CN107275919B - 使用自加热稳定性调谐环形谐振器的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的装置和方法。本装置及方法控制光源，在自加热使所述光环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的功率下产生所述光信号，所述自加热包含吸收在所述光环形谐振器中来自接收的所述光信号的光功率。在使用光学环形谐振器之前，对所述光环形谐振器的光信号进行至少调制和滤波两者之一，将环形谐振器的加热器控制到工作温度，当处于工作温度时，环形谐振器的谐振波长大于光信号的相应波长。

Description

使用自加热稳定性调谐环形谐振器的装置和方法
技术领域
本发明涉及通讯设备技术领域，具体涉及一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的装置和方法。
背景技术
环形谐振器，包括硅基环形谐振器(silicon-based ring resonators)的谐振特性，通常被调谐到与接收的激光波长相似的谐振波长，使得环形谐振器可以调制和/或筛滤接收的不同波长的激光。由于硅相对较高的热光系数和环形谐振器的谐振特性，硅基环形谐振器特别容易受到热波动的影响。例如热量变化等任何扰动都可能导致谐振波长的漂移，从而影响调制器的性能。因此，为了系统性能的稳定性，通常需要非常严格地控制加热器。此外，由于环形谐振器中的光功率的吸收，可能发生自加热，这导致光功率作用下的谐振频率进一步漂移。因此，产生经环形谐振器调制和/或滤波的光的光源，一般在不出现自加热的功率下工作(operated)，这将导致功率吞吐量(throughput power)的降低。
发明内容
本发明提供了利用环形谐振器中的自加热来稳定环形谐振器的工作的装置。具体地，是在环形谐振器出现自加热的功率下，且环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的情况下，控制产生将由环形谐振器调制和/或滤波的光信号的光源以产生光信号。在光环形谐振器(optical ring resonator)对光信号进行调制和/或滤波之前，将环形谐振器的加热器控制到工作温度，当处于工作温度时，环形谐振器的谐振波长大于光信号的相应波长。换句话说，光信号的波长位于光环形谐振器的谐振曲线的偏蓝侧(blue-side)和/或蓝色边缘(blue edge)处。调制和/或滤波因此出现在谐振中比偏红侧(red-side)更稳定的偏蓝侧(blue-side)；实际上，偏红侧(red-side)是相当不稳定的，并且，将环形谐振器的温度从较高温度扫频(sweeping)和/或下降到工作温度避免了将环形谐振器的温度从较低温度扫频和/或增加到工作温度时发生的自加热引起的滞后效应。
在本说明书中，元件可以被描述为“配置以”执行一个或多个功能或“配置用于”这些功能。一般来说，配置以执行或配置用于执行一种功能的元件能够执行该功能，或者适用于执行该功能，或适应于执行该功能，或者可以用来执行该功能，或者以其他方式能够执行该功能。
此外，显而易见的是，在本说明书中，某些元件可根据上下文描述为通过物理的、电的或其任何组合的形式连接。通常，配置利用电连接的部件以经由电子信号进行通信(即，它们能够通信)。根据上下文，物理耦合和/或物理连接的两个部件可以表现为一个单个元件。在某些情况下，物理连接的元件可以形成整体，例如，可以共享结构和材料的单件物品的一部分。在其他情况下，物理连接的元件可以包括以任何方式紧固在一起的分立元器件。物理连接还可以包括紧固在一起的分立元器件的组合，以及成型(fashioned)为单件的元器件。
应当理解的是，就本发明的目的而言，“X，Y和Z中的至少一个”和“X，Y和Z中的一个或多个”的表述可以被解释为仅X，仅Y，仅Z，或X、Y和Z中的两个或多个的任意组合(例如，XYZ，XY，YZ，XZ等)。类似的逻辑可以应用于任何情况下出现的两个或多个的“至少一个...”和“一个或多个...”的表述。
本说明书一方面提供一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，包括：光源，配置为产生光信号；光波导，配置为接收并输送来自所述光源的光信号；光环形谐振器，其耦合到所述光波导，所述的光环形谐振器配置为：从所述光波导接收所述光信号；以及，对所述光波导上的光信号至少进行调制和滤波两者之一；加热器，放置于加热所述光环形谐振器处；电压控制装置，放置于改变所述光环形谐振器两端的电压处；以及，控制器，其与所述光源、加热器、电压控制装置进行通讯，所述控制器配置为：控制所述光源在自加热使所述光环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的功率下产生所述光信号，所述自加热包含吸收在所述光环形谐振器中来自接收的所述光信号的光功率；以及，在对所述光环形谐振器的光信号进行至少调制和滤波两者之一之前，控制所述加热器加热到所述光环形谐振器的谐振波长大于所述光信号的相应波长时的工作温度。
在所述的工作温度下，所述光信号的相应波长可以在所述光学环形谐振器的谐振曲线的蓝色边缘上。
由于自加热引起的光环形谐振器的谐振波长的偏移可以在一个范围内，所述范围接近所述光环形谐振器的给定范围，并且与光学环形谐振器的温度调节方向无关。
所述的控制器还可进一步配置为控制所述加热器至所述工作温度，通过从高于所述工作温度的温度扫频(sweep)到工作温度。在一给定的自加热水平(level)处，加热器温度作用下的所述光环形谐振器的消光比的峰值可以在一滞后区域之外，并且所述控制器可以进一步配置为控制所述加热器至所述工作温度，以高到低的温度调节方向或从低到高的温度调节方向。在一给定的自加热水平(level)处，加热器温度作用下的所述光环形谐振器的消光比的峰值在可以一滞后区域之内，并且所述控制器可进一步配置为控制所述加热器从高于所述工作温度的温度扫频(sweep)至工作温度。由于所述自加热引起的所述光环形谐振器的偏移的谐振波长可以根据以下的一个或多个因素确定：所述光信号的不同的功率；所述光信号的不同的相应波长；利用所述加热器的所述光环形谐振器的不同温度；以及利用所述电压控制装置的应用于所述光环形谐振器上的不同电压。
所述光源可包括激光器和相干光源中的一个或多个。
所述的光波导和所述光环形谐振器可以由光子集成电路和硅光子集成电路中的一个或多个构成。
