CN107924074B - 高阶数字光调制器中电串扰的减小 - Google Patents

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Abstract

一种数字光调制器(200)，包括：波导，包括多个光路；以及多个移相器段(208‑222)，每个光学耦合到来自所述多个光路的光路，被配置以响应于电驱动信号调制所述多个光路中承载的光以生成调制光，所述多个移相器段中的至少两个具有相同的长度。一种数字光调制器(200)，包括：第一波导臂(204)，包括第一端(228)和第二端(224)；第一多个移相器段(208‑222)，所述第一多个移相器段(208‑222)中长度相同的至少两个与所述第一波导臂(204)光学耦合；以及第二波导臂(206)，在所述第一端(228)和所述第二端(224)处与所述第一波导臂(204)光学耦合。

Description

高阶数字光调制器中电串扰的减小
相关申请的交叉引用
本申请要求获得于2015年8月21日提交的名称为“高阶数字光调制器中电串扰的减小”的14/832,840号美国非临时专利申请的优先权和权益，其全部内容特此通过引用如同再现并入本申请。
背景技术
包括高带宽光学互连的光学系统采用光学链路以使用光纤将高阶波形从发送器传送到接收器。包括高带宽光学互连的光学系统的示例可以包括但不限于数据中心，计算机集群，光背板，城域密集波分复用(DWDM)，长距离DWDM，无源光网络(PON)，城域光传输网络，长距离光传输，计算机互连和用于无线系统的回程。发送器包括被配置以将多位直接数字驱动转换为光波形的数字驱动光调制器。光调制器的示例包括但不限于多段马赫-曾德干涉仪调制器和多段电吸收调制器。光调制器包括多个移相器段，并且被配置以使得每个移相器段由数字位流驱动以产生期望的光波形。
现有的光调制器在移相器段之间使用二的幂的长度缩减关系，其中从最高有效位(MSB)到最低有效位(LSB)，每个后续移相器段是先前移相器段的长度的一半。例如，在八位光振幅调制器中，MSB移相器段比LSB移相器段长128倍。LSB是二进制数中具有最小值的位的位置。MSB是二进制数中具有最大值的位的位置。现有的光调制器聚焦在数模转换的线性和驱动电压的优化上。这些光调制器将相同的驱动电压施加到所有移相器段。
因为移相器段是电驱动的，所以在移相器段之间发生电串扰。电串扰是由于干扰源移相器段上的电压的变化而在受干扰方移相器段上感应的电压。电串扰作用于受干扰方移相器段以产生寄生光学相位变化。受干扰方移相器段的长度确定寄生光学相位变化的大小。实质上，受干扰方移相器段的长度放大了来自干扰源移相器段的电串扰。结果，最坏的情况是从LSB移相器段到MSB移相器段的电串扰，因为MSB移相器段非常长。电串扰减少了称为有效位数(ENOB)的可解析位数。随着高阶调制的波特率增加，较低有效位被电串扰所淹没，并且由于发送器中的电串扰而造成的损失变得更加重要。期望调制器支持高阶调制，同时减小电串扰的影响。
发明内容
在一个实施例中，本公开包括数字光调制器，包括：波导，包括多个光路；以及多个移相器段，每个都光学耦合到来自所述多个光路的光路，被配置以响应于电驱动信号，调制所述多个光路中承载的光以生成调制光，所述多个移相器段中的至少两个具有相同的长度。
在另一个实施例中，本公开包括一种数字光调制器，包括：第一波导臂，包括第一端和第二端；第一多个移相器段，所述第一多个移相器段中长度相同的至少两个与所述波导臂光学耦合；以及第二波导臂，在所述第一端和所述第二端处与所述第一波导臂光学耦合。
在另一实施例中，本公开包括一种数字光调制器，包括：第一波导臂，被配置以在第一端接收光并且在第二端输出调制光；以及第一多个移相器段，其中所述第一多个移相器段中长度相同的至少两个光学耦合到所述第一波导臂，并被配置以响应于数字电驱动信号来调制所述光以生成所述调制光。
从结合附图和权利要求的以下详细描述中将更清楚地理解这些和其它特征。
附图说明
为了更完整地理解本公开，现在结合附图和详细描述，参考以下简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部分。
图1为光学互连的实施例的示意图。
图2是数字光调制器的实施例的示意图。
图3是具有单驱动臂的数字光调制器的实施例的示意图。
图4是具有双驱动臂的数字光调制器的实施例的示意图。
图5是64-QAM数字光调制器的实施例的示意图。
