CN110291457A - 基于相位调制器的光学n电平正交幅度调制(NQAM)生成 - Google Patents

基于相位调制器的光学n电平正交幅度调制(NQAM)生成 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于调谐基于硅光子学(silicon photonics，SiP)的嵌套式(母/子)马赫‑曾德尔调制器(Mach‑Zehnder modulator，MZM)的技术。所述技术包括一系列步骤：对所述子MZM(4a，4b)的各个臂施加抖动音，观察所述MZM的输出变化，以及调整所述MZM，直到达到所述子MZM(4a，4b)的零值点和所述母MZM(4c)的四等分点。

Description

基于相位调制器的光学n电平正交幅度调制(NQAM)生成
相关申请案交叉申请
本申请要求2017年2月13日递交的发明名称为“基于相位调制器的光学N电平正交幅度调制(NQAM)生成(Optical N-level quadrature amplitude modulation(NQAM)generation based on phase modulator)”的第15/430,714号美国非临时专利申请案的在先申请优先权和权益，该在先申请的内容以引用的方式并入本文本中。
背景技术
当光穿过透明材料时，其速度随该材料的折射率而成比例降低。某些材料的折射率在有电场和/或热量的情况下会发生改变。在典型的传统电光调制器中，光穿过由铌酸锂(lithium niobate，LiNbO3)制成的波导。通过选择性地将电场施加到波导上，穿过该波导的光会减慢速度，从而改变离开波导的光的相位。通过根据数字数据信号改变电场，离开波导的光变为携带该数字数据信号的已调制载波。
在马赫-曾德尔调制器(有时称为“马赫-曾德尔干涉仪”或简称“MZM”)中，输入光信号分成两个波导。例如，图1公开了具有波导上臂110和波导下臂120的传统马赫-曾德尔调制器1。上臂110中的分段112由LiNbO3制成并且耦合到高速数据信号113。高速数据信号113产生一个与高速数据信号113相称的作用于分段112的电场。同理，下臂120中的分段122由LiNbO3制成并且耦合到高速数据信号123。高速数据信号123产生一个与高速数据信号123相称的作用于分段122的电场。在一个“推挽式”调制器中，高速数据信号123是高速数据信号113的反相信号。
载波100的光信号分成光信号111和121，分别穿过上臂110和下臂120。当光信号111穿过分段112时，其相位根据高速数据信号113产生的电场而发生改变。同理，当光信号121穿过分段122时，其相位根据高速数据信号123产生的电场而发生改变。光信号114和124合并，产生已调制光信号130。
理想情况下，当高速数据信号113和123没有产生电场时，光信号114和124保持同相。也就是说，光信号124的正弦波穿过0的同时，光信号114的正弦波也穿过0°，则可以称该调制器在其“工作点”处操作。因此，当分别将高速数据信号113和123施加到分段112和122时，所产生的已调制光信号130将具有可识别波形，接收器可以准确地解析该波形以提取由高速数据信号113和123表示的原始数据。
然而，由于多种原因，包括制造缺陷、温度变化、机械应力和机械振动，上臂110和/或下臂120的相移导致光信号114和124呈异相，使得很难或不可能准确地解调光信号130。为了将光信号114和124“调谐”回工作点，现有技术中的典型系统将增加已知振幅和频率的“抖动音(dither tone)”，监控存在抖动音时的输出信号，并且调整偏置电压(即施加到分段112和122的基线电压)以将系统恢复到已知工作点。周期性地检查信号的输出并相应地调整偏置电压有助于使输出信号114和124保持同相。可替代地，因为某些材料的折射率在有热量的情况下会发生改变，所以一个臂的相位可以通过调整该臂上的加热器116来调谐。
图2公开了传统正交相移键控(quadrature phase shift keying，QPSK)调制器2，其基本上包括相互并联的两个(子)马赫-曾德尔调制器1a和1b(各元件编号与图1中的调制器1一样)，它们嵌套在一起形成第三(母)马赫-曾德尔调制器1c。在本构造中，马赫-曾德尔调制器1a执行同相(in-phase，I)调制，而马赫-曾德尔调制器1b执行正交相位(quadraturephase，Q)调制。也就是说，相对于I相，Q相的相位差是90°。因此，1a和1b(“子臂”)的工作点都为0°，而1c(“母臂”)的工作点为90°。本构造通常称为IQ调制器，包括附加的加热器126。调制器2可以通过与针对图1中的调制器所描述的一般机制相同的机制进行动态调谐。
LiNbO3调制器可以通过使用抖动音并且调整调制器中的上臂和下臂上的偏置电压来进行相位调谐。因为相位变化与电压/电场线性相关，所以相位调制和控制简单且在数学上可解决。相反，硅光子学(silicon photonics，SiP)调制器通常使用抖动和波导上的加热器进行相位调谐。因为相位变化与加热电压呈二次关系，所以相位调制和控制不简单而且在数学上不容易解决。对于进一步的复杂调谐，SiP调制器可以使用单臂相位加热器来简化芯片设计和驱动电路设计。
因此，需要的是一种对SiP调制器进行锁相的机制，该SiP调制器无论相位之间的初始差异如何都会工作。
发明内容
