CN107959541A - 微环谐振器的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及微环谐振器的控制方法及装置，该方法包括：接收指令，该指令用于配置微环谐振器的工作波长；判断微环谐振器的工作波长是否小于或等于信道光谱的中心波长；当微环谐振器的工作波长小于或等于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第一波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第一波长为微环谐振器的谐振波长中小于且最邻近第一信道波长的波长；当微环谐振器的工作波长大于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第二波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第二波长为微环谐振器的谐振波长中大于且最邻近第一波长的波长。由上可见，本发明实施例中，驱动功率低且控制简单。

Description

微环谐振器的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及光通信领域，尤其涉及微环谐振器的控制方法及装置。
背景技术
随着密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)技术在光纤通信系统和数据中心系统中的应用，全光交换已经成为一种满足日益增长的带宽的趋势。在密集波分复用系统中，每个不同的光波长承载一路不同的光信号，不同波长的光信号在同一条光纤中传输，实现了大容量和低损耗的数据通信。光开关是实现全光交换系统的关键器件，它可以实现全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接、自愈保护等功能。目前已经实现的光开关包括传统的机械结构光开关、基于微光机电系统开关、液晶光开关、波导型光开关和半导体光放大器光开关。其中，波导型光开关通常依靠成熟的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺在绝缘衬底上的硅(Silicon-On-Insulator，SOI)平台或磷化铟(indium phosphide InP，InP)平台上制备，利用硅材料的热光效应或等离子体色散效应可以使切换速度达到纳秒到微秒量级，且体积小，集成度高，并且与CMOS工艺兼容，因此可实现低成本的量产。波导型微环谐振器是一种对波长具有敏感的选择性导通的器件，它具有结构紧凑，集成度高，功耗低，设计简单等优点，可用于实现滤波、复用、解复用、路由、波长变换、光调制、光交换等功能。当波分复用的光信号通过微环谐振器时，如果光信号的波长符合微环谐振器的谐振波长，此光信号将会被耦合到微环谐振器中产生共振，从而实现指定波长的光信号的路由功能。与级联马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer，MZI)型硅基光开关矩阵相比，由微环谐振器组成的光开关阵列拓扑结构简单、级数少，并具有波长选择性，因此穿通波长的光信号不会受微环谐振器的耦合影响，直通的插损很低。尤其是在城域光网络的城域汇聚环中，微环谐振器型的光开关同时具备滤波和上下载信号的功能，使交换节点设备简单高效。为描述方便，有时将微环谐振器简称为微环。
动态的波分复用技术在未来的光网络中将成为一项关键技术，在波分复用系统中的每一个信道的波长均不同，需要滤波器加以控制。国际通讯联合会的标准是每个信道间隔为0.8nm或0.4nm，甚至更窄，如此窄的信道间隔对可调谐微环谐振器的调谐精度和滤波特性具有更高的要求，否则在工作光谱带宽内可能同时下载或上传多个信道的光信号，造成严重的信道串扰。此外为使得信道能够在整个工作波段(例如C波段、L波段)内灵活调配，微环谐振器的调谐范围要足够大以覆盖整个波段，否则无法实现WDM系统中的所有信道的自由上传和下载。对于具有周期滤波特性的谐振型器件，尤其是微环谐振器的滤波特性呈现周期性梳状光谱，调谐范围通常受到自由光谱范围(Free Spectral Range，FSR)的限制，这是因为微环谐振器的谐振波长满足特征方程方程式其中m是模式的纵模阶数，λm是微环谐振器的第m阶纵模的谐振波长，λm+1是微环谐振器的第m+1阶纵模的谐振波长，ng是模式的群折射率，L是微环谐振器的周长。为了增大调谐的范围要求其自由光谱范围FSR越大越好，目前增大FSR的方法有两种主要的途径。第一种是减小微环谐振器的半径或周长，根据上述微环谐振器的特征方程可得，自由光谱范围FSR随周长L减小而增大。然而此方法不仅增加了加工难度，并且增加了调谐的难度，对热光调谐的温度或者电光调谐的功率都提出了很高外加热场或者外加电场的要求，造成器件的热稳定性差。另一种途径是利用不同半径微环之间的游标效应来达到扩展FSR和减小通带波谱侧瓣的效果，然而此方法虽然降低了热光调谐的温度或者电光调谐的功率，但是对多个微环谐振器的驱动控制比较复杂。