图6是64-QAM星座的实施例的星座图。
图7是用于数字光调制器的光调制方法的实施例的流程图。
图8是用于制造数字光调制器的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
首先应该理解，尽管下文提供了一个或更多个实施例的说明性实现方式，所公开的系统和/或方法无论是当前已知的还是已存在的都可以使用任何数量的技术来实现。本公开不应以任何方式限于以下所示的说明性实施方式，附图和技术，包括本文所示出和描述的示例性设计和实施方式，而是可以在所附权利要求的范围及其等同物的全部范围内进行修改。
本文公开了用于光调制器和用于光学调制的各种实施例。在一个实施例中，光调制器被配置以减小施加到LSB移相器段的驱动电压并且增加LSB移相器段的长度。例如，LSB移相器段可以被配置为具有比在现有光调制器中长20倍的长度。此外，LSB移相器段可以被配置以使用施加到MSB移相器段的
Figure BDA0001579924540000021
的驱动电压。减小施加到LSB移相器段的驱动电压并增加LSB移相器段的长度，这减少了MSB移相器段经受的电串扰的量。特别地，降低了从LSB移相器段到MSB移相器段的电串扰。LSB移相器段的长度较短，对光调制器的总长度没有重大影响。增加LSB移相器段的长度导致整个光调制器尺寸最小的增加。
图1为光学互连100的实施例的示意图。光学互连100包括使用光纤114在光发送器104和光接收器106之间的光连接102。光学互连100被配置以将数据从光发送器104发送到光接收器106。光学互连100可能如所示出的那样配置或者如本领域的普通技术人员在查看本公开时将理解的任何其它合适的配置而配置。
光发送器104被配置以获得数据108，使用数字电驱动信号对数据108进行编码，并且根据编码的数据发送调制光。调制光可携带数字信息或数字数据。光发送器104包括与数字光调制器112电耦合的编码器110和与数字光调制器112光学耦合的光源122。编码器110被配置以获得数据108，对数据108进行编码，并使用数字电驱动信号将经编码的数据输出到数字光调制器112。编码器110也可以被称为电驱动器。光源122被配置以向数字光调制器112提供光。光源122的示例包括但不限于激光器。数字光调制器112被配置以接收数字电驱动信号，根据数字电驱动信号调制光，并将调制光输出到数字光接收器116。数字光调制器112是输出经数字调制的光的数字驱动高阶光调制器。数字光调制器112的示例可包括但不限于多段马赫-曾德干涉仪调制器和多段电吸收调制器。数字光调制器112被配置以实现本领域普通技术人员在查看本公开后将理解的任何合适的调制方案。例如，数字光调制器112被配置以实现调制方案，包括但不限于正交振幅调制(QAM)，16-QAM，32-QAM，64-QAM，128-QAM，偏移四相相移键控(OQPSK)，离散多频(DMT)，正交频分复用(OFDM)，脉冲振幅调制(PAM)，PAM-4，PAM-8和PAM-16。此外，调制方案可包括但不限于非相干调制方案，相干调制方案和包括偏振编码的调制方案。光纤114被配置以将来自数字光发送器104的调制光发送到数字光接收器106。所述光是高阶数字调制光。
光接收器106被配置以接收调制光，解码调制光，并且从解码的调制光获得数据。光接收器106包括电耦合到解码器118的数字光接收器116。数字光接收器116被配置以接收调制光，对光进行解调，并根据解调的光输出电信号。解码器118被配置以接收电信号，解码电信号，并输出解码数据120。
图2是具有马赫-曾德干涉调制器形式的数字光调制器200的实施例的示意图。数字光调制器200可以像图1中的数字光调制器112类似地配置。数字光调制器200是八位数字光振幅调制器，其可以产生诸如PAM编码波形的振幅调制波形。数字光调制器200被配置以接收光和数字电驱动信号，根据数字电驱动信号调制光，并输出作为调制光的光信号。数字光调制器200包括基板(例如，硅基板)270，其包括移相器段208-222，输入波导202，第一波导臂204，第二波导臂206和输出波导226。数字光调制器200可以如图所示配置或可以以任何其它合适的方式进行配置。例如，数字光调制器200可以包括任何合适数量的移相器段。