在一个实施例中，一种用于嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehndermodulator，MZM)的控制器包括光监控器和处理器。所述嵌套式MZM包括输入波导、输出波导、第一子MZM和第二子MZM。所述第一子MZM包括输入波导、输出波导、两个臂以及一个臂上的第一加热器，所述第一子MZM提供同相(in-phase，I)调制。所述第二子MZM包括输入波导、输出波导、两个臂以及一个臂上的第二加热器，所述第二子MZM提供正交相位(quadraturephase，Q)调制。所述嵌套式MZM还包括所述第一子MZM中的所述输出波导和所述第二子MZM中的所述输出波导之一上的第三加热器。在本实施例中，所述光监控器与所述嵌套式MZM中的所述输出波导耦合，所述处理器与所述第一加热器、所述第二加热器、所述第三加热器和所述光监控器耦合，所述光监控器用于测量所述嵌套式MZM中的所述输出波导上的光信号，所述处理器用于确定P相四等分点、确定I相零值点以及确定Q相零值点。
在本实施例一个变体中，为了确定所述P相四等分点，所述处理器用于：使得所述第一加热器采用第一抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第一曲线，使得所述第二加热器采用第二抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第二曲线，当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节所述第三加热器的温度，以及当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差等于90度时，确定所述P相四等分点。在一个相关变体中，所述光监控器测量所述光信号的输出强度、所述第一抖动音的相位和所述第二抖动音的相位，所述第一曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第一抖动音的所述相位的一阶微分的曲线，所述第二曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第二抖动音的所述相位的一阶微分的曲线。在一个相关变体中，所述光信号的输出强度Iout通过等式3(稍后在本专利说明书中定义)中的关系来描述。在一个相关变体中，根据等式7(稍后在本专利说明书中定义)中的关系，所述输出强度的一阶微分dIout与所述第一抖动音的所述相位的一阶微分相关。
在本实施例一个变体中，为了确定所述I相零值点，所述处理器还用于：使得所述第一加热器采用第三抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第三曲线，将所述第二加热器调整到所述第三曲线达到最大值时的点，使得所述第一加热器采用第四抖动音，扫描所述第一加热器，根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第四曲线，以及将所述I相零值点确定为所述第四曲线穿过0时的点。在一个相关变体中，所述光监控器测量所述光信号的输出强度、所述第三抖动音的相位和所述第四抖动音的相位，所述第三曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第三抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图，所述第四曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第四抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图。在一个相关变体中，所述处理器还用于同步调整所述第三加热器和所述第一加热器。
在本实施例一个变体中，为了确定所述Q相零值点，所述处理器还用于：将所述第一加热器调整到所述I相零值点，使得所述第二加热器采用第五抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第五曲线，以及将所述第五曲线穿过0时的点确定为所述Q相零值点。在一个相关变体中，所述光监控器测量所述光信号的输出强度和所述第五抖动音的相位，所述第五曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第五抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图。在一个相关变体中，所述处理器还用于同步调整所述第三加热器和所述第二加热器。
在另一实施例中，一种调谐嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehndermodulator，MZM)的方法包括第一加热器采用第一抖动音，扫描第二加热器，根据所述嵌套式MZM输出的光信号来记录第一曲线，所述第二加热器采用第二抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第二曲线，当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节第三加热器的温度，以及当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差等于90度时，确定母相(parent phase，P)四等分点。在本实施例中，所述第一加热器位于第一子MZM的一个臂上，所述第一子MZM为所述嵌套式MZM提供同相(in-phase，I)调制，所述第二加热器位于第二子MZM的一个臂上，所述第二子MZM为所述嵌套式MZM提供正交相位(quadrature phase，Q)调制，所述第三加热器位于所述第一子MZM和所述第二子MZM之一中的输出波导上。