图1是一种宽FSR的微环谐振器，它是基于SOI平台半径为2.75微米的微环。该微环具有输入端、直通端和下载端三个端口，其中，输入端输入的信道光谱中符合微环谐振波长的光信号耦合到微环并从下载端输出，不符合微环谐振波长的光信号不耦合到微环直接从直通端输出。
图2是此微环谐振器的光谱图，可以看到FSR大约为33.4nm，3dB光谱带宽为25GHz。由此可以看出，紧凑的微环谐振器可以实现FSR接近35nm的C波段的工作带宽，因此有望实现WDM系统中的C波段的所有信道的自由上传或下载。
图3是级联微环的热光调谐光学滤波器，其中波导设计为脊形波导，宽度为0.4微米，内脊高为0.34微米，平板区高度为0.1微米。在1550nm波长处，有效折射率为2.83。为了提高调谐精度，选取微环1的半径R1＝48微米，则FSR1＝2.8nm；微环2的半径为R2＝50微米，则FSR2＝2.7nm。FSR＝FSR1-FSR2＝2.8-2.7＝0.1nm，级联微环谐振器的游标效应如图4所示。从初始对准波长λ00开始，假设微环1经过N个谐振峰后和微环2经过N+1个的谐振峰波长λ00+Δλmax处再次对准，即FSR1×N＝FSR2×(N+1)，由此可得N＝27。因此最大波长调谐范围Δλmax＝FSR1×27＝75.6nm。如果通过控制加热微环2来实现此最大波长调谐，微环2调谐波长需要移动：FSR×N＝2.7nm，共可以得到N+1＝28个，这些离散对准波长的间隔为FSR1＝2.8nm。如果再控制加热微环1，使其谐振波长总移动量为2.7nm，每次移动步长为0.1nm，一共可以得27套梳状光谱，可以对每一套固定的梳状光谱，通过加热微环2可以获得28个离散对准波长，因此如果同时加热微环1和微环2，总共可以获得M＝27×28＝756个离散波长，相邻波长间隔为Δλmax/756＝0.1nm。
由上可见，第一种微环谐振器的控制方法中，单个微环的谐振波长调谐范围越宽，调谐的难度越大，对热光调谐的温度或者电光调谐的功率都提出了很高的要求，造成器件的热稳定性差，并且，单位微环尺寸越小，对加工工艺要求越高。第二种微环谐振器的控制方法中，双微环谐振器的控制复杂。也就是说，现有技术中缺乏一种驱动功率低、控制简单的微环谐振器的控制方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种微环谐振器的控制方法及装置，驱动功率低且控制简单。
一方面，提供了一种微环谐振器的控制方法，该方法包括：接收指令，该指令用于配置微环谐振器的工作波长；工作波长指的是微环谐振器被指定的上传或者下载波长，工作波长是信道光谱的N个信道波长之一；判断微环谐振器的工作波长是否小于或等于信道光谱的中心波长；当微环谐振器的工作波长小于或等于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第一波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第一波长为微环谐振器的谐振波长中小于且最邻近第一信道波长的波长；当微环谐振器的工作波长大于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第二波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第二波长为微环谐振器的谐振波长中大于且最邻近第一波长的波长。
信道光谱中信道波长通常按照由小到大的顺序排列，当N为偶数时，可取中心波长为第N/2个信道波长；当N为奇数时，可取中心波长为第(N+1)/2个信道波长或第(N-1)/2个信道波长。第一信道波长可取信道光谱的第一个信道波长，即最小的信道波长。
本发明实施例中，提供了一种单个微环谐振器的双波长工作控制方案，根据工作波长与信道光谱的中心波长之间的大小关系，采用不同的谐振波长作为基准进行调谐，从而实现了驱动功率低、控制简单、宽调谐范围。
在一种可能的实施方式中，根据工作波长与第一波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，包括：采用公式P＝(i-1)×ΔP+P0确定微环谐振器的热电极功率；其中，P为微环谐振器的热电极功率；i为工作波长在信道光谱中的排序，信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；ΔP为微环谐振器的信道间隔驱动功率，信道间隔驱动功率为微环谐振器调谐一个信道间隔所需的热电极功率；P0为微环谐振器的初始化驱动功率，初始化驱动功率为微环谐振器的第一波长调谐到第一信道波长所需的热电极功率。
本发明实施例中，给出了一种配置微环谐振器的热电极功率的具体方式，该方式中利用了微环谐振器的初始化驱动功率、微环谐振器的信道间隔驱动功率以及工作波长在信道光谱中的排序，该方式简单容易实现。