输入波导202例如经由分光器(未示出)在第一波导臂204和第二波导臂206的第一端228处光学耦合到第一波导臂204和第二波导臂206。在一个实施例中，第一波导臂204和第二波导臂206基本上彼此平行。输入波导202被配置以将来自光源的光(例如，连续波光)导向第一波导臂204和第二波导臂206。光源可以以类似于图1中的光源122进行配置。例如，光源可以是激光器。输出波导226例如经由光组合器(未示出)在第一波导臂204和第二波导臂206的第二端224处与第一波导臂204和第二波导臂206光学耦合。输出波导226被配置以将经调制的光引导并输出到例如光纤。
第一波导臂204被称为驱动臂并且包括移相器段208-222。第二波导臂206被称为空闲臂并且不包括移相器段。移相器段208-222与第一波导臂204电光学耦合。移相器段208-222被配置以在电极(例如，电触点)250-264处从电驱动器，例如从编码器接收数字电驱动信号，并且根据数字电驱动信号调制光。例如，移相器段208-222被配置以响应于数字电驱动信号而改变第一波导臂204的一部分的折射率。改变第一波导臂204的折射率，这改变了在第一波导臂204内传送的光的光功率的相位，其借助于光组合器可引起输出波导226中输出的调制光的光功率或光相位的变化。
移相器段208是MSB移相器段，且移相器段222是LSB移相器段。来自MSB移相器段的一个或更多个后续的移相器段可以被称为MSB移相器段。类似地，来自LSB移相器段的一个或更多个后续移相器段可以被称为LSB移相器段。移相器段208-222被配置以使得MSB移相器段使用二的幂的长度缩减关系，其中每个后续移相器段是先前移相器段的长度的一半，并且LSB移相器段不遵循二的幂的长度缩减关系。LSB移相器段中的两个或更多个具有相同的长度。如果a表示对应于移相器段的位的位置，则MSB可被标识为a＝0，且对于8位调制器，LSB可被标识为a＝7。
移相器段208-222可以被配置具有任何合适的长度。作为示例，移相器段208-222被配置以使得用于位a＝0-3的移相器段具有长度
Figure BDA0001579924540000041
并且对于位a＝4-7的移相器段具有长度
Figure BDA0001579924540000042
其中L0是MSB移相器的长度。L0由电驱动信号的期望振幅和移相器中取决于移相器段的物理参数的电光效应的强度确定。L0的典型值在100微米(μm)至5毫米(mm)的范围内。因此，位0的移相器段具有长度L0，位1的移相器段具有长度
Figure BDA0001579924540000043
L0，位2的移相器段具有长度
Figure BDA0001579924540000044
L0，位3的移相器段具有长度
Figure BDA0001579924540000045
L0，并且位4-7的移相器段具有长度
Figure BDA0001579924540000046
L0。
此外，移相器段208-222被配置以使得MSB移相器段接收相同的数字电驱动电压，而LSB移相器段不接收相同的数字电驱动电压。在实施例中，LSB移相器段接收二的幂的数字电驱动源电压减小关系，其中每个后续移相器段接收先前移相器段的数字电驱动电压的一半。例如，移相器段208-222被配置以使得位a＝0-3的移相器段接收V。伏的数字电驱动电压，并且位a＝4-7的移相器段接收
Figure BDA0001579924540000047
伏的数字电驱动电压。如此，位0-3的移相器段接收Vo伏的数字电驱动电压，位4的移相器段接收
Figure BDA0001579924540000048
伏的数字电驱动电压，位5的移相器段接收
Figure BDA0001579924540000049
伏的数字电驱动电压，位6的移相器段接收
Figure BDA00015799245400000410
伏的数字电驱动电压，并且位7的移相器段接收
Figure BDA00015799245400000411
伏的数字电驱动电压。移相器段208-222可以被配置以接收任何合适的数字电驱动电压。在LSB移相器段的两个或更多个具有相同长度并且其中不同的数字电驱动电压水平被施加到移相器段208-222中的至少一些的这种配置中，数字光调制器200能够减少电串扰的影响并且可以产生接近理论相移差的实际相移差。在其中LSB移相器段的两个或更多个具有相同长度并且其中不同的数字电驱动电压水平被施加到移相器段208-222中的至少一些的这种配置中，数字光调制器200能够减小电串扰并且可以产生接近理论相移差的实际相移差。
由位a的移相器段感应的相移可以表示为：