在一个相关变体中，记录所述第一曲线和所述第二曲线还包括测量所述光信号的输出强度，所述第一曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第一抖动音的相位的一阶微分的绘制图，所述第二曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第二抖动音的相位的一阶微分的绘制图。在一个相关变体中，所述光信号的输出强度Iout通过等式3(稍后在本专利说明书中定义)中的关系来描述。在一个相关变体中，根据等式7(稍后在本专利说明书中定义)中的关系，所述输出强度的一阶微分dIout与所述第一抖动音的所述相位的一阶微分相关。
在本实施例一个变体中，所述方法通过以下方式确定I相零值点：所述第一加热器采用第三抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第三曲线，将所述第二加热器调整到所述第三曲线达到最大值时的点，所述第一加热器采用第四抖动音，扫描所述第一加热器，根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第四曲线，以及将所述I相零值点确定为所述第四曲线穿过0时的点。在一个相关变体中，记录所述第三曲线和所述第四曲线还包括测量所述光信号的输出强度，所述第三曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第三抖动音的相位的一阶微分的绘制图，所述第四曲线是所述输出强度的所述一阶微分到所述第四抖动音的相位的一阶微分的绘制图。在一个相关变体中，所述方法还包括同步调整所述第三加热器和所述第一加热器或所述第二加热器。
在本实施例一个变体中，所述方法还通过以下方式确定Q相零值点：将所述第一加热器调整到所述I相零值点，所述第二加热器采用第五抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第五曲线，将所述第五曲线穿过0时的点确定为所述Q相零值点。在一个相关变体中，根据所述光信号来记录第五曲线还包括测量所述光信号的输出强度，所述第五曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第五抖动音的相位的一阶微分的绘制图。
在另一实施例中，公开了一种用于调谐嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehndermodulator，MZM)的控制器，所述控制器包括：包含指令的非瞬时性存储器以及与所述存储器通信的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器执行所述指令使得：第一加热器采用第一抖动音，扫描第二加热器，根据所述嵌套式MZM输出的光信号来记录第一曲线，第二加热器采用第二抖动音，扫描所述第二加热器，根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第二曲线，当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节第三加热器的温度，以及当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差等于90度时，确定母相(parentphase，P)四等分点。在本实施例中，所述第一加热器位于第一子MZM的一个臂上，所述第一子MZM为所述嵌套式MZM提供同相(in-phase，I)调制，所述第二加热器位于第二子MZM的一个臂上，所述第二子MZM为所述嵌套式MZM提供正交相位(quadrature phase，Q)调制，所述第三加热器位于所述第一子MZM和所述第二子MZM之一中的输出波导上。
可以从以下结合附图和权利要求书的详细描述中更清楚地理解这些和其它特征。
附图说明
为了更透彻地理解本发明，现参阅结合附图和具体实施方式而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表示相同部分。
图1为传统的马赫-曾德尔调制器。
图2为传统的正交相移控键(quadrature phase shift keying，QPSK)调制器。
图3为根据本发明的基于SiP的马赫-曾德尔调制器。
图4为根据本发明的基于SiP的IQ马赫-曾德尔调制器。
图5A至图5C公开了根据本发明实施例的调谐IQ马赫-曾德尔调制器的流程图。
图6至图9是根据本发明实施例的在调谐IQ马赫-曾德尔调制器过程中记录的曲线的示例性绘图。
具体实施方式
首先应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包括本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
在本发明实施例中，首先考虑图3所示的基于SiP的马赫-曾德尔调制器3(为简洁起见，省略了一些实施细节)。相干光300从光源302产生，被分成两个硅波导。硅波导中的上臂移相器312和下臂移相器322已经被进行掺杂以形成穿过该波导的pn结，以便当掺杂分段暴露于电场中时，该分段的折射率随电场的变化而变化。因此，当相干光穿过掺杂分段时，光的相位根据该分段的长度和电场发生改变。另外，其中一个硅波导上的加热器316在波导附近存在一个掺杂结构，以便当该分段通过采用外部电压进行加热时，该分段的折射率与加热电压呈二次关系。可以通过金属电阻加热器或与分段相邻的掺杂半导体层或者通过普通技术人员已知的其它加热方式来提供热量。存在与上臂移相器312相关联的相移与下臂移相器322相关联的相移与加热器316相关联的相移330处输出的电场强度EI描述为：