所述的控制器进一步配置为在控制所述加热器到所述工作温度之后，对所述光波导上的所述光信号至少进行调制和滤波两者之一。
本说明书的另一方面提供了一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器方法，包括使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，所述装置包括：光源，配置为产生光信号；光波导，配置为接收并输送来自所述光源的光信号；光环形谐振器，其耦合到所述光波导，所述光环形谐振器配置为：从所述光波导接收所述光信号；以及，对所述光波导上的光信号至少进行调制和滤波两者之一；加热器，放置于加热所述光环形谐振器处；电压控制装置，放置于改变所述光环形谐振器两端的电压处；以及，控制器，其与所述光源、加热器、电压控制装置进行通讯，使用所述控制器控制所述光源在自加热使所述光环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的功率下以产生所述光信号，所述自加热包含吸收在所述光环形谐振器中来自接收的所述光信号的光功率；以及，在对所述光环形谐振器的光信号进行至少调制和滤波两者之一之前，使用所述控制器控制所述加热器加热到所述光环形谐振器的谐振波长大于所述光信号的相应波长时的工作温度。
在所述工作温度下，所述光信号的相应波长可以在所述光学环形谐振器的谐振曲线的蓝色边缘上。
由于自加热引起的光环形谐振器的谐振波长的偏移可以在一个范围内，所述范围接近光环形谐振器的给定范围，并且与光环形谐振器的温度调节方向无关。
本方法可以进一步包括，使用控制器控制所述加热器至所述工作温度，通过从高于工作温度的温度扫频(sweep)到所述工作温度。。
在一给定的自加热水平(level)处，加热器温度作用下的所述光环形谐振器的消光比的峰值可以在一滞后区域之外，以及，所述方法进一步包括使用所述控制器控制所述加热器至所述工作温度，以高到低的温度调节方向或从低到高的温度调节方向。
在一给定的自加热水平(level)处，加热器温度作用下的所述光环形谐振器的消光比的峰值可以在一滞后区域之内，以及所述方法进一步包括使用所述控制器控制所述加热器从高于所述工作温度的温度扫频(sweep)至工作温度。由于所述自加热引起的所述光环形谐振器的偏移的谐振波长可以根据以下的一个或多个因素确定：所述光信号的不同的功率；所述光信号的不同的相应波长；使用所述加热器的所述光环形谐振器的不同温度；以及利用所述电压控制装置的应用于所述光环形谐振器上的不同电压。所述的光源可以包括激光器和相干光源中的一个或多个，以及所述光波导和光形谐振器可以由光子集成电路和硅光子集成电路中的一个或多个构成本方法还可进一步包括：在控制所述加热器到工作温度之后，对所述光波导上的所述光信号进行调制和过滤两者之一。
本说明书的另一方面提供了一种存储计算机程序的非暂时性计算机可读介质，
所述计算机程序的执行用于：
在一装置上，所述装置包括：光源，配置为产生光信号；光波导，配置为接收并输送来自所述光源的光信号；光环形谐振器，其耦合到所述光波导，所述的光环形谐振器配置为：从所述光波导接收所述光信号；以及，对所述光波导上的光信号至少进行调制和滤波两者之一；加热器，放置于加热所述光环形谐振器处；电压控制装置，放置于改变所述光环形谐振器两端的电压处；控制器，其与所述光源、加热器、电压控制装置进行通讯，
使用所述控制器控制所述光源在自加热使所述光环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的功率下以产生所述光信号，所述自加热包含吸收在所述光环形谐振器中来自接收的所述光信号的光功率；以及，
在对所述光环形谐振器的光信号进行至少调制和滤波两者之一之前，使用所述控制器控制所述加热器加热到所述光环形谐振器的谐振波长大于所述光信号的相应波长时的工作温度。
附图说明
为了更好地理解本文描述的各种实施方式，并且更清楚地表示出各种实施方式是如何实现的，现参考如下附图并仅通过示例的方式对本发明进行说明：
图1描绘了非限制性实施例中使用自加热稳定性调谐环形谐振器的装置示意图；
图2描绘了非限制性实施例中环形谐振器在未自加热时的性能；
图3描绘了非限制性实施例中，当加热器温度增加和降低时，环形谐振器在存在自加热的状态下的性能；
图4描绘了非限制性实施例中，环形谐振器在加热器温度作用下的传输分布，加热器温度是在加热器温度降低时用于增加光功率的光输入信号的；
图5描绘了非限制性实施例中，使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法的流程示意框图；
图6描绘了非限制性实施例中，当没有自加热出现时和存在3dBm自加热时，在加热器温度作用下的环形谐振器的平均功率、消光比和接收灵敏度；
图7描绘了非限制性实施例中，在存在自加热的3dBm输入功率和自加热的4dBm输入功率的情况下，在加热器温度作用下的环形谐振器的平均功率、消光比和接收灵敏度。
具体实施方式
图1描绘了一装置101，包括：光源144，配置为产生光信号；光波导103，配置为接收并传输来自光源144的光信号；光环形谐振器(optical ring resonator)105，其耦合到光波导103，光环形谐振器105配置为：从光波导103接收光信号；以及对光波导103上的光信号至少进行调制和滤波两者之一；加热器130，放置以加热光环形谐振器105；电压控制装置132，放置以改变通过光环形谐振器105的电压；以及控制器120，其与光源144、加热器130和电压控制装置132通信，控制器120配置为：控制光源144在自加热使光环形谐振器105的谐振波长偏移至少10皮米的功率下产生光信号，自加热包含吸收在光环形谐振器105中的来自接收的光信号的光功率(optical power)；并且，在对光环形谐振器105的光信号进行至少调制和滤波两者之一前，控制加热器130达到光环形谐振器105的谐振波长大于光信号的相应波长时的工作温度。因此，在本文中所述的调谐，至少包括但不限于对光环形谐振器105的光信号进行至少调制和滤波两者之一。在一些实施方式中，加热器130被控制为从高于工作温度的温度扫频(sweep)到工作温度，以便加热器130的温度降低。
为了清楚起见，在图1及整个说明书中，实线连接的组件表示两者之间的链路和/或两者之间包括光信号的流动的光波导(也称为光学总线)，而连接组件的虚线和/或点画线表示两者之间包括电气数据和/或电信号的流动的链路。