在一种可能的实施方式中，根据工作波长与第二波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，包括：采用公式P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0确定微环谐振器的热电极功率；其中，P为微环谐振器的热电极功率；i为工作波长在信道光谱中的排序，信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；N为信道光谱的数目；ΔP为微环谐振器的信道间隔驱动功率，信道间隔驱动功率为微环谐振器调谐一个信道间隔所需的热电极功率；P0为微环谐振器的初始化驱动功率，初始化驱动功率为微环谐振器的第一波长调谐到第一信道波长所需的热电极功率。
本发明实施例中，给出了一种配置微环谐振器的热电极功率的具体方式，该方式中利用了微环谐振器的初始化驱动功率、微环谐振器的信道间隔驱动功率以及工作波长在信道光谱中的排序，该方式简单容易实现。
在一种可能的实施方式中，将微环谐振器的热电极功率置0，仅输入第一信道波长的光信号，用于测试初始化驱动功率；逐渐增大微环谐振器的热电极功率，当微环谐振器的光电流达到第一次极大值时，将微环谐振器的热电极功率确认为微环谐振器的初始化驱动功率。
本发明实施例中，给出了一种确定微环谐振器的初始化驱动功率的具体方式，该方式中通过记录微环谐振器的光电流达到第一次极大值时的热电极功率，从而确定微环谐振器的初始化驱动功率，该方式简单容易实现。
在一种可能的实施方式中，将微环谐振器的热电极功率置0，仅输入第一信道波长和第二信道波长的光信号，用于测试信道间隔驱动功率；配置微环谐振器的热电极功率为微环谐振器的初始化驱动功率；逐渐增大微环谐振器的热电极功率，当微环谐振器的光电流达到第二次极大值时，将微环谐振器的热电极功率与微环谐振器的初始化驱动功率的差值确认为微环谐振器的信道间隔驱动功率。
信道光谱中信道波长通常按照由小到大的顺序排列，第一信道波长可取信道光谱的第一个信道波长，即最小的信道波长，第二信道波长可取信道光谱的第二个信道波长，即次小的信道波长。
本发明实施例中，给出了一种确定微环谐振器的信道间隔驱动功率的具体方式，该方式中通过记录微环谐振器的光电流达到第二次极大值时的热电极功率，将该热电极功率与微环谐振器的初始化驱动功率做差，从而确定微环谐振器的信道间隔驱动功率，该方式简单容易实现。
在一种可能的实施方式中，在根据工作波长与第一波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率之后，或者，在根据工作波长与第二波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率之后，调整微环谐振器的热电极功率，幅度小于微环谐振器的信道间隔驱动功率，使微环谐振器的监控光电流保持极大值，例如，使连接微环谐振器的探测器的监控光电流保持极大值。
本发明实施例中，针对工艺误差或外界干扰造成的微环谐振波长的变化，在配置微环谐振器的热电极功率之后，还要调整微环谐振器的热电极功率，调整幅度一般小于微环谐振器的信道间隔驱动功率，使微环谐振器的监控光电流保持极大值，从而使控制更加精确。
又一方面，本发明提供了一种微环谐振器的控制装置，该装置可以实现上述方法示例中控制方所执行的功能，所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个上述功能相应的单元或模块。
在一种可能的设计中，该装置应用于计算机系统中，该计算机系统包括处理器，该处理器被配置为支持该装置执行上述方法中相应的功能。该计算机系统还可以包括存储器，该存储器用于与处理器耦合，其保存该装置必要的程序指令和数据。
再一方面，本发明提供了一种计算机存储介质，用于储存供上述微环谐振器的控制装置使用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面的方法所设计的程序。
相较于现有技术，本发明实施例中，提供了一种单个微环谐振器的双波长工作控制方案，根据工作波长与信道光谱的中心波长之间的大小关系，采用不同的谐振波长作为基准进行调谐，从而实现了驱动功率低、控制简单、宽调谐范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为一种宽FSR的微环谐振器的结构示意图；
图2为图1所示微环谐振器的光谱图；
图3为级联微环的热光调谐光学滤波器的结构示意图；
图4为级联微环谐振器的游标效应示意图；
图5为一种典型的微环谐振器单元的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种控制方案的工作原理图；
图7为本发明实施例提供的一种微环谐振器的控制方法流程图；
图8为本发明实施例提供的一种微环谐振器的控制装置结构图；