其中，e为欧拉数字，i为虚数单位。由该等式可以看出，结束振幅是调制器中的上臂移相器312和下臂移相器322的增量的函数，结束相位是调制器中的上臂和下臂的平均相位。对于推挽式调制器，恒定不变，随着调制改变而改变。的变化将必然导致电场和振幅的变化。
QPSK应用中可能使用的嵌套式马赫-曾德尔调制器的电场强度相似。图4示出了具有形成母调制器4c的子调制器4a和4b的嵌套式马赫-曾德尔调制器(同样，省略了其中一些实施细节)。与图3中的调制器一样，存在与上臂移相器412I和412Q相关联的相移和与下臂移相器422I和422Q相关联的相移和与加热器416I和416Q相关联的相移和以及与加热器426I相关联的相移增加了一个光监控器，即抽头式光电二极管440，以监控430处的吞吐量能力。电场强度E描述为：
则输出强度Iout描述为：
其中，
上述针对E和Iout的等式(等式2和等式3)适用于高速(几十千兆赫范围)和低速(千赫兹范围)电光信号转换。
通过采用低频抖动音和监控功率响应，可以确定工作点条件。根据等式3，产生：
因为RF调制的频率比抖动音的频率高几个数量级，所以可以对响应信号施加正交相位平均值以产生：
通过在等式5中将和的工作点设为等于π，并将的工作点设为等于π/2，则输出(dIout)相对相位抖动的一阶项为0。对于相位抖动可以类似地重写等式5。注意的是，等式5中的“±”视相位臂位置和电力布线而定。
相对于I和Q上的抖动音，P上的二阶微分产生：
由此，当时，I和Q抖动的二阶微分为0。注意的是，在等式6中， 的相位强耦合。当调谐任一子调制器4a和4b时，母调制器4c注意到变化对子调制器加热器的影响。因此，当在调谐子调制器时调整子调制器4a和4b上的加热器416I和416Q时，母调制器4c中的加热器426I同样必须调整，以便等式6保持为0。
当时，对于和等式5可以重写为如下：
在工作点处，和等于π，而等于π/2，等式7和等式8都为0。等于π，而等于π/2，所以当对“扫描”360度时，等式7包括余弦项，等式8包括的正弦项(本上下文中的“扫描”是指按顺序增加电压或电流，通常以线性等间距增量进行，并检索响应)。因此，等式7和等式8具有90度的相移。的一阶微分穿过0，的一阶微分在处的最大值为180度，是的零值工作点。当不等于π而等于π/2时，当对扫描360度时，的一阶微分不穿过0，但的一阶微分在处的最大值为180度，也是的零值工作点。
一旦P在四等分点(π/2)时，可以扫描以确定最大值，从而得到的相位为π时的“粗略扫描”。设置之后，可以扫描从而得到的相位为π时的“精细扫描”。
上述实施例在图4至图9中示出。在图4中，控制电路450与图4所示的其它组件电耦合，其它组件包括产生相干光信号400的光源402，移相器412I、412Q、422I和422Q，加热器416I、416Q和426I，以及抽头式光电二极管440。控制电路450可以是接收和发送电信号并执行计算的数字信号处理器、微控制器、专用集成电路或普通技术人员已知的任何其它组件(或组件组合)。控制电路450与图4中其它组件(由多条虚线450建议的)之间的电耦合可以是直接的或间接的，并且可以采用普通技术人员已知的任何连接形式。在本实施例中，对图4中的调制器4c进行调谐，以便当为π/2(90°)时，和为零值(0°)。
在一个示例实施例中，控制电路450包括：第一加热器抖动模块，通过第一加热器采用第一抖动音，其中，第一加热器位于第一子MZM的一个臂上，第一子MZM为嵌套式MZM提供同相(in-phase，I)调制；第二加热器扫描模块，扫描第二加热器，其中，第二加热器位于第二子MZM的一个臂上，第二子MZM为嵌套式MZM提供正交相位(quadrature phase，Q)调制；第一曲线记录模块，根据嵌套式MZM输出的光信号来记录第一曲线；第二加热器抖动模块，通过第二加热器采用第二抖动音；第二加热器扫描模块，扫描第二加热器；第二曲线记录模块，根据嵌套MZM输出的光信号来记录第二曲线；温度调节模块，当第一曲线与第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节第三加热器的温度，其中，第三加热器位于第一子MZM和第二子MZM之一中的输出波导上；以及母相四等分点模块，当第一曲线与第二曲线之间的相位差等于90度时，确定母相(parent phase，P)四等分点。在一些实施例中，控制电路450可以包括其它或额外的模块，用于执行实施例中所描述的任一步骤或步骤的组合。此外，方法的额外或可替换实施例或方面中的任一，如任一图中所示或任一权利要求中所述，也可以设想包括类似模块。
图5A至图5C示出了在实施例中进行调谐的步骤的流程图。首先，控制电路450根据步骤5.1至步骤5.5对P相位调谐。在步骤5.1中，加热器416I采用抖动音，扫描加热器416Q，记录光电二极管440处的调制器输出。运用等式8，这将产生如图6所示的曲线601等曲线。在步骤5.2中，加热器416Q采用抖动音，扫描加热器416Q，记录光电二极管440处的调制器输出。运用等式7，这将产生如图6所示的曲线602等曲线。在步骤5.3中，测量两条曲线之间的相位差。如果相位差为90度，则对P调谐，过程移动到步骤5.5。如果相位差不是90度，则在步骤5.4中调整加热器426I，重复步骤5.1至步骤5.3，直到相位差为90度。在步骤5.5处，一旦相位差为90度，则P位于四等分点。注意的是，可替代地，可以扫描416I，而不是在步骤5.1和5.2中扫描416Q。