如图所示，本装置101还包括分别与控制器120互连的存储器122和接口124。具体地，存储器122内存储有应用程序126，当其被控制器120进行处理时，应用程序126能使得控制器控制光源144、加热器130和电压控制装置132。此外，如图所示，控制器120还包括可选比例积分微分(PID)控制器125；因此，在一些实施方式中，控制器120可以使用PID控制器125实现反馈回路，例如，控制加热器130到给定温度(和/或工作温度)和/或控制光源到给定的光功率，无论其他何种类型的控制器都在本实施例的保护范围内。
加热器130通常配置以在控制器120的控制下加热光环形谐振器105，以控制光环形谐振器105的谐振波长，例如，控制谐振波长与来自光源144的光信号的波长相似。控制器120进一步还用于控制电压控制装置132以调制该光信号。例如，尽管未在图中表示出，但是控制器120还可包括调制电压驱动器(包括但不限于非线性驱动器装置)，调制电压驱动器用于电压控制装置132的外部调制，例如，基于从接口124接收的输入的外部调制。因此，由光环形谐振器105产生的调制光信号具有在其中编码的数据，并且调制光信号可以通过光纤通信网传播。这样的数据包括但并不限于语音、音频、视频、图像、网络数据、浏览器数据等。
电压控制装置132可以包括一个或多个PN二极管、电容器等；当电压控制装置132包括PN二极管时，该PN二极管可以通过使用非线性驱动器装置和/或线性驱动器装置以反向偏置模式和/或耗尽模式进行驱动。
应当理解，加热器130和电压控制装置132均仅为示意性的描述；例如，虽然加热器130和电压控制装置132都被描述为在光环形谐振器105外部的一部分的附近，但实际上，加热器130和/或电压控制装置132可以位于光环形谐振器105内部和/或在与光环形谐振器105的平面相邻的一个或多个平面中。例如，电压控制装置132可以包括由控制器120控制的在光环形谐振器105“上方”和“下方”的电极(例如，离开(out of)和进入图1的页面)。当电压控制装置132包括PN二极管时，PN二极管的PN结(junction)可以在光环形谐振器105处。
此外，一般来说，可以通过控制光环形谐振器的温度来控制光学环形谐振器的周长和/或折射率分布(例如，在其制造过程中)，从而粗略地控制光学环形谐振器的谐振和/或基准频率。因此，光环形谐振器105通常耦合到光波导103，并且加热器130可用于粗略地控制折射率，并因此控制光环形谐振器105的参考谐振频率，而电压控制装置132用于引起光环形谐振器105的折射率变化或者微小的变化，以调制参考谐振频率，这又导致光波导103上的光信号被调制。
如图所示，本装置101还包括进入到光波导103中的光输入185以及来自于光波导103的光输出195，该光输入185配置为从光源144接收光信号。例如，光输入185可以包括光耦合器、PIC(光子集成电路)面(a PIC(photonic integrated circuit)facet)等的一个或多个。
光源144可以包括激光器和相干光源的一个或多个，在此不做限定，激光器可用分布式布拉格反射器激光器、外腔激光器等，激光器配置为将多个不同频率和/或波长的输出光信号(例如光)插入到光波导103中，例如具有恒定间隔(constant spacing)的光信号；光环形谐振器105因此可以配置为在多个不同频率和/或波长的一个给定频率和/或一个给定波长下进行谐振，使得给定频率和/或给定波长的光信号通过光环形谐振器105调制，从而在光输出195处产生调制后的光学输出信号。尽管在图示中未标识出，但是本装置101可以包括类似于光环形谐振器105的多个光环形滤波器，多个光环形滤波器中的每一个光环形滤波器都配置为调制来自光源144的不同给定频率和/或给定波长的光。
一般来说，调制的光信号(和/或多个调制的光信号)在光输出195处被输送出装置101，例如对于光纤，其又依次通过光纤通信网输送调制的光信号到一个接收器，在接收器中光调制光信号被接收和解调以检索其中的编码数据。但是，作为备选方案，光环形谐振器105对来自光源144的光信号进行滤波，并且将滤波后的信号无调制地输送到光输出195。这种滤波可包括但不限于将光信号调谐到所使用的反馈回路中确定的给定的光功率，例如可采用光纤耦合器等，在此不做限定。
在一些实施方案中，装置101通常可以包括光学通信系统中的发射器，发射器用于在给定光频率(以及给定数据速率)下生成和发射调制光信号，调制光信号中具有编码数据。因此，给定频率光频率可以包括但并不限定为给定的载波光频率，在光通信中使用的光频率约在184.5-238THz的范围内，但是其他光频率和相关联的波长都在本实施例的保护范围内。
尽管图中未显示出，但是装置101可以被进一步配置为具有光纤的光学接口(例如光输出195)，装置101因此可以通过该光纤传输调制的光信号，该光纤可以为数百公里长(或者更长)。因此，装置101包含调制的光信号发生器，其包括但并不限定于一个或多个激光器，包括内部或外部连接到装置101(如图所示)的光源144，一个或多个发光二极管(LED)等，也包括一个或多个连接至数据生成装置的通讯接口(诸如接口124)等，数据生成装置包括但不仅限于服务器、个人计算机、笔记本电脑、移动设备等等。
然而，应当强调的是，图1中装置101的结构仅仅是示例，并且设想了一种可以用于光数据通信的装置。特别地，光波导103和光环形谐振器105至少可以由光子集成电路(PIC)构成；实际上，装置101中的输送和/或交互光信号的任何元器件都可由PIC构成。在特定的非限制性实施例中，与光信号进行传送和/或交互的装置101中的任何元器件可以由基于硅的PIC构成，但是其他材料也在本实施例的保护范围内。
控制器120可以包括一个和/或多个处理器，包括但不限于一个或多个中央处理器(CPU)和/或一个或多个处理单元；无论哪种方式，控制器120包括一硬件元件和/或一硬件处理器。实际上，在一些实施方式中，控制器120可以包括专门配置为实现控制器120功能的ASIC(专用集成电路)和/或FPGA(现场可编程门阵列)。因此，控制器120不一定是通用计算设备和/或通用处理器和/或计算控制器120的通用元器件，而是专门用于实现特定功能的装置；这种特定功能包括以下进一步描述的控制反馈回路中的光环形谐振器105到给定插入损耗。例如，控制器120可以具体包括用于控制反馈回路中的环到给定插入损耗的引擎(engine)。