Figure BDA00015799245400000412
其中K是取决于移相器段的物理参数的相移段常数，Va是位a的移相器段的数字电驱动电压，Sa是位a的移相器段上的数字电驱动信号，La是位a的移相器段的长度。数字电驱动电压对于位值为1的电压为Va，对于位值为0的电压为零。包括来自位b处的另一移相器段的电串扰的移相器段上的相移可以表示为：
Figure BDA0001579924540000051
并且总相移可以表示为：
Figure BDA0001579924540000052
其中Xba是位b处的移相器段与位a处的移相器段之间的电串扰，Vb是位b的移相器段的数字电驱动电压，Sb是位b的移相器段上的数字电驱动信号，Lb是位b的移相器段的长度。
作为示例，数字光调制器200从第一驱动模式10000000转换到第二驱动模式10000001。理论相移差为
Figure BDA0001579924540000053
数字光调制器200的实际相移差为：
Figure BDA0001579924540000054
其可以重写为：
Figure BDA0001579924540000055
数字光调制器200的实际相移差比理论相移差大大约1.27倍。因此，实际相移差接近于理论相移差，并且接近LSB的大小。在该示例中，8位调制器的期望的位的数量是8，有效位数(ENOB)是log2(28/1.27)＝7.6位，其接近期望的位数量。因此，与现有光调制器相比，MSB移相器段和LSB移相器段之间的电串扰的影响显著减少。
在一个实施例中，每个移相器段208-222可能是行波移相器。行波移相器包括多个电极，其被布置为基本上平行于光波导，使得每个位的数字电驱动信号沿着电极以与沿着光波导传播的光基本相同的速度传播，使得数字电驱动信号和光信号保持同相，并且当光传播通过行波移相器时产生调制效果。
在另一实施例中，每个移相器段208-222可以是集总元件移相器。集总元件移相器包括多个电极，该多个电极基本上平行于光波导布置，使得每个电极包括长度可能相等并且相对于移相器的长度可以较短的分部。移相器段的每个分部可以被配置以接收相同的数字电驱动电压。分部可以被配置以在时间上顺序地被驱动，使得对于移相器段的所有分部，位的数字电驱动信号和沿着光波导传播的光以相同的相位交互。因此，数字电驱动信号通过被顺序地施加到每个分部上而沿着移相器段移动，使得数字电驱动信号和光保持同相，并且当光传播通过集总元件移相器时产生调制效果。
在另一实施例中，移相器段208-222可被配置为行波移相器和集总元件移相器的组合。例如，MSB移相器段可以被配置为行波移相器，LSB移相器段可以被配置为集总元件移相器。可替代地，移相器段20g-222可以使用任何其它合适类型或配置的移相器来配置，其将为所属领域的技术人员在阅读本发明后所了解。
数字光调制器200的实现可以包括但不限于，马赫-曾德硅光调制器，使用表现出电光泡克耳斯效应的材料(例如，铌酸锂)的马赫-曾德调制器，使用III-IV族半导体(例如磷化铟和砷化镓)的马赫-曾德调制器，使用硅锗的马赫-曾德调制器，使用III-IV族半导体的电吸收，使用硅-锗的电吸收调制器，以及包括推挽式电极排列的调制器，所述推挽式电极排列包括以相反极性驱动的两个驱动臂。
图3是具有单驱动臂的数字光调制器300的实施例的示意图。数字光调制器300可以像图1中的数字光调制器112类似地配置。数字光调制器300是四位数字光调制器。数字光调制器300被配置以接收光和数字电驱动信号，根据数字电驱动信号调制光，并输出作为调制光的光信号。数字光调制器300包括基板370，其包括移相器段308-314，输入波导302，第一波导臂304，第二波导臂306和输出波导316。数字光调制器300可以如图所示配置或可以以任何其它合适的方式进行配置。
输入波导302例如经由分光器(未示出)在第一波导臂304和第二波导臂306的第一端318处与第一波导臂304和第二波导臂306光学耦合。在一个实施例中，第一波导臂304和第二波导臂306基本上彼此平行。输入波导302被配置以将来自光源的光引导到第一波导臂304和第二波导臂306。输出波导316例如经由光组合器(未示出)在第一波导臂304和第二波导臂306的第二端320处与第一波导臂304和第二波导臂306光学耦合。输出波导316被配置以将调制光引导并输出到例如光纤。第一波导臂304被称为驱动臂，第二波导臂306被称为空闲臂。