图9为本发明实施例提供的一种波长选择性光开关的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种微环谐振器的控制方法流程图；
图11为本发明实施例提供的一种寻找微环谐振器的初始化驱动功率的方法流程图；
图12为本发明实施例提供的一种寻找微环谐振器的信道间隔驱动功率的方法流程图；
图13为本发明实施例提供的一种波长配置的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述。
当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅起区分的作用。
目前增大FSR的方法有两种主要的途径。第一种是减小微环谐振器的半径或周长，根据上述微环谐振器的特征方程可得，自由光谱范围FSR随周长L减小而增大。然而此方法不仅增加了加工难度，并且增加了调谐的难度，对热光调谐的温度都提出了很高的要求，造成器件的热稳定性差。另一种途径是利用不同半径微环之间的游标效应来达到扩展FSR和减小通带波谱侧瓣的效果，然而此方法虽然降低了热光调谐的温度或者电光调谐的功率，但是对多个微环谐振器的驱动控制比较复杂。本发明设计了一种单个微环谐振器的双波长工作控制方案，实现了驱动功率低，控制简单，宽调谐范围。
图5是一种典型的微环谐振器单元，该微环谐振器单元具有端口一、端口二、端口三和端口四共四个端口，当信号从端口一输入时，端口三的输出光谱可参考如图6下方所示的周期性梳状滤波谱线。当微环谐振腔上施加热电极时，也就是说，通过图5所示的电极对微环谐振腔加热时，微环谐振腔的折射率发生改变，谐振波长随之发生改变。当波分复用的光信号从端口一输入，如果微环谐振器的FSR满足下列设计方程FSR＝(N+M+1)/2×Δλ，其中N是信道数，M＝0，1，2，…是任意非负正整数，Δλ是输出光谱上相邻信道间隔。通过选择合适的M值，可以实现不但FSR小于N个光信道的总光谱带宽，而且当其中一个谐振波长对准某个光信道中心波长时，其余谐振波长均处于任意两个光信道波长之间。例如，当硅基微环谐振腔的半径R为5至6微米时，耦合区波导长度为2微米，光波导宽度为500nm，高度为220nm，则FSR＝16.4nm。对于密集波分复用系统，N＝40，Δλ＝0.8nm，则取M＝0时满足上述设计方程。本领域人员可以了解，图5仅为微环谐振器的举例，并不用于对微环谐振器的限定，本发明实施例提供的微环谐振器的控制方法可以应用于对任何具体结构的微环谐振器进行控制。
图6是本发明的一种控制方案的工作原理图，通过设计合适的微环谐振器的半径，可以使得第m阶纵模的谐振波长小于第一信道波长，即λ1-Λm＝Δ，其中，Δ大于工艺误差造成的微环谐振波长的变化量。
图7是本发明实施例提供的一种微环谐振器的控制方法流程图，该方法可以由计算机系统中的处理器执行，该方法包括：
步骤701，接收指令，该指令用于配置微环谐振器的工作波长。
其中，该指令可以为根据用户的指示信息发送的指令，也可以为根据预先的配置信息发送的指令，该指令具体可以配置微环谐振器的工作波长为信道光谱的N个信道波长中的任意指定信道波长。
步骤702，判断微环谐振器的工作波长是否小于或等于信道光谱的中心波长。
信道光谱中信道波长通常按照由小到大的顺序排列，当N为偶数时，可取中心波长为第N/2个信道波长；当N为奇数时，可取中心波长为第(N+1)/2个信道波长或第(N-1)/2个信道波长。
步骤703，当微环谐振器的工作波长小于或等于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第一波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第一波长为微环谐振器的谐振波长中小于且最邻近第一信道波长的波长。
在一个示例中，第一信道波长可取信道光谱的第一个信道波长，即最小的信道波长。
其中，可将信道光谱中的每个信道的波长按照波长由小到大的顺序依次编号，将信道光谱中的最短波长称为第一信道波长。
在一个示例中，采用公式P＝(i-1)×ΔP+P0确定微环谐振器的热电极功率；其中，P为微环谐振器的热电极功率；i为工作波长在信道光谱中的排序，信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；ΔP为微环谐振器的信道间隔驱动功率，信道间隔驱动功率为微环谐振器调谐一个信道间隔所需的热电极功率；P0为微环谐振器的初始化驱动功率，初始化驱动功率为微环谐振器的第一波长调谐到第一信道波长所需的热电极功率。
步骤704，当微环谐振器的工作波长大于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第二波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第二波长为微环谐振器的谐振波长中大于且最邻近第一波长的波长。