存储器122可以包括非易失性存储单元(例如，可擦除电子可编程只读存储器(“EEPROM”)、闪存)和易失性存储单元(例如随机存取存储器(“RAM”))。实现本文所述的控制器120和/或装置101的功能教导的程序设计指令通常被持久地保持在存储器122中，并且由控制器120使用，以便在执行这样的程序设计指令期间能适当地利用易失性存储器。本领域的技术人员可知，存储器122仅仅是计算机可读介质的一种实施例，它可以在控制器120上存储可执行的程序设计指令。此外，存储器122也是存储器单元和/或存储器模块和/或非易失性存储器中的一种示例。
特别地，存储器122存储应用程序126，当其由控制器120处理时，应用程序126能够使控制器：控制光源144在自加热使光环形谐振器105的谐振波长偏移至少10皮米的功率下产生光信号；自加热包含吸收在光环形谐振器105中来自接收的光信号的光功率，并且，在对光环形谐振器105的光信号进行至少调制和滤波间两者之一前，控制加热器130加热到光环形谐振器105的谐振波长大于光信号的相应波长时的工作温度。具体地，光信号的相应波长在光环形谐振器105的谐振曲线的蓝色边缘(a blue edge)上。
接口124可以包含配置为接收用于调制光信号的数据的任何有线和/或无线接口。这样，接口124配置为对应实现用于接收数据的一个或多个通信链路的通信架构，包括：电缆、串行电缆、USB(通用串行总线)电缆、无线链路(包括但不限于WLAN(无线局域网)链路、WiFi链路、WiMax链路、移动电话链路、蓝牙链路，NFC(近场通信)链路、基于分组的链路、互联网、模拟网络、接入点等及/或其组合)，但不仅限于上述的任何适于组合的形式。但是，接口124通常是非限制性的，并且在光通信设备和/或光通信发射机中使用的任何接口都在本实施例的保护范围内。
PID控制器125通常计算测量的过程变量和期望设定点之间差的“误差值”，并且试图随着时间的推进尽量减小误差，具体通过控制变量的调整到由加权确定的新值，例如将加热器130的功率进行调整。但是，其它类型的控制器和/或控制机制(和/或反馈回路)都在本实施例的保护范围内。
尽管图中未标识出，但是装置101还可以包括一个或多个光纤耦合器，光纤耦合器将来自光波导103和/或光环形谐振器105中的光的一小部分转移到光电二极管，以对其上的光信号进行采样，以便能监测光波导103和/或光环形谐振器105处的光功率；事实上，光波导103上的光纤耦合器可以位于光环形谐振器105之前和/或之后：光环形谐振器105之前的光纤耦合器(例如在光输入185和光环形谐振器105之间)可以监测未调制的光信号，光环形谐振器105之后的光纤耦合器(例如，在光输出195和光环形谐振器105之间)可以监测调制后的光信号；光环形谐振器105处的光纤耦合器也可以测量调制后的光信号。这种光纤耦合器包括但不仅限于光纤分路器、分束器(beam splitters)、光波导103中的弯曲点(bends)、以及相应设置的光电二极管，设置的光电二极管使得来自光纤耦合器的光信号(例如光)能照射光电二极管以产生电信号，电信号而后输送到控制器120用于处理。这种光纤耦合器可以合并到装置101的PIC结构中。
在任何情况下，当光波导103上的光信号耦合到光环形谐振器105时，在光环形谐振器105中发生光子吸收，从而引起自加热：例如，加热过程是由于光环形谐振器105中从接收的光信号中吸收光功率，而不是由于加热器130的加热。换句话说，光环形谐振器105的温度变化与入射光功率强度和除了加热器130引起的任何加热之外还发生的自发热增长因子有关。自发热增长因子具有类似于环形调制器传递函数的分布，在最大谐振时具有最大加热增长因子。由于这些特性，环形调制器的性能将在环形谐振斜率的任一侧呈现地非常不同。在环形调制器斜率的偏红侧(red-side)(例如在长于谐振波长的波长处)，当光环形谐振器105朝向谐振波长调制时，自加热提供更多的加热能量，这导致非常不稳定的工作状况。在环形调制器斜率的偏蓝侧(blue-side)(例如，在短于谐振波长的波长处)，自加热可以提供建设性反馈(constructive feedback)，以在调制期间平衡光环形谐振器105处的温度变化。
在图2和图3中显示出了这些原理。例如，首先参考图2，图2包括曲线图201、202、203，曲线图显示了在没有自加热时，随着加热器功率增加，环形谐振器(例如光环形谐振器105)的性能。特别地，曲线图201描绘了当加热器功率增加时，环形谐振器传输光功率的多个波长函数曲线，其中，用点划线标出的位置为示例输入波长大约1549.35nm时。输入波长包括由环调制和/或滤波的光学总线(例如光总线103)上光信号的波长。在曲线图201中，当加热器功率增加时，光环形谐振器的谐振位置向红色处偏移；该偏移量由每个曲线在最小值时的偏移量表示。曲线图202描绘了在加热器作用下以及当加热器功率增加时输入波长处的传输功率；特别地，曲线图201，202之间的线表示曲线图201上的输入波长处的传输功率值所对应的曲线图202上的加热器功率值。如曲线图202所示，在加热器作用下，输入波长的传输功率大致与加热器功率对称，此处的加热器功率对应的是光环形谐振器的谐振波长大约在输入波长时。进一步地，曲线图203描绘了作为加热器功率函数的光环形谐振器的谐振波长(例如，曲线图201的最小值)，曲线203明显是线性的。
再参见图3，图3中的三个曲线图301、302、303表示了存在自加热的情况下，环形谐振器如环105的性能。曲线图301、302、303中的每一个分别近似对应于曲线图201、202、203，然而在曲线图301、302、303中，输入波长处的光信号的功率(在曲线图301中由点划线表示出)是导致环形谐振器自加热的功率。为了比较，曲线图302还用点画线表示出了曲线图202中的曲线。曲线图301表示出了当加热器功率减小，输入波长同样大约为1549.35nm时(即在垂直点画线处)光环形谐振器105的谐振曲线。曲线302描绘的是加热器作用下的传输光功率(即加热器温度)，既包括加热器功率被控制为从高降低到低(如曲线图301所示)又包括从低增加到高的情况。特别地，用三角形标记的曲线部分对应于加热器功率/温度降低，而用圆圈标记的部分对应于加热器功率/温度增加。在没有标记的地方，曲线是重合的。
从曲线图301、302中可清楚得看出，随着加热器功率从高温降低到低温，除了由于加热器130的加热导致的物理和/或光学性质以外，随着自加热引起环的物理和/或光学性质发生变化，导致光环形谐振器105的谐振突变；因此，在曲线图302、303中都存在间断点。
