦合，包含在弯曲表面上的衍射光栅，其中所述光器件被配置用于利用反射几何对所述光信号进行成像和衍射并且按照所述衍射光栅的相应衍射角来输出所述光信号，从而维持所述波长梳； 光探测器，与所述光器件光耦合，被配置用于确定与按照所述衍射角输出的所述光信号关联的光度量，其中给定的光探测器被配置用于确定与所述给定的光信号关联的给定光度量；以及 控制逻辑，与所述光探测器和所述一组发光源耦合，被配置用于基于所述光度量而给所述一组发光源提供控制信号，从而在所述一组波长中的相邻波长之间维持基本上固定的间距。
2.根据权利要求1所述的光源，其中与所述光器件的给定衍射级关联的入射角不同于与所述给定衍射级关联的衍射角。
3.根据权利要求1所述的光源，其中所述衍射光栅的栅距大于20μ m。
4.根据权利要求1所述的光源，其中所述光器件包含中阶梯光栅。
5.根据权利要求1所述的光源，其中所述一组发光源包含下列中的至少一个:激光器和发光二极管。
6.根据权利要求1所述的光源，其中所述光合成器包含其中两个输入被合并成一个输出的级联的2X1光合成器。
7.根据权利要求1所述的光源，其中所述光探测器包含功率监测器。
8.根据权利要求1所述的光源，其中所述控制信号调整所述一组发光源的增益和相位。
9.根据权利要求1所述的光源，其中所述控制信号调整由所述一组发光源输出的所述光信号的所述一组波长，从而基本上维持在由所述光器件输出的所述波长梳中的波长的配准。
10.根据权利要求9所述的光源，其中所述一组发光源包含具有谐振波长的环形谐振器；并且 其中所述控制信号通过调整所述谐振波长来调整载波波长。
11.一种系统，包含: 处理器； 用于存储被配置为由所述处理器执行的程序模块的存储器；以及 光源，其中所述光源包含: 一组发光源，被配置用于输出具有间距基本上固定的一组波长的光信号，其中给定的发光源被配置用于输出具有所述一组波长中的给定波长的给定的光信号，并且其中所述一组波长构成波长梳； 光合成器，与所述一组发光源光稱合，被配置用于合并所述光信号；光器件，与所述光合成器光耦合，包含在弯曲表面上的衍射光栅，其中所述光器件被配置用于利用反射几何对所述光信号进行成像和衍射并且按照所述衍射光栅的相应衍射角来输出所述光信号，从而维持所述波长梳； 光探测器，与所述光器件光耦合，被配置用于确定与按照所述衍射角输出的所述光信号关联的光度量，其中给定的光探测器被配置用于确定与所述给定的光信号关联的给定光度量；以及 控制逻辑，与所述光探测器和所述一组发光源耦合，被配置用于基于所述光度量而给所述一组发光源提供控制信号，从而在所述一组波长中的相邻波长之间维持基本上固定的间距。
12.根据权利要求11所述的系统，其中与所述光器件的给定衍射级关联的入射角不同于与所述给定衍射级关联的衍射角。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述光器件包含中阶梯光栅。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述一组发光源包含下列中的至少一个:激光器和发光二极管。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述光合成器包含其中两个输入被合并成一个输出的级联的2X1光合成器。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述光探测器包含功率监测器。
17.根据权利要求1 1所述的系统，其中所述控制信号调整所述一组发光源的增益和相位。
18.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制信号调整由所述一组发光源输出的所述光信号的所述一组波长，从而基本上维持在由所述光器件输出的所述波长梳中的波长的配准。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述一组发光源包含具有谐振波长的环形谐振器；并且 其中所述控制信号通过调整所述谐振波长来调整载波波长。
20.一种用于提供光信号的方法，其中所述方法包括: 使用一组发光源来输出具有间距基本上固定的一组波长的光信号，其中给定的发光源输出具有所述一组波长中的给定波长的给定的光信号，并且其中所述一组波长构成波长梳； 合并所述光信号； 使用具有反射几何的光器件对所述合并的光信号进行成像和衍射，其中所述光器件包含在弯曲表面上的衍射光栅，并且其中所述光器件按照所述衍射光栅的相应衍射角来输出所述光信号，从而维持所述波长梳； 使用光探测器来确定与按照所述衍射角输出的所述光信号关联的光度量，其中给定的光探测器确定与所述给定的光信号关联的给定光度量；并且 基于所述光度量来给所述一组发光源提供控制信号，从而在所述一组波长中的相邻波长之间维持基本上固定的间距。
【文档编号】H04J14/02GK104081700SQ201380007179
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年1月25日 优先权日:2012年1月30日
【发明者】郑学哲, 罗颖, 李国良, A·V·克里什纳莫西 申请人:甲骨文国际公司