移相器段308-314与第一波导臂304电光学耦合。移相器段308-314被配置以在电极350-356处从电驱动器接收数字电驱动信号，并且根据数字电驱动信号调制光。移相器段308是MSB移相器段，移相器段314是LSB移相器段。移相器段308-314被配置以使得LSB移相器段的两个或更多个具有相同的长度。此外，移相器段308-314被配置以使得不同的数字电驱动电压水平被施加到移相器段308-314中的至少一些。例如，移相器段308被配置为具有长度L。，并且在电极350处接收V。伏的驱动信号电压。移相器段310被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000061
并且在电极352处接收V。伏的数字电驱动信号电压。移相器段312被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000062
并且在电极354处接收
Figure BDA0001579924540000063
伏的数字电驱动信号电压。移相器段314被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000064
并且在电极356处接收
Figure BDA0001579924540000065
伏的数字电驱动信号电压。移相器段308-314可以配置具有任何合适的长度。此外，移相器段308-314可以被配置以接收任何合适的数字电驱动电压。第二波导臂306不包括移相器段并且不被配置为对光进行调制。第二波导臂306被配置以将光从输入波导302引导到输出波导316。
在其中LSB移相器段的两个或更多个具有相同的长度，并且其中不同的数字电驱动电压水平被施加到移相器段308-314中的至少一些的这样的配置中，数字光调制器300可以减小电串扰的影响。数字光调制器300的实际相移差接近于理论相移差并且接近于LSB的大小。与现有光调制器相比，MSB移相器段和LSB移相器段之间的电串扰的影响显著减小。
数字光调制器300的实现方式可以包括但不限于，马赫-曾德硅光调制器，使用表现出电光泡克耳斯效应的材料(例如，铌酸锂)的马赫-曾德调制器，使用III-IV族半导体(例如磷化铟和砷化镓)的马赫-曾德调制器，使用硅锗的马赫-曾德调制器，使用III-IV族半导体的电吸收调制器，使用硅-锗的电吸收调制器，以及包括推挽式电极排列的调制器，所述推挽式电极排列包括以相反极性驱动的两个驱动臂。
图4是具有双驱动臂的数字光调制器400的另一个实施例的示意图。具有双驱动臂的数字光调制器可以提供比具有单个驱动臂的数字调制器更少的光损耗。数字光调制器400可以像图1中的数字光调制器112类似地配置。数字光调制器400是四位数字光调制器。数字光调制器400被配置以接收光和数字电驱动信号，根据数字电驱动信号调制光，并输出作为调制光的光信号。数字光调制器400包括基板470，基板470包括输入波导402，移相器段406A-412A，第一波导臂404A，移相器段406B-412B，第二波导臂404B和输出波导414。数字光调制器400可以如图所示配置或可以以任何其它合适的方式进行配置。
输入波导402例如经由分光器(未示出)在第一波导臂404A和第二波导臂404B的第一端418处与第一波导臂404A和第二波导臂404B光学耦合。在一个实施例中，第一波导臂404A和第二波导臂404B基本上彼此平行。输出波导414例如经由光组合器(未示出)在第一波导臂404A和第二波导臂404B的第二端420处与第一波导臂404A和第二波导臂404B光学耦合。第一波导臂404A和第二波导臂404B都被配置为驱动臂。
移相器段406A-412A电光学耦合到第一波导臂404A。移相器段406A-412A被配置以在电极450A-456A处从电驱动器接收数字电驱动信号，并且根据数字电驱动信号调制光。移相器段406A是MSB移相器段，移相器段412A是LSB移相器段。移相器段406A-412A被配置以使得LSB移相器段的两个或更多个具有相同的长度。此外，移相器段406A-412A被配置以使得不同的数字电驱动电压水平被施加到移相器段406A-412A中的至少一些。例如，移相器段406A被配置为具有长度Lo，并且在电极450A处接收Vo伏的数字电驱动信号电压。移相器段408A被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000071
