CN106575050A - 多区段马赫‑曾德尔调制器驱动器系统 - Google Patents

多区段马赫‑曾德尔调制器驱动器系统 Download PDF

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Abstract

一种光调制器(460)，包括：用于传播光信号的波导，该波导包括近端臂(480)和远端臂(490)，近端臂被配置成传送光信号的近端部分，远端臂被配置成传送光信号的远端部分；近端二极管(476)，该近端二极管被配置成调制光信号的近端部分；远端二极管(475)，该远端二极管被配置成调制光信号的远端部分；以及电输入，该电输入电耦接至近端二极管(476)和远端二极管(475)的符号相反的接口，使得沿着电输入传播的电驱动信号引起对波导的近端臂(480)中的光信号的近端部分和波导的远端臂(490)中的光信号的远端部分的相等且相反的调制。

Description

多区段马赫-曾德尔调制器驱动器系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月21日提交的标题为“Multi-Segment Mach-ZehnderModulator Driver System”的美国非临时专利申请No.14/832,909的优先权及权益，该美国非临时专利申请又要求2014年8月25日提交的标题为“Multi-Segment Mach-ZehnderModulator Driver System”的美国临时专利申请No.62/041,544的优先权及权益，上述两份专利申请的全部内容以引用的方式如复制一样并入本文。
背景技术
光调制器是用于将电数据信号调制到光载波上以生成光信号的装置。可以通过操控光载波的属性来调制光载波。根据光载波被操控的属性，可以将光调制器分为不同的类型，例如用于修改光信号幅度的强度调制器、用于调制光载波的相位的相位调制器、用于修改光载波的偏振的偏振调制器以及用于改变光载波的空间属性的空间光调制器。
发明内容
在一种实施方式中，本公开内容包括一种光调制器，该光调制器包括：用于传播光信号的波导，该波导包括近端臂和远端臂，近端臂被配置成传送光信号的近端部分，远端臂被配置成传送光信号的远端部分；近端二极管，该近端二极管被配置成调制光信号的近端部分；远端二极管，该远端二极管被配置成调制光信号的远端部分；以及电输入，该电输入电耦接至近端二极管和远端二极管的符号相反的接口，使得沿着电输入传播的电驱动信号引起对波导的近端臂中的光信号的近端部分和波导的远端臂中的光信号的远端部分的相等且相反的调制。
在另一种实施方式中，本发明包括一种单驱动多区段光调制器系统，该单驱动多区段光调制器系统包括光调制器和驱动电路。该光调制器包括：多个区段电输入；近端波导臂，该近端波导臂被配置成传送光信号的近端半部；远端波导臂，该远端波导臂被配置成传送光信号的远端半部；以及多个调制器区段，每个调制器区段被配置成将相应区段电输入调制到近端波导臂和远端波导臂二者上。驱动电路电耦接至光调制器，并且驱动电路包括与多个调制器区段对应的多个驱动器，每个驱动器向单个相应区段电输入输出区段电信号以控制由单个相应调制器区段进行的调制。
根据以下结合附图和权利要求所呈现的详细描述，将会更清楚地理解这些特征及其他特征。
附图说明
为了更透彻地理解本公开内容，现在参照以下结合附图和具体实施方式进行的简要说明，其中，相似的附图标记代表相似的零件。
图1是Z切LiNbO3MZM驱动器系统的一种实施方式的示意图。
图2是X切LiNbO3MZM驱动器系统的一种实施方式的示意图。
图3是双驱动多区段MZM驱动器系统的一种实施方式的示意图。
图4是单驱动多区段MZM驱动器系统的一种实施方式的示意图。
图5是单驱动多区段MZM驱动器系统的另一种实施方式的示意图。
图6是网络元件(network element，NE)的一种实施方式的示意图。
具体实施方式
首先应当理解，尽管下面提供了一个或更多个实施方式的说明性实现方案，但是所公开的系统和/或方法可以使用任意多种技术来实现而无论该技术是否为当前已知或现有的。本公开内容决不应当限于下面示出的说明性实现方案、附图和技术——包括本文中示出和描述的示例性设计和实现方案，而是可以在所附权利要求书的范围及其等同内容的全部范围内进行修改。