在一个示例中，采用公式P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0确定微环谐振器的热电极功率；其中，P为微环谐振器的热电极功率；i为工作波长在信道光谱中的排序，信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；N为信道光谱的数目；ΔP为微环谐振器的信道间隔驱动功率，信道间隔驱动功率为微环谐振器调谐一个信道间隔所需的热电极功率；P0为微环谐振器的初始化驱动功率，初始化驱动功率为微环谐振器的第一波长调谐到第一信道波长所需的热电极功率。
在一个示例中，可以采用如下方式确定微环谐振器的初始化驱动功率：将微环谐振器的热电极功率置0，仅输入第一信道波长的光信号，用于测试微环谐振器的初始化驱动功率；逐渐增大微环谐振器的热电极功率，当微环谐振器的光电流达到第一次极大值时，将微环谐振器的热电极功率确认为微环谐振器的初始化驱动功率。
在一个示例中，可以采用如下方式确定微环谐振器的信道间隔驱动功率：将微环谐振器的热电极功率置0，仅输入第一信道波长和第二信道波长的光信号，用于测试微环谐振器的信道间隔驱动功率；配置微环谐振器的热电极功率为微环谐振器的初始化驱动功率；逐渐增大微环谐振器的热电极功率，当微环谐振器的光电流达到第二次极大值时，将微环谐振器的热电极功率与微环谐振器的初始化驱动功率的差值确认为微环谐振器的信道间隔驱动功率。
信道光谱中信道波长通常按照由小到大的顺序排列，第一信道波长可取信道光谱的第一个信道波长，即最小的信道波长，第二信道波长可取信道光谱的第二个信道波长，即次小的信道波长。
此外，在步骤703或步骤704之后，还可以调整微环谐振器的热电极功率，幅度小于微环谐振器的信道间隔驱动功率，使微环谐振器的监控光电流保持极大值，例如，连接微环谐振器的探测器的监控光电流保持极大值。
本发明实施例中，提供了一种单个微环谐振器的双波长工作控制方案，根据工作波长与信道光谱的中心波长之间的大小关系，采用不同的谐振波长作为基准进行调谐，从而实现了驱动功率低、控制简单、宽调谐范围。
图8是本发明实施例提供的一种微环谐振器的控制装置结构图，该装置用于执行本发明实施例提供的微环谐振器的控制方法，该装置包括：接收单元801和处理单元802；
接收单元801，用于接收指令，该指令用于配置微环谐振器的工作波长，微环谐振器的工作波长为信道光谱的N个信道波长中的任意指定信道波长；
其中，接收单元801具体可以为计算机系统中的触摸屏、键盘等器件，用于接收用户的指示信息；或者，还可以为计算机系统中的通信接口，用于接收其他设备发送的指示信息。
处理单元802，用于判断接收单元801接收的微环谐振器的工作波长是否小于或等于信道光谱的中心波长；当微环谐振器的工作波长小于或等于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第一波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第一波长为微环谐振器的谐振波长中小于且最邻近信道光谱的第一信道波长的波长；当微环谐振器的工作波长大于信道光谱的中心波长时，根据工作波长与第二波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率，第二波长为微环谐振器的谐振波长中大于且最邻近第一波长的波长。
其中，处理单元802具体可以为计算机系统中的处理器等器件。
在一个示例中，处理单元802，具体用于当微环谐振器的工作波长小于或等于信道光谱的中心波长时，采用公式P＝(i-1)×ΔP+P0确定微环谐振器的热电极功率；其中，P为微环谐振器的热电极功率；i为工作波长在信道光谱中的排序，信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；ΔP为微环谐振器的信道间隔驱动功率，信道间隔驱动功率为微环谐振器调谐一个信道间隔所需的热电极功率；P0为微环谐振器的初始化驱动功率，初始化驱动功率为微环谐振器的第一波长调谐到第一信道波长所需的热电极功率。
在一个示例中，处理单元802，具体用于当微环谐振器的工作波长大于信道光谱的中心波长时采用公式P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0确定微环谐振器的热电极功率；其中，P为微环谐振器的热电极功率；i为工作波长在信道光谱中的排序，信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；N为信道光谱的数目；ΔP为微环谐振器的信道间隔驱动功率，信道间隔驱动功率为微环谐振器调谐一个信道间隔所需的热电极功率；P0为微环谐振器的初始化驱动功率，初始化驱动功率为微环谐振器的第一波长调谐到第一信道波长所需的热电极功率。
在一个示例中，处理单元802，还用于将微环谐振器的热电极功率置0，仅输入第一信道波长的光信号，用于测试微环谐振器的初始化驱动功率；逐渐增大微环谐振器的热电极功率，当微环谐振器的光电流达到第一次极大值时，将微环谐振器的热电极功率确认为微环谐振器的初始化驱动功率。