并且在电极452A处接收Vo伏的数字电驱动信号电压。移相器段410A被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000072
并且在电极454A处接收
Figure BDA0001579924540000073
伏的数字电驱动信号电压。移相器段412A被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000074
并且在电极456A处接收
Figure BDA0001579924540000075
伏的数字电驱动信号电压。移相器段406A-412A可以配置具有任何合适的长度。此外，移相器段406A-412A可以被配置以接收任何合适的数字电驱动电压。
第二波导臂404B被配置以形成第一波导臂404A的镜像。例如，移相器段406B-412B与第二波导臂304B电光学耦合。移相器段406B-412B被配置以在电极450B-456B处从电驱动器接收数字电驱动信号，并且根据数字电驱动信号调制光。移相器段406B是MSB移相器段，移相器段412B是LSB移相器段。移相器段406B-412B被配置以使得LSB移相器段的两个或更多个具有相同的长度。此外，移相器段406B-412B被配置以使得不同的数字电驱动电压水平被施加到移相器段406B-412B中的至少一些上。例如，移相器段406B被配置以具有长度Lo，并且在电极450B处接收Vo伏的数字电驱动信号电压。移相器段408B被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000076
并且在电极452B处接收Vo伏的数字电驱动信号电压。移相器段410B被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000081
并且在电极454B处接收
Figure BDA0001579924540000082
伏的数字电驱动信号电压。移相器段412B被配置以具有长度
Figure BDA0001579924540000083
并且在电极456B处接收
Figure BDA0001579924540000084
伏的数字电驱动信号电压。移相器段406B-412B可以被配置以任何合适的长度。此外，移相器段406B-412B可以被配置以接收任何合适的数字电驱动电压。在实施例中，移相器段406B-412B可以被配置以接收与在移相器段406A-412A处接收的数字电驱动信号振幅相等但极性相反的数字电驱动电压。在另一个实施例中，移相器段406B-412B可以具有不同的长度或以与对应的相应的移相器段406A-412A所不同的驱动电压来驱动，并且数字电驱动信号在第一波导臂404A和第二波导臂404B之间可以不同，使得有效位数大于一个臂中的段的数量，从而实现高阶模拟调制。在另一实施例中，第二波导臂404B中的移相器段的数量可以不同于第一波导臂404A中的移相器段的数量。
在其中同一驱动臂上的LSB移相器段的两个或更多个具有相同的相移段长度，并且其中不同的数字电驱动电压水平被施加到移相器段406A-412A和406B-412B中的至少一些的这种配置中，数字光调制器400能够减小电串扰的影响。数字光调制器400的实际相移差接近于理论相移差，并且接近LSB的大小。与现有光调制器相比，MSB移相器段和LSB移相器段之间的电串扰的影响显著减小。
数字光调制器400的实现可以包括但不限于，马赫-曾德硅光调制器，使用表现出电光泡克耳斯效应的材料(例如，铌酸锂)的马赫-曾德调制器，使用III-IV族半导体(例如磷化铟和砷化镓)的马赫-曾德调制器，使用硅锗的马赫-曾德调制器，使用III-IV族半导体的电吸收，使用硅-锗的电吸收调制器，以及包括推挽式电极排列的调制器，所述推挽式电极排列包括以相反极性驱动的两个驱动臂。
图5是64-QAM数字光调制器500的实施例的示意图。数字光调制器500可以如图1中的数字光调制器112类似地配置。数字光调制器500被配置以接收光和数字电驱动信号，以根据数字电驱动信号调制光，并且输出光信号作为诸如64-QAM星座的振幅和相位星座中的调制光。数字光调制器500被配置以使用分别施加到六个移相器段上的6位数字电字(electrical word)来编码和输出64-QAM信号。