此外，在曲线图302中可清楚地看到，当加热器功率从低温增加到高温时，除了由于加热器130加热导致的物理和/或光学性质以外，随着自加热引起环的物理和/或光学性质发生变化，光环形谐振器105的谐振再次发生突变。然而，突然变化的位置与加热器温度降低时不同，这意味着在光环形谐振器105的性能中存在滞后。实际上，对于减小的加热器功率/温度，自加热主导的传输光功率的区域比加热器功率/温度升高时更宽。这些区域中的每一个的较低温度侧通常是不稳定的(即对应于小的温度变化，传输光功率存在大的变化)。
此外，比较曲线图301、302，应当理解，当光信号的输入波长在光环形谐振器105的谐振曲线的偏蓝侧(blue-side)和/或蓝色边缘(a blue-edge)上时，光信号的输入波长通常远离不稳定区域。例如，如图所示，输入波长与处于不稳定区域的光环形谐振器105的谐振曲线的峰值重合；温度的微小变化(例如温度的微小降低)将导致传输光功率不稳定。
因此，光环形谐振器105的工作过程通常采用如下控制方式：a.光环形谐振器105的谐振波长大于光信号的相应波长，以确保光信号的相应波长在光环形谐振器105的谐振曲线的偏蓝侧；及根据需要可选择的，b.将发生自加热的区域最大化，例如，通过将加热器温度降低到工作温度。
对于增加(低到高)和降低(高到低)加热器功率/温度的两种条件，在曲线图303中进一步显示了自加热的影响，曲线图显示了波长作用下的光环形谐振器105的谐振波长的滞后现象；因此，对于增加和减小加热器功率的情况，再次发生间断现象。
当加热器功率减小时，光环形谐振器105的谐振波长向输入波长移动，并且光环形谐振器105中的自加热表现为补偿和保持谐振曲线上的位置；换句话说，在标记为“负反馈”的区域中，曲线的斜率小于其它区域中的曲线的斜率。例如，谐振波长(即曲线图301中的每个谐振曲线中出现最小值时的波长)在加热器功率范围大致保持相同。随着加热器功率进一步减小，谐振位置的偏移表现为减少自加热，导致环温度的突然降低，这将导致曲线图302和303中的间断现象；该区域在曲线图303中标记为“正反馈”。
再参见曲线图303，当加热器功率增加时，发生间断现象的谐振位置发生变化，这缩小了负反馈的区域。因此，负反馈区域的范围可取决于加热器功率和/或温度中的扫频趋势(the direction of the sweep)以达到工作温度。
进一步对非限制性实施例中的自加热对光环形谐振器(例如光环形谐振器105)的影响进行说明，现在参照图4以光环形谐振器105为例，图4表示在加热器温度变化的作用下光环形谐振器的传输功率，用于随着加热器功率的减小，增加光功率的不同光输入信号(为固定输入波长的)。图4中的每个曲线类似于曲线图302，但是图4对应的是不同的自加热条件。实际上，曲线图401中的每个曲线的自加热效应(self-heating effect)从右到左增加；特别是在最右边的曲线(标记为“No SH”)中，光输入信号的光功率低于自加热的极限(由此类比曲线图302)，并且，在最左边的曲线中，光输入信号具有8dBm的光功率；在从右到左的每个连续曲线中，光输入信号的光功率以2dBm的步长增加，如图例所示。特别地，曲线图401的No SH曲线与-10dBm自加热的下一曲线之间的谐振波长的偏移量约为10皮米。
进一步，假设图4中的输入波长为恒定值。由此，如图3所示，随着加热器温度降低，光环形谐振器的温度因此随之降低，则随着光环形谐振器的谐振波长逐渐接近输入波长，在环形谐振器中吸收的热量增加，导致谐振波长偏移至更高值，如图401所示，每个连续曲线在最小值处都会偏移。换而言之，直至自加热持续增加到热平衡，谐振波长逐渐增加(如曲线图401中的向左箭头所示)。随着自加热大量增加，光环形谐振器的谐振变得不稳定，参见自加热时，如曲线图401中的曲线的突变和/或不对称；实际上，随着自加热效应的增加(即当谐振波长接近输入波长时)，曲线中的间断点变得更陡峭。在这种不稳定状态下，随着移位后的环形谐振波长接近输入波长，反之亦然，光输入功率或光环形谐振器的温度上的波动和/或噪声可能会导致光环形谐振器重新回到“No SH”的位置。
因此，从图3和图4中可明显看出，当没有自加热发生时，通过波长扫频(awavelength sweep)测量的谐振形状通常关于最小值对称。然而，随着光输入信号的光功率增加，并因此导致自发热增加，从而出现了几种影响：如曲线图301、401的每个曲线的最小值的偏移所表示的，光环形谐振器105的谐振波长增加，传输对比加热器温度曲线的偏红侧(red-side)变得不稳定，由上述正反馈不符合预期地阻止了加热器温度曲线向偏红侧(red-side)(在大于谐振波长的波长处)对准。此外，进一步参见如图6和图7中进行说明，当增加和减少加热器功率时会出现滞后，并且，先操作装置101将加热器功率降低到工作温度(而不是增加加热器功率)可以确保装置101在负反馈区域中工作。具体地，参见如下对图6和图7的进一步描述，发生负反馈的区域将根据加热器功率是增加还是减小而改变。例如，当加热器功率减小时，负反馈区域变宽。因此，操控装置101，使得输入波长在谐振波长的偏蓝侧(blue-side)和/或在曲线图303中的平坦斜率部分。
也就是说，通常运行装置101是用来确保由光环形谐振器105调制和/或调谐的光信号的波长小于光环形谐振器105的谐振波长，使得光信号的波长在光环形谐振器105的传递函数曲线的偏蓝侧(blue-side)斜坡(slope)上，和/或在具有负反馈的自加热发生区域，和/或与波长相对的光环形谐振器105的加热功率曲线负反馈区域中。因此，在装置101的工作期间，存在更多的自加热导致谐振波长中的红移(red-shift)和/或红漂移(red-drift)现象，加热器130将调谐到较低温度，以使得谐振波长与输入光信号波长对准一致。因此，调制将不会运行于在曲线图303的平坦斜率处。
具体地，以下将进一步描述，本实施例包括在由自加热引起的谐振波长至少移动10皮米的条件下有意运行的光源144和光环形谐振器105，例如，至少出现在图4的“No SH”曲线及-10dBm曲线之间，当产生自加热时，由光环形谐振器105调制和/或滤波的输入波长在光环形谐振器105的谐振频率的偏蓝侧(blue-side)上。
此外，在光环形谐振器105的偏蓝侧(blue-side)和负反馈区域中调制和/或滤波的光信号为光信号的调制和/或滤波提供了稳定性，因为当外部温度改变时，光环形谐振器105的谐振波长变得不易受外部温度的波动的影响。