光调制器是光通信系统中的构建块。可以采用光调制器来实现用于各种应用——例如光学感测、用于光信号传输的射频(radio-frequency，RF)波形生成以及光信号处理——的光学系统。在各种光调制器中，马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator，MZM)可以用在光通信中。存在至少四个用以表征光调制器的参数：Vπ、插入损耗、调制速度和调制效率。Vπ是要实现光信号的π相移所需的电压的变化。小的Vπ表示小的电压引起大的相移，所以具有较小Vπ的光调制器消耗相对较低的功率。插入损耗被定义为由于光调制器插入到系统中而引起的功率损耗，并且插入损耗与光调制器的长度成比例。调制速度对应于光调制器可以调制到光信号上的RF信号的最大数据速率。调制效率表示可编码到波形中的比特的速率，并且调制效率与Vπ与L的乘积成反比，其中L是要实现π相移所需的光调制器的长度。换言之，高的调制效率对应于小的Vπ与L的乘积。
本文公开了用于具有高调制效率的单驱动多区段调制器驱动器系统的各种实施方式。所公开的实施方式包括驱动IC和多区段调制器。本文的任何实施方式中的光调制器包括硅、磷化铟(Indium Phosphide，InP)、砷化镓(Gallium Arsenide，GaAs)、铌酸锂(lithium niobate，LiNbO3)或者它们的组合。多区段调制器适合于高速操作(例如调制速度>25千兆比特每秒(Gigabit per second，Gbps))，并且多区段调制器可以被划分成多个调制器区段。每个调制器区段可以将电信号的一部分编码到光载波上。每个调制器区段包括与光波导的近端臂耦接的调制元件和与光波导的远端臂耦接的调制元件。近端臂与远端臂耦接在一起以使得能够将来自各个调制区段中的两个调制元件的经调制的信号部分聚合成单个光信号。在一种实施方式中，调制元件是二极管(例如近端二极管和远端二极管)。来自单个信号驱动器的单个电输出耦合至每个调制区段。例如，电输出耦合至近端二极管的阴极和远端二极管的阳极，或者电输出耦合至近端二极管的阳极和远端二极管的阴极。由于(从驱动器的角度看)近端二极管和远端二极管在电学上沿相反方向进行定向，所以来自驱动器的电信号以相等且方向相反(例如符号不同而绝对值相同)的方式被施加于每个波导臂，这使得单个驱动器能够在无调制幅度损失的情况下替换用于每个区段的双驱动器调制器系统。通过移除额外的驱动器，可以以较少的元件/较低的产品成本等在约化空间中用降低的功率来实现用于高速应用的调制特性。在一种替选实施方式中，可以针对每个调制区段来采用具有两个输出的单个驱动器以在不增加驱动器的数量的情况下使施加于每个波导臂的调制功率加倍。
图1是Z切LiNbO3MZM驱动器系统100的一种实施方式的示意图，其中Z切表示MZM中的晶体的偏振被定向在与如图1所示的表面垂直的Z轴方向。Z切MZM驱动器系统100包括Z切MZM 101和一对互补的驱动器，该对互补的驱动器包括近端驱动器110和远端驱动器135。因此，Z切MZM 101有时被称为双驱动MZM。Z切MZM驱动器系统100可以如所示的那样或以任何其他合适的方式配置而成。Z切MZM 101可以由各种材料制成。所述材料可以包括铁电晶体或电光晶体例如铌酸锂(LiNbO3)。Z切MZM 101包括：输入光波导105；近端臂波导120；远端臂波导130；与近端臂波导120耦接的近端电极140；与远端臂波导130耦接的远端电极160；地150；以及输出波导170。
输入光波导105被配置成接收光和/或经调制的光信号，并且分别将光信号的近端半部/部分传送至近端臂波导120以及将光信号的远端半部/部分传送至远端臂波导130。近端臂波导120电耦接至近端电极140，远端臂波导130电耦接至远端电极160。近端臂波导120和远端臂波导130被配置成分别跨电极140和电极160来分别传送光信号的近端部分和光信号的远端部分以用于调制，并且将光信号的近端部分和光信号的远端部分传送至输出波导170上。输出波导170被配置成对光信号的近端部分和光信号的远端部分进行聚合并且传送所组合的光信号，例如用于输出至外部部件例如另一波导、与光纤耦接的波导光纤耦合器等。
近端电极140耦接至近端驱动器110。近端驱动器110被配置成接收近端RF信号102，对近端RF信号102进行放大以生成经放大的近端RF信号115，并且将经放大的近端RF信号115以电方式传送至近端电极140。近端电极140和地150被共同配置成通过消耗近端臂波导120中的自由电子来调制光信号的近端部分的相位。光信号的近端部分的相位调制通过以下操作来实现：将经放大的近端RF信号115施加于近端臂波导120上以选择性地消耗自由电子(例如消耗模式)或者将自由电子引入到近端臂波导120(例如累积模式)中，由此引起近端臂波导120的折射率的变化。近端臂波导120的折射率的变化改变了通过近端臂波导120传播的光信号的速度，从而引起光信号的相位调制。远端驱动器135接收远端RF信号104并对远端RF信号104进行放大以生成经放大的远端RF信号137，并且将经放大的远端RF信号137传送至远端电极160以以基本上类似的方式调制远端臂波导130中的光信号。因此，可以通过使用推挽式操作独立地操作近端驱动器110和远端驱动器135来将近端臂波导120中的光信号的输出与远端臂波导130中的光信号的输出合并成光输出信号。