数字光调制器500包括波导506，移相器段508A，508B，508C，508D，508E和508F以及静态移相器段510。数字光调制器500可以如图所示配置或可以以任何其它合适的方式进行配置。波导506被配置以在第一端502接收光并且在第二端504输出经调制的光。波导506包括使用光组合器和分光器彼此光学耦合的多个光路。波导506经由多个光路光学耦合到移相器段508A-508F和静态移相器段510。移相器段508A-508F可以被配置为均由数字电字的位所驱动的高速调制移相器段。移相器段508A-508F被配置以使得移相器段508A为MSB，并且移相器段508F为LSB。数字光调制器500被配置以使得LSB移相器段的一个或更多个的长度514可以比MSB移相器段的一个或更多个的长度512更长。移相器段508A-508F还可以被配置以使得LSB移相器段的两个或更多个具有相同的长度。在一个实施例中，移相器段508A-508F被配置以使得MSB移相器段使用二的幂的长度缩减关系，其中每个后续移相器段是先前移相器段的长度的一半，并且LSB移相器段不遵循二的幂的长度缩减关系。在一实施例中，移相器段508A-508F被配置以使得MSB移相器段接收相同的数字电驱动电压，并且LSB移相器段不接收相同的数字电驱动电压。在另一实施例中，LSB移相器段被配置以接收二的幂的数字电驱动源电压减小关系，其中每个后续移相器段接收先前移相器段的数字电驱动电压的一半。LSB移相器段也可以由比MSB移相器段更低的数字电驱动电压来驱动。静态移相器段510被配置以期望的相对相位和振幅组合来组合移相器段508A-508F的输出，以创建各种星座图案。
图6是64-QAM星座的实施例的星座图600。星座图600描绘了由使用诸如64-QAM的数字调制方案的数字光调制器调制的信号。数字光调制器与图2中的数字光调制器200，图3中数字光调制器300，图4中数字光调制器400或图5中数字光调制器500类似地配置。轴602表示同相(I)轴，而轴604表示正交(Q)轴。星座图600包括64个星座点606。每个星座点606与对应于星座图600内的位置的6位值相关联。
图7是数字光调制器的光调制方法700的实施例的流程图。方法700在光学互连(例如，图1中的光学互连100)中实现以产生作为调制光的光信号。获得包括波导臂和多个移相器段的数字光调制器。波导臂与多个移相器段电光学耦合。在一个实施例中，数字光调制器与图2中的数字光调制器200，图3中数字光调制器300，或图4中数字光调制器400类似地配置。在步骤702，在波导臂处接收光。在步骤704，在移相器段的电极处接收数字电驱动信号。例如，数字电驱动信号是施加到移相器段的电极的二进制字，数字字(word)或位串(bitstring)。数字电驱动信号可以基本上同时被移相器段的所有电极接收。数字电驱动信号包括两个或更多个驱动电压水平。例如，第一数字电驱动电压水平被施加到LSB移相器段，并且第二数字电驱动电压被施加到MSB移相器段。第一数字电驱动电压可以是比第二数字电驱动电压水平更低的电压水平。在步骤706，根据数字电驱动信号调制光。移相器段被配置以响应于数字电驱动信号而改变波导臂的折射率。改变波导臂的折射率，这改变了光的光功率的相位，从而产生调制光。调制光从波导臂和数字光调制器发射。
图8是用于制造数字光调制器的方法800的实施例的流程图。在一个实施例中，数字光调制器与图2中的数字光调制器200，图3中数字光调制器300，或图4中数字光调制器400类似地配置。在步骤802，提供包括波导臂的基板。在步骤804，多个移相器段与波导臂电光学耦合。移相器段被配置以使得MSB移相器段使用二的幂的长度缩减关系，其中每个后续移相器段是先前移相器段的长度的一半，并且LSB移相器段不遵循二的幂的长度缩减关系。LSB移相器段的两个或更多个具有相同的长度。此外，移相器段被配置以使得MSB移相器段接收相同的数字电驱动电压，而LSB移相器段不接收相同的数字电驱动电压。LSB移相器段接收二的幂的数字电驱动源电压减小关系，其中每个后续移相器段接收先前移相器段的数字电驱动电压的一半。因此，施加到LSB移相器段的电压水平比施加到MSB移相器段的电压水平低。
尽管在本公开中提供了若干实施例，但应当理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，所公开的系统和方法可以以许多其它具体形式来具体体现。呈现的示例被认为是说明性的而不是限制性的，并且意图不限于本文给出的细节。例如，各种元件或组件可以组合或集成在另一个系统中，或者某些特征可以省略或不实现。