现参见图5，图5描绘了非限制性实施例中使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法的流程示意图500。为了辅助对方法500进行说明，将使用装置101举例说明，具体地，比如当控制器120正在执行应用程序126时，由控制器120执行方法500。实际上，方法500是可以配置装置101和/或控制器120的一种实现方式。此外，以下对方法500的说明将便于对装置101及其各种组件和/或控制器120的进一步理解。然而，应当理解，装置101和/或控制器120和/或方法500可以是多种多样的，并且不需要完全按照本文中所述的方式工作，并且这种变化也在本实施方式的保护范围内。
无论如何，要强调的是，方法500不需要以附图所示的确切顺序执行，除非另有说明；同样地，各种流程块可以并行而不用按照顺序执行；因此方法500的元件(elements)在这里被称为“流程框”而不是“步骤”。然而，还应当理解，方法500也可以在装置101的各种变形上实现。
在流程框501中，控制器120控制光源144在自加热将光环形谐振器105的谐振波长移位至少10皮米的功率下产生光信号，自加热包含从光环形谐振器105接收的光信号中吸收的光功率(optical power)。
在流程框503中，在对光环形谐振器105的至少一个光信号进行调制和滤波之前，控制器120控制加热器130加热到光环形谐振器105的谐振波长大于光信号的相应波长时的工作温度。例如，输入波长将在图3的最小曲线的左手侧。实际上，这样的操作避免了当环温度从较低的温度扫频(sweep)到较高的温度时，由自加热滞后导致的传输函数曲线的突变区域和/或正反馈区域。
在流程框503处控制加热器130的工作温度之后，在流程框505处，控制器120通过控制电压控制装置132来对光波导103上的光信号进行至少调制和滤波的两者之一。
在一些实施方式中，加热器将加热器130的温度升高到工作温度以上，并且将温度降回到工作温度可以确保光环形谐振器105的谐振波长大于光信号经光环形谐振器105调制后的波长，假设工作温度与存储在存储器122中的谐振波长查找表等相关。例如，这样的表可以存储加热器130的对应要调制的不同波长的光信号的工作温度。这种表可以进一步通过改变光环形谐振器105的谐振波长而推导(derived)出，并基于在不同波长的自加热产生的传输函数而确定。实际上，由于自加热引起的光环形谐振器105的谐振波长的偏移量可以根据以下的一个或多个因素确定：不同光信号的功率；不同光信号的相应波长；采用加热器130对光环形谐振器105进行加热后的不同温度；以及采用电压控制装置132施加到光环形谐振器105上的不同电压。
在本实施例的任一实现方式中，装置101经操作以在传递函数(a transferfunction)的偏蓝侧(blue-side)上的自加热存在的情况下调制和/或调谐光源144的光学信号，光源144的光学信号低于光环形谐振器105的共振波长(a resonance wavelength)并且高于传递函数相对恒定处的波长。
这在图6中有进一步地标识出，图6表示加热器温度作用下的平均功率(曲线图601、602)、Pavg(平均功率)、消光比(曲线图603、604)、ER(电反射比)和光学品质因数、接收灵敏度(曲线图605、606)、Rec_sen(曲线图605、606)，当没有自加热发生时(左图)和当发生3dBm的自加热时，上述各参数作为光环形谐振器105的加热器温度δ的函数(as a functionof heater temperature delta)(例如，x轴上的“0”表示标准的加热功率)。
应当理解，较低的加热器温度对应于较长的波长(例如较红处(redder))和较低的频率，较高的加热器温度对应于较短的波长(例如较蓝处(bluer))和较高的频率。因此，图6中的每个曲线图的左侧代表偏红侧(red-side)(即较长波长、较短频率)，图6中的每个曲线图的右侧代表偏蓝侧(blue-side)(即较短波长、较高频率)。
当没有自加热发生时，如曲线图601、603、605所示，平均功率、消光比和接收灵敏度关于给定加热器温度(例如约比“0”低0.5度)对称，给定加热器温度对应于光环形谐振器105的谐振波长大约等于光信号的波长的位置。由于传递函数(the transfer function)发生突然变化，曲线603中的消光比在给定加热器温度周围时不稳定，此时，光环形谐振器105的谐振波长大约等于光信号的波长。此外，曲线图605中接收的灵敏度示出了当光环形谐振器105的谐振波长大约等于光信号的波长时光环形谐振器105的狭窄工作区域。换句话说，当没有自加热发生时，存在用于在光环形谐振器105的谐振波长之上和之下调制和/或滤波光信号的两个工作区域，但是每个工作区域与如下所述的发生自加热时的工作区域相比相对较窄。
相反，在自加热的情况下时，曲线图602、604、606中的每一个曲线中都显示光环形谐振器105的滞后特性，正反馈的区域(例如，曲线图602、604的每一个中的间断点)根据温度是升高还是降低而偏移。具体地，在存在自加热的情况下，当加热器温度降低时，曲线图602中的平均功率滞后，当光环形谐振器105的谐振波长大约等于光信号的波长时，平均功率由于自加热而发生突变。然而，随着加热器温度增加，平均功率保持较高，直到超过光环形谐振器105的谐振波长大约等于光信号的波长的区域，自加热突然从该区域的温度进一步跌落(falls off)。
类似地，参见曲线图604中的消光比曲线，当加热器温度增加时，消光比不稳定，同时，参见曲线图606中的接收灵敏度曲线，该区域中的传递函数突然产生变化。当加热器温度降低时，曲线图604中的消光比的稳定区域的变宽，此外，曲线图606中的接收灵敏度显示了比没有自加热和/或加热器温度增加时更宽的工作区域。换句话说，与无自加热时的情景相反，如曲线图606所示，在自加热的状态下存在一个工作区域，这个工作区域用于将光信号调制和/或滤波到光环形谐振器105的谐振波长以下，但是该工作区域比曲线图605中不发生自加热的任一工作区域都宽，并且，当加热器温度降低时，工作区域进一步变宽。
因此，在一些实施例中，在将光环形谐振器105作为调制器和/或滤波器工作之前，加热器130的温度可以增加到高于工作温度以及降低到工作温度。在突变之前，低消光比(例如在“0”)随着从低温到较高温度的温度变化，是由于对齐的每个曲线的传输函数(例如在图3中，输入波长在曲线图301、302的偏红侧(red-side)几乎没有差别)。