光信号的近端部分的相位调制的幅度和光信号的远端部分的相位调制的幅度分别与经放大的近端RF信号115的相对于地150的电压以及经放大的远端RF信号137的相对于地150的电压成正比。近端RF信号102与远端RF信号104具有约180度的相位差。作为结果，光信号的近端部分的相位调制与光信号的远端部分的相位调制具有相同的绝对值，但符号不同。在一种实施方式中，通过两个不同的RF振荡器来生成近端RF信号102和远端RF信号104。在另一种实施方式中，通过同一RF振荡器来生成近端RF信号102和远端RF信号104，并且RF信号中的一者(例如远端RF信号104)由于RF移相器而相对于近端RF信号经历180度相移。
在操作中，光信号被定向至输入光波导105并且被分成近端部分和远端部分。光信号的近端部分在近端臂波导120中行进并且经历近端相位调制。光信号的远端部分在远端臂波导130中进行传送并且经历远端相位调制。近端相位调制的幅度与远端相位调制的幅度具有相同的绝对值，但符号不同。然后，在输出光波导170处将光信号的近端部分与光信号的远端部分进行组合以传送至外部部件。
图2是X切LiNbO3MZM驱动器系统200的一种实施方式的示意图，其中X切表示X轴方向垂直于如图2所示的表面，而Z轴(晶体的偏振)垂直于光波导。X切MZM驱动器系统200包括X切MZM 201和驱动器210。驱动器210类似于近端驱动器110和远端驱动器135。X切MZM 201有时被称为单驱动MZM。X切MZM驱动器系统200可以如所示的那样或以任何其他合适的方式配置而成。X切MZM 201可以基本上类似于具有不同晶体偏振的Z切MZM 101，并且X切MZM201包括输入光波导205、近端臂波导220、远端臂波导230、地250以及输出波导260，这些分别类似于输入光波导105、近端臂波导120、远端臂波导130、地150以及输出波导170。
X切MZM 201包括与电极140和电极160基本上类似的电极240，但电极240被定位在近端臂波导220和远端臂波导230之间。电极240电耦接至驱动器210。驱动器210接收RF信号204，对该信号进行放大以生成经放大的RF信号215，并且经由电极240将经放大的RF信号215施加在近端臂波导220与远端臂波导230之间。经放大的RF信号215消耗或感生电极240与地250之间的近端臂波导220和远端臂波导230中的自由电子。近端臂波导220中的晶体的偏振和远端臂波导230中的晶体的偏振被配置在沿Z轴的相反方向上，从而当经放大的RF信号215被施加于电极时引起相等且相反的行为(例如自由电子的消耗或引入)。例如，在近端臂波导220和远端臂波导230中行进的光载波部分的相移具有相同的绝对值，但符号不同。这样，可以通过单个驱动器210以推挽方式控制穿过近端臂波导220和远端臂波导230二者的光载波。因此，在给定相同的电压和电光系数的情况下，X切MZM 201利用较少的驱动器生成与Z切MZM 101相同量的相位调制。X切MZM驱动器系统201的优点包括实现方式较简单、整个驱动器调制器系统的总尺寸较小以及功耗较低。
在Z切MZM 101和X切MZM 201二者中，近端臂波导120和220中的电容和远端臂波导130和230中的电容相对较大。作为结果，Z切MZM 101和X切MZM 201的高速应用(例如调制速度>25Gbps)受到限制，原因是调制速度与电容成反比。此外，因为在MZM中行进的RF信号的传播速度与每单位长度的电容的平方根成反比，所以在MZM中的行进的RF信号的传播速度由于每单位长度的大电容而远远小于光信号的传播速度。
图3是双驱动多区段MZM驱动器系统300的一种实施方式的示意图。双驱动多区段MZM驱动器系统300包括驱动集成电路(integrated circuit，IC)310和多区段调制器360。双驱动多区段MZM驱动器系统300可以如所示的那样或以任何其他合适的方式配置而成。双驱动多区段MZM驱动器系统300采用多个调制器区段370，每个调制器区段370的总电容基本上小于Z切MZM 101的电容和X切MZM 201的电容。通过向近端RF信号320和远端RF信号325引入定时延迟以引起穿过多区段调制器360的光信号的传播延迟来使调制器区段370同步。如此，与Z切MZM 101和X切MZM 201相比，双驱动多区段MZM驱动器系统300可以以较高的速度进行调制。