在一个示例中，处理单元802，还用于将微环谐振器的热电极功率置0，仅输入第一信道波长和第二信道波长的光信号，用于测试微环谐振器的信道间隔驱动功率，配置微环谐振器的热电极功率为微环谐振器的初始化驱动功率；逐渐增大微环谐振器的热电极功率，当微环谐振器的光电流达到第二次极大值时，将微环谐振器的热电极功率与微环谐振器的初始化驱动功率的差值确认为微环谐振器的信道间隔驱动功率。
在一个示例中，处理单元802，还用于在根据工作波长与第一波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率之后，或者，在根据工作波长与第二波长之间的间隔配置微环谐振器的热电极功率之后，调整微环谐振器的热电极功率，调整幅度小于微环谐振器的信道间隔驱动功率，使微环谐振器的监控光电流保持极大值。
图9是本发明实施例提供的一种波长选择性光开关和控制装置，该波长选择性开关中包括1个微环谐振器，微环谐振器由两个波导和中间的微环组成，该微环谐振器包括端口一、端口二、端口三和端口四共四个端口，其中，端口一作为输入端口，端口三作为输出端口，输出端口与耦合器相连接，耦合器与探测器相连接，探测器与处理单元相连接，微环与电极相连接，电极与处理单元相连接，处理单元与接收单元相连接。当光信号从端口一输入时，探测器用于检测微环的端口三的光强；电极与微环相连，用于控制微环的谐振波长；处理单元收到接收单元的控制信号之后，经过内部处理，施加指定的功率给电极用以调制微环的谐振波长；处理单元收到探测器的反馈信号，经过内部处理，施加指定的微调功率给电极用以保持探测器的光电流极大值。采用本发明实施例提供的微环谐振器的控制方法，来实现配置端口三的输出波长，也就是说，可以实现此种波长选择性光开关中的端口三输出指定的波长。
下面针对图9所示的波长选择性光开关，通过具体的实施例介绍微环谐振器的控制方法，与前述方法实施例中相同的部分在此不做赘述。
图10是本发明实施例提供的另一种微环谐振器的控制方法流程图，该方法用于控制图9所示的波长选择性光开关，该方法包括：
步骤1001，寻找微环谐振器的初始化驱动功率。
步骤1002，寻找微环谐振器的信道间隔驱动功率。
步骤1003，根据微环谐振器的初始化驱动功率和微环谐振器的信道间隔驱动功率，对微环谐振器进行波长配置。
图11是本发明实施例提供的一种寻找微环谐振器的初始化驱动功率的方法流程图，该方法基于图10所示的微环谐振器的控制方法，该方法包括：
步骤1101，将微环热电极功率置零，仅输入第一信道的光信号。
第一信道的光信号即第一信道波长的光信号。
步骤1102，逐渐增大微环的热电极功率。
步骤1103，判断探测器的光电流是否达到第一次极大值。
若判断结果为是，则执行步骤1104；若判断结果为否，则执行步骤1102。
步骤1104，记录微环的热电极初始化功率P0。
步骤1105，微环的热电极功率置零，关闭第一信道的光信号。
图12是本发明实施例提供的一种寻找微环谐振器的信道间隔驱动功率的方法流程图，该方法基于图10所示的微环谐振器的控制方法，该方法包括：
步骤1201，将微环热电极功率置零，仅输入第一信道和第二信道的光信号。
第一信道的光信号即第一信道波长的光信号，第二信道的光信号即第二信道波长的光信号。
步骤1202，配置微环的热电极功率为P0。
步骤1203，逐渐增大微环的热电极功率。
步骤1204，判断探测器的光电流是否达到第二次极大值。
若判断结果为是，则执行步骤1205；若判断结果为否，则执行步骤1203。
步骤1205，记录微环的热电极初始化功率P1。
步骤1206，计算微环的工作波长调谐一个信道间隔所需的热电极功率ΔP＝P1-P0。
步骤1207，微环的热电极功率置零，关闭第一信道和第二信道的光信号。
图13是本发明实施例提供的一种波长配置的方法流程图，该方法基于图10所示的微环谐振器的控制方法，该方法包括：
步骤1301，接收指令：配置微环的工作波长λi。
步骤1302，判断微环的工作波长λi是否小于或等于信道光谱的中心波长。
具体地，可以判断不等式λi≤λN/2是否成立。
若判断结果为是，则执行步骤1303；若判断结果为否，则执行步骤1304。
步骤1303，配置微环的热电极功率P＝(i-1)×ΔP+P0。
步骤1304，配置微环的热电极功率P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0。
步骤1305，实时监控探测器的光电流，调整微环的热电极功率，使探测器的光电流保持极大值。
步骤1306，判断是否接收到波长配置新指令。
若判断结果为是，则执行步骤1301；若判断结果为否，则执行步骤1305。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质是非短暂性(non-transitory)介质，例如随机存取存储器，只读存储器，快闪存储器，硬盘，固态硬盘，磁带(magnetic tape)，软盘(floppy disk)，光盘(optical disc)及其任意组合。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。