接下来参见图7，图7再次描绘了曲线图602、604、606以及分别近似对应于曲线图602、604、606的曲线图702、704、706，但是相对曲线图702、704、706中4dBm的自加热比曲线图602、604、606中的自加热更高。具体地，分别比较曲线图702、704、706中的4dBm自加热与曲线图602、604、606中3dBm自加热，由于自加热从3dBm的自加热增加到至4dBm的自加热，自加热的滞后效应非常明显。换句话说，在4dBm的自加热中将产生更多的热，因此滞后更宽和/或更明显。
然而，比较曲线图606、706中的接收灵敏度，具有4dBm的自加热的工作区域比具有3dBm的自加热的工作区域更宽。因此，自加热可导致更宽的工作区域。
图7还显示出，自加热和/或在自加热的工作条件的加热程度，可以由目标值消光比确定。例如，如图7的曲线图604、704所表明的，每个曲线都有目标工作消光比，该目标工作消光比位于和/或靠近峰值消光比(例如标记为“工作点”处)。在4dBm的输入功率时，为了接近在工作点的消光比，加热器温度必须从高于工作温度的温度降低到工作温度；当加热器温度增加时，由于滞后，将不能达到要求的工作消光比。然而，在3dBm的输入功率时，无论温度是升高还是降低都可以达到工作点。
然而，对于3dBm输入，当通过增加加热器温度达到工作温度时，工作点仍然接近不稳定点(即，负反馈的区域比加热器温度降低时更窄)；因此，如果外部条件改变，则光环形谐振器105的工作可能存在不稳定性。因此，为了充分利用加宽的负反馈区域，可以通过降低温度来达到工作温度。
因此，通常控制光环形谐振器105工作，以使负反馈区域最大化，从而不管自加热的滞后是否存在，都能接近期望的工作消光比。
在任何情况下，如图4中的较高自加热曲线所示，自加热滞后最终将导致传递函数在偏蓝侧(blue-side)具有相对较浅(shallow)的曲线；此外，由接收灵敏度定义的工作区域将变小和/或不存在。因此，具有自加热的工作光环形谐振器105可以限制在由自加热而导致的光环形谐振器105的谐振波长的偏移在大约10皮米以下范围内的区域，由于滞后，即使在两个方向上都使用温度扫频(a temperature sweep)，该区域中工作消光比也不能达到期望值。换句话说，在由于自加热引起的光环形谐振器的谐振波长的一定偏移范围内选择自加热程度(level)，该范围接近光环形谐振器的给定范围，并且与光环形谐振器的温度调节方向无关，例如由消光比和/或使用给定输入波长扫频(heuristic sweeping)光环形谐振器105的加热器温度，并决定(determining)一负反馈区域来确定。
具体地，在一些实施例中，在给定自加热范围内，尽管从高到低调节温度会因为外部条件的改变而使稳定性降低到最小，但是加热器温度作用下的光环形谐振器105的消光比的峰值在滞后区域之外，并且控制器120可以进一步配置为控制加热器130从高温到低温方向调节至工作温度或者从低温到高温方向调节至工作温度。另外，在给定自加热范围内，加热器温度作用下的光环形谐振器105的消光比的峰值可以在滞后区域之内，并且控制器120可以进一步配置为控制加热器从高于工作温度的温度扫频(sweeping)至工作温度。
实际上，自加热的上限取决于要调制和/或滤波的光信号的波长以及光环形谐振器105的物理和材料特性。例如，尽管本实施例中采用的是硅材料制成的光环形谐振器105，但是光环形谐振器105还可由其他不同于硅，但具有自加热特性的材料制成。
本领域的技术人员应当理解，在一些实例中，装置101的功能可以使用预编程的硬件或固件元件(例如专用集成电路(ASIC)，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等)或其它相关元器件。在其他实施例中，计算装置101的功能可以通过计算设备实现访问代码存储器(图中未标示出)，该代码存储器存储用于驱动计算设备工作的可读计算机程序代码。可读计算机程序代码可以存储在固定、有形或直接可读(例如可移动磁盘、CD-ROM、ROM、固定盘、USB驱动器)的计算机可读存储介质中。此外，应当理解，计算机可读程序可以被存储为包括计算机可用介质的计算机程序产品。另外，永久性存储设备包括计算机可读程序代码。进一步地，还应当理解，计算机可读程序代码和/或计算机可用介质包括非暂时性计算机可读程序代码和/或非暂时性计算机可用介质。或者，计算机可读程序代码可远程存储，但可通过传输介质连接到网络(包括但不仅限于因特网)，从而传输至调制解调器或组件中的其他接口装置。传输介质可以是非移动介质(例如光和/或数字和/或模拟通信线路)或移动介质(例如射频(RF)、微波、红外、自由空间光学或其他传输方案)或上述的组合形式。
本领域的技术人员应当理解，上述实施例仅是本发明的一个或多个实施例，在实施例的基础上还存在更多优选修改和实施方式，并且本发明的保护范围仅受权利要求书限定。

Claims (16)

1.一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，包括：
光源，配置为产生光信号；
光波导，配置为接收并输送来自所述光源的光信号；
光环形谐振器，其耦合到所述光波导，所述的光环形谐振器配置为：从所述光波导接收所述光信号；以及，对所述光波导上的光信号至少进行调制和滤波两者之一；
加热器，放置于加热所述光环形谐振器处；
电压控制装置，放置于改变所述光环形谐振器两端的电压处；以及，控制器，其与所述光源、加热器、电压控制装置进行通讯，所述控制器配置为：
控制所述光源在自加热使所述光环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的功率下产生所述光信号，所述自加热包含吸收在所述光环形谐振器中来自接收的所述光信号的光功率；以及，
在对所述光环形谐振器的光信号进行至少调制和滤波两者之一之前，控制所述加热器加热到所述光环形谐振器的谐振波长大于所述光信号的相应波长时的工作温度；在一给定的自加热水平处，加热器温度作用下的所述光环形谐振器的消光比的峰值在一滞后区域之外，并且所述控制器进一步配置为控制所述加热器至所述工作温度，以高到低的温度调节方向或从低到高的温度调节方向。
2.根据权利要求1所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，其特征在于，在所述工作温度下，所述光信号的相应波长在所述光环形谐振器的谐振曲线的蓝色边缘上。