驱动IC 310包括用于每个调制器区段370的区段驱动器350，其中区段驱动器350经由传输线345进行电耦接。区段驱动器350均包括近端输出352和远端输出354(例如双驱动器)，近端输出352和远端输出354以与近端驱动器110和远端驱动器135类似的推挽方式来调制相应的调制器区段370。区段驱动器350均通过采用经由传输线345和输入驱动器340所接收到的近端RF信号320和远端RF信号325来生成近端输出352和远端输出354。近端RF信号320和远端RF信号325分别类似于近端RF信号102和远端RF信号104。驱动IC 310根据需要来采用输入驱动器340对近端RF信号320和远端RF信号325进行放大以用于经由传输线345进行传输。输入驱动器340可以结合接地电阻器330和接地电阻器335(例如50欧姆(Ω)电阻)进行操作以执行阻抗匹配，从而防止用于提供近端RF信号320和远端RF信号325的装置的电特性改变驱动IC 310的电特性。传输线经由电阻器342进行耦接，以使传输线345的电路完整。驱动IC 310耦接至电源(例如5.2伏(V)源)和地以接收操作电力。在所示的示例中，驱动IC 310是经由直流(direct current，DC)控制312和314来控制的。应当注意，虽然示出了11个区段驱动器350，但是可以采用任意数量的区段驱动器350以与调制器区段370的数量对应。
多区段调制器360包括近端臂波导380和远端臂波导390，这二者分别类似于近端臂波导120和220和远端臂波导130和230。近端臂波导380和远端臂波导390经由调制器区段370和偏置区段365来传播光载波。每个调制器区段370包括一对电容器376，该对电容器376被定位在近端臂波导380和远端臂波导390中的每一者上或附近。近端臂波导380上的每个电容器376(例如近端电容器)电耦接至相应区段驱动器350的近端输出352，并且远端臂波导390上的每个电容器376(例如远端电容器)电耦接至相应区段驱动器350的远端输出354。因此，每个电容器376可以基于区段驱动器350的输出来消耗或增加相应波导臂380/390中的电子，以按照类似于Z切MZM 101的方式以推挽方式来调制光信号的一部分/阶段。调制器区段370还包括电感器372和电阻器374，以用于调节向电容器376发送的近端输出352和远端输出354。每个电容器376还耦接至电压源(或者耦接至地，这取决于实施方式)，以管理在波导臂上的消耗/增加。偏置区段365提供对光信号的任何所需的校正调节。偏置区段365包括电容器368和电阻器366，电容器368用于基于马赫-曾德尔干涉仪(Mach-ZehnderInterferometer，MZI)偏置控制362和364来调制光信号，电阻器366用于根据需要来调节MZI偏置信号。MZI偏置控制362和364以基本上类似于调制器区段370的方式来调制光信号，但是被用于在信号被聚合用以输出之前对调制信号进行微调。
在操作中，近端RF信号320和远端RF信号325被定时并传播至每个区段驱动器350，并且被转发至每个调制器区段370，以用于调制到光载波上。当光载波沿着波导臂380和390传播时，在每个调制器区段370处对光载波进行调制。对近端RF信号320和远端RF信号325进行定时使得所述信号在适当的时间点到达适当的调制器区段370以与光载波的速度相匹配，使得在偏置区段365处接收到完整的调制光信号以供最终聚合和输出。与Z切MZM 101和X切MZM 201相比，多区段调制器360降低了每区段的电容，但是针对每个调制器区段370需要双区段驱动器350。
图4是单驱动多区段MZM驱动器系统400的一种实施方式的示意图。单驱动多区段MZM驱动器系统400以类似于双驱动多区段MZM驱动器系统300的方式进行操作，但针对每个调制器区段470采用区段驱动器440。单驱动多区段MZM驱动器系统400可以用于高速操作(例如大于25千兆赫(Gigahertz，GHz))，但是与系统300相比，所需功率较少并且复杂性较小。单驱动多区段MZM驱动器系统400如所示那样或者以任何其他合适的方式配置而成，并且包括驱动IC 410和多区段调制器460。