接着，控制电路450根据步骤5.6至步骤5.10对I相调谐。在步骤5.6中，加热器416I采用抖动音，扫描加热器416Q，记录光电二极管440处的调制器输出。运用等式7，这将产生图7中的曲线701。在步骤5.7中，在曲线701达到其最大值时确定Q的值。Q的值为Q的“粗略零值”。在步骤5.8中，在加热器416Q上设置在步骤5.7中确定的粗略零值。在步骤5.9中，加热器416I采用抖动音，扫描加热器416I，记录光电二极管440处的调制器输出。运用等式7，这将产生如图8中的曲线801等曲线。在步骤5.10中，在曲线801穿过0时确定I的值。该值为I的零值点。
最后，控制电路450根据步骤5.11至步骤5.13对Q相位调谐。首先，在步骤5.11中，将I设为如步骤5.10所确定的I相零值点。在步骤5.12中，加热器416Q采用抖动音，扫描加热器416Q，记录光电二极管440处的调制器输出。运用等式8，这将产生如图9中的曲线901等曲线。在步骤5.13中，在曲线901穿过0时确定Q的值。该值为Q的零值点。
注意的是，当调整加热器416I和416Q上的I相和Q相时，加热器426I上的P相可能受到来自子调制器相位调谐的相位泄漏的影响。为了进行补偿，可以调整加热器426I的P相，使得母调制器四等分点保持锁定。通常情况下，1∶1度补偿将保持母调制器四等分点锁定。
上述实施例也可适用于其他调制器构造。通过举例但不做限制，本实施例可用于调谐双极化IQ调制器，在这种情况下，可以对X极化信号执行图5中公开的步骤，对Y极化信号复用相同步骤。此外，通过举例但不做限制，本实施例可用于调谐波分复用系统中的调制器，在这种情况下，可以在信号复用之前对每个调制器的输出执行图5中公开的步骤。
本文公开了一种用于嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator，MZM)的控制器，包括用于监控MZM输出的光信号的构件，用于确定P相四等分点的构件，用于确定I相零值点的构件，以及用于确定Q相零值点的构件。
本文还公开了一种调谐嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator，MZM)的方法，该嵌套式MZM包括：通过第一加热器采用第一抖动音的构件；扫描第二加热器的构件；根据嵌套MZM输出的光信号来记录第一曲线的构件；通过第二加热器采用第二抖动音的构件；扫描第二加热器的构件；根据嵌套式MZM输出的光信号来记录第二曲线的构件；当第一曲线和第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节第三加热器的温度的构件，其中，第三加热器位于第一子MZM和第二子MZM之一中的输出波导上；以及当第一曲线和第二曲线之间的相位差等于90度时，确定母相(parent phase，P)四等分点的构件。
本文还公开了一种用于调谐嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehndermodulator，MZM)的控制器，该控制器包括存储指令的构件，执行指令的构件，通过第一加热器采用第一抖动音的构件，扫描第二加热器的构件，根据嵌套式MZM输出的光信号来记录第一曲线的构件，通过第二加热器采用第二抖动音的构件，扫描第二加热器的构件，根据嵌套式MZM输出的光信号来记录第二曲线的构件，调节第三加热器温度的构件，以及确定母相(parent phase，P)四等分点的构件。
虽然本发明多个具体实施例，但应当理解，所公开的系统和方法也可通过其它多种具体形式体现，而不会脱离本发明的精神或范围。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文中所给出的细节。例如，各种元件或组件可以在另一系统中组合或整合，或者某些特征可以省略或不实施。
此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或集成。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式经由某一接口、设备或中间组件间接地耦合或通信。其它变更、替换、更替示例对本领域技术人员而言是显而易见的，均不脱离此处公开的精神和范围。

Claims (21)

1.一种用于嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator，MZM)的控制器，其特征在于，所述控制器包括：
光监控器；以及
处理器，其中，
所述嵌套式MZM包括：
输入波导；
输出波导；
第一子MZM，包括输入波导、输出波导、两个臂以及一个臂上的第一加热器，所述第一子MZM提供同相(in-phase，I)调制；
第二子MZM，包括输入波导、输出波导、两个臂以及一个臂上的第二加热器，所述第二子MZM提供正交相位(quadrature phase，Q)调制；以及
所述第一子MZM中的所述输出波导和所述第二子MZM中的所述输出波导之一上的第三加热器，
所述光监控器与所述嵌套式MZM中的所述输出波导耦合，
所述处理器与所述第一加热器、所述第二加热器、所述第三加热器以及所述光监控器耦合，
所述光监控器用于测量所述嵌套式MZM中的所述输出波导上的光信号，以及