另外，在各种实施例中被描述和示出为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以在不脱离本公开的范围的情况下与其他系统、模块、技术或方法进行组合或集成。被示出或讨论为耦合或直接耦合或彼此通信的其它术语可以通过一些接口，设备或中间组件，以无论是电的，机械的还是其它的方式进行间接耦合或通信。在不脱离本文所公开的精神和范围的情况下，可以由本领域技术人员确定其他改变，替换和变更的示例。

Claims (15)

1.一种数字光调制器，包括：
波导，包括多个光路；以及
多个移相器段，每个光学耦合到来自所述多个光路的光路，被配置以响应于电驱动信号，调制所述多个光路中承载的光以生成调制光，其中所述多个移相器段中的至少两个具有相同的长度，
其中所述多个移相器段中的每一个对应于数字电字中的位的位置，其中来自所述多个移相器段的第一移相器段对应于所述数字电字的最高有效位MSB，并且其中来自所述多个移相器段的第二移相器段对应于所述数字电字的最低有效位LSB，
其中所述第二移相器段被配置以接收比所述第一移相器段更低的数字电驱动电压，
其中所述第二移相器段的至少两个具有相同的长度并且所述第二移相器段不接收相同的数字电驱动电压。
2.根据权利要求1所述的数字光调制器，其中所述第二移相器段比所述第一移相器段长。
3.根据权利要求1所述的数字光调制器，其中所述调制光携带数字信息。
4.一种数字光调制器，包括：
第一波导臂，包括第一端和第二端；
第一多个移相器段，所述第一多个移相器段中相同长度的至少两个与所述波导臂光学耦合；以及
第二波导臂，在所述第一端和所述第二端处与所述第一波导臂光学耦合，
其中所述第一多个移相器段中的每一个对应于数字电字中的位的位置，其中来自所述第一多个移相器段的第一移相器段对应于所述数字电字的最高有效位MSB，并且其中来自所述第一多个移相器段的第二移相器段对应于所述数字电字的最低有效位LSB，
其中所述第二移相器段被配置以接收比所述第一移相器段更低的数字电驱动电压，
其中所述第二移相器段的至少两个具有相同的长度并且所述第二移相器段不接收相同的数字电驱动电压。
5.根据权利要求4所述的数字光调制器，还包括多个电触点，其中所述电触点的每一个与所述第一多个移相器段中的一个耦合。
6.根据权利要求4所述的数字光调制器，其中所述第一多个移相器段的第二移相器段不使用二的幂的长度缩减关系。
7.根据权利要求4所述的数字光调制器，其中所述第一多个移相器段的第一移相器段使用二的幂的长度缩减关系，并且其中所述第一多个移相器段的第二移相器段不使用二的幂的长度缩减。
8.根据权利要求4所述的数字光调制器，其中所述第一波导臂基本平行于所述第二波导臂。
9.根据权利要求4所述的数字光调制器，还包括与所述数字光调制器的第二波导臂电光学耦合的第二多个移相器段，并且其中所述第二多个移相器段中的至少两个具有相同的长度。
10.一种数字光调制器，包括：
第一波导臂，被配置以在第一端接收光并且在第二端输出调制光；以及
第一多个移相器段，所述第一多个移相器段中长度相同的至少两个光学耦合到所述第一波导臂，并被配置以响应于数字电驱动信号来调制所述光以生成所述调制光，
其中所述第一多个移相器段中的每一个对应于数字电字中的位的位置，其中来自所述第一多个移相器段的第一移相器段对应于所述数字电字的最高有效位MSB，并且其中来自所述第一多个移相器段的第二移相器段对应于所述数字电字的最低有效位LSB，
其中所述第二移相器段被配置以接收比所述第一移相器段更低的数字电驱动电压，
其中所述第二移相器段的至少两个具有相同的长度并且所述第二移相器段不接收相同的数字电驱动电压。
11.根据权利要求10所述的数字光调制器，还包括多个电极，其中所述电极中的每一个与所述第一多个移相器段中的一个耦合。
12.根据权利要求10所述的数字光调制器，其中所述第一多个移相器段的所述第一移相器段使用二的幂的长度缩减关系。
13.根据权利要求10所述的数字光调制器，还包括第二波导臂，在所述第一端和所述第二端处与所述第一波导臂光学耦合。
14.根据权利要求13所述的数字光调制器，其中所述第二波导臂是空闲臂。
15.根据权利要求13所述的数字光调制器，还包括与所述第二波导臂电光学耦合的第二多个移相器段，并且其中所述第二多个移相器段中的至少两个具有相同的长度。
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