驱动IC 410包括输入驱动器430、区段驱动器440以及用于传播RF输入信号420的传输线450，这些分别类似于输入驱动器340、区段驱动器350以及传输线345。驱动IC 410与驱动IC 310的不同之处在于：针对多区段调制器460的每个调制器区段470，驱动IC 410包含单个RF输入信号420和单个区段驱动器440。驱动IC 410根据需要还可以包括用于阻抗匹配的电阻器/电感器、直流控制和/或电源。虽然示出了11个区段驱动器440，但是可以使用任意数量的区段驱动器440以与调制器区段470的数量相对应。区段驱动器440可以被实现为消耗相对较低功率的互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器。每个区段驱动器440接收单个输入并且传送单个输出。由RF输入信号420向传输线450提供用于与光信号进行速度匹配的区段驱动器440之间的时间延迟。还可以通过一个或更多个CMOS电路主动地产生延迟。通过随时间来选择性地禁用区段驱动器440(例如，将输出设置为低或高)，即使驱动器440的输出仅具有两个电平，也可以生成多级光信号，例如脉冲幅度调制(pulse amplitudemodulation，PAM)。
多区段调制器460可以由硅、磷化铟(Indium Phosphide，InP)和/或砷化镓(Gallium Arsenide，GaAs)制成。多区段调制器460包括分别与近端臂波导380和远端臂波导390类似的近端臂波导480和远端臂波导490，其中近端臂波导480和远端臂波导490由与多个区段驱动器440对应的多个调制器区段470来调制。每个调制器区段470包括近端二极管476和远端二极管475，这二者分别被定位在近端臂波导480和远端臂波导490上或附近。二极管475和二极管476还可以被称为正-负(positive-negative，p-n)二极管，并且可以用作压控可变电容器。二极管475和二极管476可以被定向为具有与X切MZM 201相同的极性。二极管475和二极管476各自包括带负电的阴极和带正电的阳极。如图4所示，每个区段驱动器440可以耦接至近端二极管476的阴极和远端二极管475的阳极。可替选地，每个区段驱动器440可以耦接至近端二极管476的阳极和远端二极管475的阴极。在任一情况下，区段驱动器440耦接至一个二极管的负极部和另一个二极管的正极部，使得区段对中的每个二极管关于区段驱动器440具有相反的极性。每个二极管的未耦接至区段驱动器440的接口可以耦接至地以支持交流(alternating current，AC)信号。可以采用DC隔离，使得二极管被偏置在期望的DC电压处。例如，可以通过在二极管475与地之间以及在二极管476与地之间插入大电容器来实现DC隔离。因为每个臂上的二极管的极性关于信号连接点彼此相反地对准，所以驱动信号引起波导的每个臂上的相反但值相等的相移。这样，单个区段驱动器440像一对区段驱动器350那样在每个波导臂上产生相同量的消耗/累积(并且因而产生相同量的调制)。因此，通过将区段驱动器440耦接至一对电性相反的二极管475和476，传输线450的数量和区段驱动器440的数量与双驱动多区段MZM驱动器系统300相比可以减少一半，同时保持了相同的调制功率、光信号幅度、调制速度等。
图5是单驱动多区段MZM驱动器系统500的另一种实施方式的示意图。单驱动多区段MZM驱动器系统500基本类似于单驱动多区段MZM驱动器系统400，但驱动IC 510的每个区段驱动器540基于经由输入缓冲器530和传输线550所接收到的单个RF输入信号520来采用主输出和互补输出二者。主输出与互补输出是相同的，但是包括相反的电荷/符号。例如，如果主输出为约+0.5伏，则互补输出此时为约-0.5伏。驱动IC 510、RF输入信号520、输入缓冲器530、传输线550和区段驱动器540在其他方面可以分别基本上类似于驱动IC 410、RF输入信号420、输入驱动器430、传输线450和区段驱动器440。单驱动多区段MZM驱动器系统500还可以包括多区段调制器560，多区段调制器560包括近端臂波导580、远端臂波导590和调制器区段570，调制器区段570包括远端二极管575和近端二极管576，上述这些可以分别类似于多区段调制器460、近端臂波导480、远端臂波导490、调制器区段470、远端二极管475和近端二极管476。每个区段驱动器540的主输出耦合至近端二极管576的阴极和远端二极管575的阳极，而互补输出耦合至近端二极管576的阳极和远端二极管575的阴极，或者每个区段驱动器540的主输出耦合至近端二极管576的阳极和远端二极管575的阴极，而互补输出耦合至近端二极管576的阴极和远端二极管575的阳极(例如主输出被耦合至与互补输出不同的接口)。通过用互补输出替换调制器区段470中的地连接，在不增加区段驱动器540或传输线550的数量的情况下使每个调制器区段570的有效驱动电压加倍。类似于图4中的情况，可以采用DC隔离，使得二极管被偏置在期望的DC电压处。通过使输出至每个调制器区段570的电压加倍，可以实现较大的差分相移并且因此可以实现较高的调制深度，从而产生较高的调制效率。此外，可以缩短MZM的长度，由此产生较高的调制效率。