Claims (12)

1.一种微环谐振器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
接收指令，所述指令用于配置微环谐振器的工作波长，所述微环谐振器的工作波长为信道光谱的N个信道波长中的任意指定信道波长；
判断所述微环谐振器的工作波长是否小于或等于所述信道光谱的中心波长；
当所述微环谐振器的工作波长小于或等于所述信道光谱的中心波长时，根据所述工作波长与第一波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率，所述第一波长为所述微环谐振器的谐振波长中小于且最邻近所述信道光谱的第一信道波长的波长；
当所述微环谐振器的工作波长大于所述信道光谱的中心波长时，根据所述工作波长与第二波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率，所述第二波长为所述微环谐振器的谐振波长中大于且最邻近所述第一波长的波长。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作波长与第一波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率，包括：
采用公式P＝(i-1)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率；
其中，P为所述微环谐振器的热电极功率；
i为所述工作波长在所述信道光谱中的排序，所述信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；
ΔP为所述微环谐振器的信道间隔驱动功率，所述信道间隔驱动功率为所述微环谐振器调谐一个所述信道间隔所需的热电极功率；
P0为所述微环谐振器的初始化驱动功率，所述初始化驱动功率为所述微环谐振器的所述第一波长调谐到所述第一信道波长所需的热电极功率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作波长与第二波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率，包括：
采用公式P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率；
其中，P为所述微环谐振器的热电极功率；
i为所述工作波长在所述信道光谱中的排序，所述信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；
N为所述信道光谱的数目；
ΔP为所述微环谐振器的信道间隔驱动功率，所述信道间隔驱动功率为所述微环谐振器调谐一个所述信道间隔所需的热电极功率；
P0为所述微环谐振器的初始化驱动功率，所述初始化驱动功率为所述微环谐振器的所述第一波长调谐到所述第一信道波长所需的热电极功率。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述采用公式P＝(i-1)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率之前，或者在所述采用公式P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率之前，所述方法还包括：
将所述微环谐振器的热电极功率置0，仅输入所述第一信道波长的光信号，用于测试所述微环谐振器的初始化驱动功率；
逐渐增大所述微环谐振器的热电极功率，当所述微环谐振器的光电流达到第一次极大值时，将所述微环谐振器的热电极功率确认为所述微环谐振器的初始化驱动功率。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述微环谐振器的热电极功率确认为所述微环谐振器的初始化驱动功率之后，所述方法还包括：
将所述微环谐振器的热电极功率置0，仅输入所述第一信道波长和第二信道波长的光信号，用于测试所述微环谐振器的信道间隔驱动功率；
配置所述微环谐振器的热电极功率为所述微环谐振器的初始化驱动功率；
逐渐增大所述微环谐振器的热电极功率，当所述微环谐振器的光电流达到第二次极大值时，将所述微环谐振器的热电极功率与所述微环谐振器的初始化驱动功率的差值确认为所述微环谐振器的信道间隔驱动功率。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作波长与第一波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率之后，或者，所述根据所述工作波长与第二波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率之后，所述方法还包括：