所述处理器用于：
确定P相四等分点；
确定I相零值点；以及
确定Q相零值点。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，为了确定所述P相四等分点，所述处理器用于：
使得所述第一加热器采用第一抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第一曲线；
使得所述第二加热器采用第二抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第二曲线；
当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节所述第三加热器的温度；以及
当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差等于90度时，确定所述P相四等分点。
3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述光监控器测量所述光信号的输出强度、所述第一抖动音的相位和所述第二抖动音的相位，所述第一曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第一抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图，所述第二曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第二抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图。
4.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述光信号的输出强度Iout通过以下关系来描述：
其中，和是与所述第一、第二和第三加热器相关联的相移，是所述第一子MZM中的所述两个臂之间的相位差，是所述第二子MZM中的所述两个臂之间的相位差，是所述第一子MZM中的所述两个臂处和所述第二子MZM中的所述两个臂处的相位之和。
5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，根据以下关系，所述输出强度的一阶微分dIout与所述第一抖动音的所述相位的一阶微分相关：
其中，等于
6.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，为了确定所述I相零值点，所述处理器还用于：
使得所述第一加热器采用第三抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第三曲线；
将所述第二加热器调整到所述第三曲线达到最大值时的点；
使得所述第一加热器采用第四抖动音；
扫描所述第一加热器；
根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第四曲线；以及
将所述I相零值点确定为所述第四曲线穿过0时的点。
7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述光监控器测量所述光信号的输出强度、所述第三抖动音的相位和所述第四抖动音的相位，所述第三曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第三抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图，所述第四曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第四抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图。
8.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述处理器还用于同步调整所述第三加热器和所述第一加热器。
9.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，为了确定所述Q相零值点，所述处理器还用于：
将所述第一加热器调整到所述I相零值点；
使得所述第二加热器采用第五抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第五曲线；以及
将所述第五曲线穿过0时的点确定为所述Q相零值点。
10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述光监控器测量所述光信号的输出强度和所述第五抖动音的相位，所述第五曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第五抖动音的所述相位的一阶微分的绘制图。
11.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述处理器还用于同步调整所述第三加热器和所述第二加热器。
12.一种调谐嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator，MZM)的方法，其特征在于，所述方法包括：
第一加热器采用第一抖动音，其中，所述第一加热器位于第一子MZM中的一个臂上，所述第一子MZM为所述嵌套式MZM提供同相(in-phase，I)调制；
扫描第二加热器，其中，所述第二加热器位于第二子MZM中的一个臂上，所述第二子MZM为所述嵌套式MZM提供正交相位(quadrature phase，Q)调制；