图6是网络元件(NE)600的一种实施方式的示意图。NE 600包括：用于接收数据的入端口610和接收器单元(RX)620；用以处理数据的处理器、逻辑单元或者中央处理单元(CPU)630；用于将数据调制到光信号上并发送该光信号的光发射器单元(TX)640和出端口650；以及用于存储数据的存储器660。Tx 640可以包括单驱动多区段MZM驱动器系统400和/或500。网络元件600可以如所示的那样或以任何其他合适的方式配置而成。
处理器630被配置成处理数据并且与入端口610、接收器单元620、发射器单元640、出端口650和存储器660进行通信。存储器660包括一个或更多个磁盘、磁带驱动器和固态驱动器，并且存储器660可以用作溢出数据存储装置，以在程序被选择用于执行时存储这样的程序，并且存储在程序执行期间所读取的指令和数据。存储器660可以是易失性的和非易失性的，并且可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random-accessmemory，RAM)、三态内容可寻址存储器(ternary content-addressable memory，TCAM)以及静态随机存取存储器(static random-access memory，SRAM)。
在一些实施方式中，NE 600被编程为生成近端RF信号102和远端RF信号104。在一些实施方式中，NE 600被编程为生成RF信号204。在一些实施方式中，NE 600被编程为生成近端RF信号320、远端RF信号325、MZI偏置控制362和364以及直流控制312和314。在一些实施方式中，NE 600被编程为生成RF信号420。在一些实施方式中，NE 600被编程成生成RF信号520。
可以理解，通过将可执行指令编程和/或加载到NE 600上，处理器630和/或存储装置660中的至少一者被改变，从而将NE 600部分地转化为具有由本公开内容所教示的新颖功能的特定机器或装置例如多核转发架构。可以按照公知的设计规则来将可以通过将可执行软件加载到计算机中实现的功能转换成硬件实现是电气工程和软件工程技术的基础。对以软件方式实现构思还是以硬件方式实现构思的决定通常取决于对设计的稳定性和要生产的单元的数量的考虑，而不是对从软件域转变到硬件域时所涉及的任何问题的考虑。通常，可以优选以软件方式来实现还要经受频繁改变的设计，这是因为重制硬件实现比重制软件设计更昂贵。通常，可以优选以硬件方式例如在ASIC中实现将要大量生产的稳定的设计，这是因为对于大批量生产来说硬件实现可以比软件实现便宜。通常可以以软件形式来对设计进行开发和测试，随后按照公知的设计规则将该设计转化成对软件的指令进行硬布线的ASIC中的等效硬件实现。以与由新的ASIC控制的机器就是特定的机器或装置相同的方式，同样可以将已经编程和/或加载有可执行指令的计算机看作为特定的机器或装置。
虽然在本公开内容中已经提供了几种实施方式，但是应当理解，在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下，可以以许多其他具体形式来实现所公开的系统和方法。所呈现的示例被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文所给出的细节。例如，各个元件或者部件可以被组合或集成在另一系统中，或者可以省略或者不实现某些特征。
另外，在各种实施方式中被描述和说明为分立或单独的技术、系统、子系统和方法在不偏离本公开内容的范围的情况下可以与其他系统、模块、技术或方法组合或整合。被示出或讨论为彼此耦接或直接耦接或通信的其他项可以通过某一接口、设备或中间部件间接地耦接或通信，而不论是以电方式、机械方式还是以其他方式。变化、替代和改变的其他示例可由本领域技术人员确定，而且可以在不脱离本文所公开的精神和范围的情况下被作出。

Claims (20)

1.一种光调制器，包括：
用于传播光信号的波导，所述波导包括：
近端臂，所述近端臂被配置成传送所述光信号的近端部分；以及
远端臂，所述远端臂被配置成传送所述光信号的远端部分；
近端二极管，所述近端二极管被配置成调制所述光信号的近端部分；
远端二极管，所述远端二极管被配置成调制所述光信号的远端部分；以及
电输入，所述电输入电耦接至所述近端二极管和所述远端二极管的符号相反的接口，使得沿着所述电输入传播的电驱动信号引起对所述波导的近端臂中的所述光信号的近端部分和所述波导的远端臂中的所述光信号的远端部分的相等且相反的调制。