3.根据权利要求1所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，其特征在于，由于自加热引起的光环形谐振器的谐振波长的偏移在一个范围内，所述范围接近所述光环形谐振器的给定范围，并且与光环形谐振器的温度调节方向无关。
4.根据权利要求1所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，其特征在于，所述的控制器还进一步配置为控制所述加热器至所述工作温度，通过从高于所述工作温度的温度扫频到工作温度。
5.根据权利要求1所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，其特征在于，由于所述自加热引起的所述光环形谐振器的偏移的谐振波长是根据以下的一个或多个因素确定：所述光信号的不同的功率；所述光信号的不同的相应波长；利用所述加热器的所述光环形谐振器的不同温度；以及利用所述电压控制装置的应用于所述光环形谐振器上的不同电压。
6.根据权利要求1所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，其特征在于，所述光源包括激光器和相干光源中的一个或多个。
7.根据权利要求1所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，其特征在于，所述的光波导和所述光环形谐振器由光子集成电路和硅光子集成电路中的一个或多个构成。
8.根据权利要求1所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器装置，其特征在于，所述的控制器进一步配置为在控制所述加热器到所述工作温度之后，对所述光波导上的所述光信号至少进行调制和滤波两者之一。
9.一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法，包括使用控制器控制光源在自加热使光环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的功率下以产生光信号，所述自加热包含吸收在所述光环形谐振器中来自接收的所述光信号的光功率，所述控制器、所述光源和所述光环形谐振器是装置的组件，该装置包括：所述光源，配置为产生光信号；光波导，配置为接收并输送来自所述光源的光信号；所述光环形谐振器，其耦合到所述光波导，所述光环形谐振器配置为：从所述光波导接收所述光信号；以及，对所述光波导上的光信号至少进行调制和滤波两者之一；加热器，放置于加热所述光环形谐振器处；电压控制装置，放置于改变所述光环形谐振器两端的电压处；以及，所述控制器，其与所述光源、加热器、电压控制装置进行通讯；以及，在对所述光环形谐振器的光信号进行至少调制和滤波两者之一之前，使用所述控制器控制所述加热器加热到所述光环形谐振器的谐振波长大于所述光信号的相应波长时的工作温度，在一给定的自加热水平处，加热器温度作用下的所述光环形谐振器的消光比的峰值在一滞后区域之外，以及使用所述控制器控制所述加热器至所述工作温度，以高到低的温度调节方向或从低到高的温度调节方向。
10.根据权利要求9所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法，其特征在于，在所述工作温度下，所述光信号的相应波长在所述光环形谐振器的谐振曲线的蓝色边缘上。
11.根据权利要求9所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法，其特征在于，由于自加热引起的光环形谐振器的谐振波长的偏移在一个范围内，所述范围接近所述光环形谐振器的给定范围，并且与光环形谐振器的温度调节方向无关。
12.根据权利要求9所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法，其特征在于，进一步包括使用控制器控制所述加热器至所述工作温度，通过从高于工作温度的温度扫频到所述工作温度。
13.根据权利要求9所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法，其特征在于，由于所述自加热引起的所述光环形谐振器的偏移的谐振波长是根据以下的一个或多个因素确定：所述光信号的不同的功率；所述光信号的不同的相应波长；使用所述加热器的所述光环形谐振器的不同温度；以及利用所述电压控制装置的应用于所述光环形谐振器上的不同电压。
14.根据权利要求9所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法，其特征在于，所述的光源包括激光器和相干光源中的一个或多个，以及所述光波导和光形谐振器由光子集成电路和硅光子集成电路中的一个或多个构成。
15.根据权利要求9所述的一种使用自加热稳定性调谐环形谐振器的方法，其特征在于，进一步包括在控制所述加热器到工作温度之后，对所述光波导上的所述光信号进行调制和过滤两者之一。
16.一种存储计算机程序的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，所述计算机程序的执行用于：
使用控制器控制光源在自加热使光环形谐振器的谐振波长偏移至少10皮米的功率下以产生光信号，所述自加热包含吸收在所述光环形谐振器中来自接收的所述光信号的光功率，所述控制器、所述光源和所述光环形谐振器是装置的组件，该装置包括：所述光源，配置为产生光信号；光波导，配置为接收并输送来自所述光源的光信号；所述光环形谐振器，其耦合到所述光波导，所述的光环形谐振器配置为：从所述光波导接收所述光信号；以及，对所述光波导上的光信号至少进行调制和滤波两者之一；加热器，放置于加热所述光环形谐振器处；电压控制装置，放置于改变所述光环形谐振器两端的电压处；所述控制器，其与所述光源、加热器、电压控制装置进行通讯，以及，
在对所述光环形谐振器的光信号进行至少调制和滤波两者之一之前，使用所述控制器控制所述加热器加热到所述光环形谐振器的谐振波长大于所述光信号的相应波长时的工作温度，在一给定的自加热水平处，加热器温度作用下的所述光环形谐振器的消光比的峰值在一滞后区域之外，以及使用所述控制器控制所述加热器至所述工作温度，以高到低的温度调节方向或从低到高的温度调节方向。
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