根据所述嵌套式MZM输出的光信号来记录第一曲线；
所述第二加热器采用第二抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第二曲线；
当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节第三加热器的温度，其中，所述第三加热器位于所述第一子MZM和所述第二子MZM之一中的输出波导上；以及
当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差等于90度时，确定母相(parent phase，P)四等分点。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，记录所述第一曲线和所述第二曲线还包括测量所述光信号的输出强度，所述第一曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第一抖动音的相位的一阶微分的绘制图，所述第二曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第二抖动音的相位的一阶微分的绘制图。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述光信号的所述输出强度Iout通过以下关系来描述：
其中，和是与所述第一、第二和第三加热器相关联的相移，是所述第一子MZM中的所述两个臂之间的相位差，是所述第二子MZM中的所述两个臂之间的相位差，是所述第一子MZM中的所述两个臂处和所述第二子MZM中的所述两个臂处的相位之和。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，根据以下关系，所述输出强度的一阶微分dIout与所述第一抖动音的所述相位的一阶微分相关：
其中，等于
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述第一加热器采用第三抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第三曲线；
将所述第二加热器调整到所述第三曲线达到最大值时的点；
所述第一加热器采用第四抖动音；
扫描所述第一加热器；
根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第四曲线；以及
将所述I相零值点确定为所述第四曲线穿过0时的点。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，记录所述第三曲线和所述第四曲线还包括测量所述光信号的输出强度，所述第三曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第三抖动音的相位的一阶微分的绘制图，所述第四曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第四抖动音的相位的一阶微分的绘制图。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括同步调整所述第三加热器和所述第一加热器或所述第二加热器。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第一加热器调整到所述I相零值点；
所述第二加热器采用第五抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述光监控器测量的所述光信号来记录第五曲线；
将所述第五曲线穿过0时的点确定为所述Q相零值点。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，根据所述光信号来记录所述第五曲线还包括测量所述光信号的输出强度，所述第五曲线是所述输出强度的一阶微分到所述第五抖动音的相位的一阶微分的绘制图。
21.一种用于调谐嵌套式马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator，MZM)的控制器，其特征在于，所述控制器包括：
包含指令的非瞬时性存储器；以及
与所述存储器通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令使得：
第一加热器采用第一抖动音，其中，所述第一加热器位于第一子MZM的一个臂上，所述第一子MZM为所述嵌套式MZM提供同相(in-phase，I)调制；
扫描第二加热器，其中，所述第二加热器位于第二子MZM的一个臂上，所述第二子MZM为所述嵌套式MZM提供正交相位(quadrature phase，Q)调制；
根据所述嵌套式MZM输出的光信号来记录第一曲线；
所述第二加热器采用第二抖动音；
扫描所述第二加热器；
根据所述嵌套式MZM输出的所述光信号来记录第二曲线；
当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差不等于90度时，调节第三加热器的温度，其中，所述第三加热器位于所述第一子MZM和所述第二子MZM之一中的输出波导上；以及
当所述第一曲线与所述第二曲线之间的相位差等于90度时，确定母相(parent phase，P)四等分点。
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