调整所述微环谐振器的热电极功率，调整幅度小于所述微环谐振器的信道间隔驱动功率，使所述微环谐振器的监控光电流保持极大值。
7.一种微环谐振器的控制装置，其特征在于，所述装置包括：接收单元和处理单元；
所述接收单元，用于接收指令，所述指令用于配置微环谐振器的工作波长，所述微环谐振器的工作波长为信道光谱的N个信道波长中的任意指定信道波长；
所述处理单元，用于判断所述接收单元接收的所述微环谐振器的工作波长是否小于或等于所述信道光谱的中心波长；当所述微环谐振器的工作波长小于或等于所述信道光谱的中心波长时，根据所述工作波长与第一波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率，所述第一波长为所述微环谐振器的谐振波长中小于且最邻近所述信道光谱的第一信道波长的波长；当所述微环谐振器的工作波长大于所述信道光谱的中心波长时，根据所述工作波长与第二波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率，所述第二波长为所述微环谐振器的谐振波长中大于且最邻近所述第一波长的波长。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于当所述微环谐振器的工作波长小于或等于所述信道光谱的中心波长时，采用公式P＝(i-1)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率；其中，P为所述微环谐振器的热电极功率；i为所述工作波长在所述信道光谱中的排序，所述信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；ΔP为所述微环谐振器的信道间隔驱动功率，所述信道间隔驱动功率为所述微环谐振器调谐一个所述信道间隔所需的热电极功率；P0为所述微环谐振器的初始化驱动功率，所述初始化驱动功率为所述微环谐振器的所述第一波长调谐到所述第一信道波长所需的热电极功率。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于当所述微环谐振器的工作波长大于所述信道光谱的中心波长时采用公式P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率；其中，P为所述微环谐振器的热电极功率；i为所述工作波长在所述信道光谱中的排序，所述信道光谱中相邻信道的信道间隔相同；N为所述信道光谱的数目；ΔP为所述微环谐振器的信道间隔驱动功率，所述信道间隔驱动功率为所述微环谐振器调谐一个所述信道间隔所需的热电极功率；P0为所述微环谐振器的初始化驱动功率，所述初始化驱动功率为所述微环谐振器的所述第一波长调谐到所述第一信道波长所需的热电极功率。
10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于在所述采用公式P＝(i-1)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率之前，或者在所述采用公式P＝(i-N/2-1.5)×ΔP+P0确定所述微环谐振器的热电极功率之前，将所述微环谐振器的热电极功率置0，仅输入所述第一信道波长的光信号，用于测试所述微环谐振器的初始化驱动功率；逐渐增大所述微环谐振器的热电极功率，当所述微环谐振器的光电流达到第一次极大值时，将所述微环谐振器的热电极功率确认为所述微环谐振器的初始化驱动功率。
11.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于所述将所述微环谐振器的热电极功率确认为所述微环谐振器的初始化驱动功率之后，将所述微环谐振器的热电极功率置0，仅输入所述第一信道波长和第二信道波长的光信号，用于测试所述微环谐振器的信道间隔驱动功率；配置所述微环谐振器的热电极功率为所述微环谐振器的初始化驱动功率；逐渐增大所述微环谐振器的热电极功率，当所述微环谐振器的光电流达到第二次极大值时，将所述微环谐振器的热电极功率与所述微环谐振器的初始化驱动功率的差值确认为所述微环谐振器的信道间隔驱动功率。
12.如权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于在所述根据所述工作波长与第一波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率之后，或者，在所述根据所述工作波长与第二波长之间的间隔配置所述微环谐振器的热电极功率之后，调整所述微环谐振器的热电极功率，调整幅度小于所述微环谐振器的信道间隔驱动功率，使所述微环谐振器的监控光电流保持极大值。
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