2.根据权利要求1所述的光调制器，其中，所述光调制器还包括沿着所述波导的近端臂和所述波导的远端臂放置的多对近端二极管和远端二极管，并且其中，每对近端二极管和远端二极管将所述电驱动信号的一部分调制到所述光信号上。
3.根据权利要求2所述的光调制器，其中，每对近端二极管和远端二极管耦接至单个驱动器。
4.根据权利要求2所述的光调制器，其中，每对近端二极管和远端二极管耦接至互补电输入，使得所述互补电输入耦接至每对近端二极管和远端二极管的符号相反的接口。
5.根据权利要求4所述的光调制器，其中，每对近端二极管和远端二极管耦接至每对近端二极管和远端二极管的符号相反的接口之间的区段电输入，并且其中，所述区段电输入和所述互补电输入包括具有相反电符号的共用信号。
6.根据权利要求5所述的光调制器，其中，每个区段电输入和相应互补电输入是从单个驱动器接收的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光调制器，其中，所述电输入电耦接至所述近端二极管的阴极和所述远端二极管的阳极。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光调制器，其中，所述电输入电耦接至所述近端二极管的阳极和所述远端二极管的阴极。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光调制器，其中，所述光调制器包括硅、磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、铌酸锂(LiNbO3)或者它们的组合。
10.一种单驱动多区段光调制器系统，包括：
光调制器，所述光调制器包括：
多个区段电输入；
近端波导臂，所述近端波导臂被配置成传送光信号的近端半部；
远端波导臂，所述远端波导臂被配置成传送所述光信号的远端半部；以及
多个调制器区段，每个调制器区段被配置成将相应区段电输入调制到所述近端波导臂和所述远端波导臂二者上；以及
驱动电路，所述驱动电路电耦接至所述光调制器，并且所述驱动电路包括与所述多个调制器区段对应的多个驱动器，每个驱动器向单个相应区段电输入输出区段电信号以控制由单个相应调制器区段进行的调制。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，每个调制器区段包括跨所述近端波导臂放置的近端二极管以及跨所述远端波导臂放置的远端二极管。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，每个区段电输入耦接至相应调制器区段，使得所述区段电输入耦接至所述近端二极管和所述远端二极管的极性相反的接口。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，每个电驱动器向单个相应电区段输出互补电信号，并且其中，每个互补电信号包括与相应区段电信号相比相等的幅度和相反的电荷。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，每个互补电信号耦合至所述相应调制器区段，使得所述区段电输入耦合至相应近端二极管和相应远端二极管的极性相反的接口。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，每个互补电信号与相应区段电信号耦合至不同的极性相反的接口。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，每个互补电信号耦合至相应近端二极管的阳极和相应远端二极管的阴极，并且其中，每个区段电信号耦合至所述相应近端二极管的阴极和所述相应远端二极管的阳极。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，每个互补电信号耦合至相应近端二极管的阴极和相应远端二极管的阳极，并且其中，每个区段电信号耦合至所述相应近端二极管的阳极和所述相应远端二极管的阴极。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的系统，其中，所述光调制器包括硅、磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、铌酸锂(LiNbO3)或者它们的组合。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的系统，其中，所述区段电输入包括直流信号。
20.根据权利要求10至19中任一项所述的系统，其中，所述区段电输入包括交流信号。
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