FR3136070A1 - Method for spectral positioning of a photonic system - Google Patents
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Abstract
L’invention porte sur un procédé de positionnement spectral d’un système photonique, le système photonique mettant en œuvre les opérations de conditionnement d’un signal de contrôle (V) conduisant à produire un signal numérique de contrôle, la mise en œuvre d’une première opération (OP1) de traitement du signal numérique de contrôle pour produire au moins un signal numérique, dit « premier signal de verrouillage », représentatif de la puissance d’une deuxième harmonique de la fréquence de modulation (Fd) présente dans le signal numérique de contrôle, la mise en œuvre d’une deuxième opération (OP2) de traitement du premier signal de verrouillage (Vr1) pour produire une commande numérique d’ajustement, la deuxième opération (OP2) visant à optimiser l’amplitude du premier signal de verrouillage (Vr1), et le conditionnement de la commande numérique d’ajustement pour produire la commande d’ajustement (CLa) et l’appliquer au dispositif d’ajustement (H1). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 aThe invention relates to a method for spectral positioning of a photonic system, the photonic system implementing the operations of conditioning a control signal (V) leading to producing a digital control signal, the implementation of a first operation (OP1) for processing the digital control signal to produce at least one digital signal, called “first locking signal”, representative of the power of a second harmonic of the modulation frequency (Fd) present in the signal digital control, the implementation of a second operation (OP2) for processing the first locking signal (Vr1) to produce a digital adjustment command, the second operation (OP2) aimed at optimizing the amplitude of the first signal locking (Vr1), and conditioning the digital adjustment command to produce the adjustment command (CLa) and apply it to the adjustment device (H1). Figure to be published with the abstract: Fig. 1 a
Description
L’invention concerne un système photonique. Plus précisément l’invention porte sur un procédé de positionnement spectral d’un dispositif photonique comprenant, au moins, une source laser et un filtre. Le filtre peut être un filtre en anneau résonnant, un filtre de type interféromètre de Mach Zehnder (MZ) ou former, en partie au moins, un modulateur en anneau résonnant ou un modulateur MZ.A photonic system is disclosed. More precisely, the invention relates to a method for spectral positioning of a photonic device comprising, at least, a laser source and a filter. The filter may be a resonant ring filter, a Mach Zehnder (MZ) interferometer type filter or form, at least in part, a resonant ring modulator or an MZ modulator.
On connaît dans l’état de la technique de nombreuses méthodes visant à aligner entre eux la fréquence de résonance d’un filtre optique et la fréquence d’émission d’une source laser. L’ajustement de la fréquence de résonnance ou la fréquence d’émission peuvent être faits à l’aide d’un réchauffeur placé à proximité du filtre ou du laser. Le réchauffeur est commandé de manière à « verrouiller » le système, c’est-à-dire à faire correspondre la fréquence d’émission à la fréquence de résonnance.Numerous methods are known in the state of the art aimed at aligning the resonance frequency of an optical filter and the emission frequency of a laser source. Adjustment of the resonance frequency or the emission frequency can be done using a heater placed near the filter or the laser. The heater is controlled so as to “lock” the system, that is to say to match the emission frequency to the resonance frequency.
Dans le document "Error-free operation of a polarization-insensitive 4λ; x 25 Gbps silicon photonic WDM receiver with closed-loop thermal stabilization of Si microrings," Opt. Express 24, 13204-13209 (2016) un photodétecteur et un réchauffeur sont associés à chaque filtre du système. Un régulateur mesure à intervalles réguliers le courant fourni par le photodétecteur et ajuste incrémentalement la commande du réchauffeur en vue de maximiser le courant produit, et ainsi chercher à aligner la fréquence d’émission du laser et la fréquence de résonnance du filtre. Chaque filtre (ou groupes de filtres) du système comprend sa propre boucle de régulation (incluant un réchauffeur et un photodétecteur) et est donc verrouillé individuellement.In the document "Error-free operation of a polarization-insensitive 4λ; x 25 Gbps silicon photonic WDM receiver with closed-loop thermal stabilization of Si microrings," Opt. Express 24, 13204-13209 (2016) a photodetector and a heater are associated with each filter in the system. A regulator measures at regular intervals the current supplied by the photodetector and incrementally adjusts the control of the heater in order to maximize the current produced, and thus seek to align the emission frequency of the laser and the resonance frequency of the filter. Each filter (or groups of filters) in the system includes its own control loop (including a heater and a photodetector) and is therefore individually locked.
Le document "Wavelength Locking and Thermally Stabilizing Microring Resonators Using Dithering Signals," in Journal of Lightwave Technology, vol. 32, no. 3, pp. 505-512, Feb.1, 2014 propose également un procédé de positionnement spectral d’un système photonique similaire, incluant une pluralité de filtres munis de réchauffeurs et de photodétecteurs. Selon l’approche divulguée par ce document, les fréquences de résonnances des filtres sont modulées à l’aide d’un signal de modulation en créneau. Pour chaque filtre, un circuit analogique effectue le produit entre le signal fourni par le photodétecteur et le signal de modulation, filtre les harmoniques pour ne conserver que la partie statique de ce produit pour identifier, selon le signe de cette partie statique, si la fréquence d’émission est inférieure ou supérieure à la fréquence de résonnance. Cette information est exploitée pour ajuster la commande appliquée au réchauffeur en vue de réduire l’écart existant entre ces deux fréquences.The paper “Wavelength Locking and Thermally Stabilizing Microring Resonators Using Dithering Signals,” in Journal of Lightwave Technology, vol. 32, no. 3, pp. 505-512, Feb.1, 2014 also proposes a method for spectral positioning of a similar photonic system, including a plurality of filters equipped with heaters and photodetectors. According to the approach disclosed by this document, the resonance frequencies of the filters are modulated using a slot modulation signal. For each filter, an analog circuit performs the product between the signal supplied by the photodetector and the modulation signal, filters the harmonics to retain only the static part of this product to identify, according to the sign of this static part, if the frequency emission is lower or higher than the resonance frequency. This information is used to adjust the control applied to the heater in order to reduce the difference between these two frequencies.
Selon cette approche également chaque filtre du système photonique comprend sa propre boucle de régulation (incluant un réchauffeur et un photodétecteur) et est donc verrouillé individuellement.According to this approach also each filter of the photonic system includes its own regulation loop (including a heater and a photodetector) and is therefore individually locked.
Lorsque le système photonique présente plusieurs voies, c’est-à-dire plusieurs fréquences de résonnance et/ou plusieurs fréquences d’émission qu’il est nécessaire de verrouiller entre elles, ces méthodes nécessitent autant de photodétecteurs que de voies. La présence d’un photodétecteur pour chaque voie à verrouiller rend ces approches particulièrement complexes à mettre en œuvre, notamment lorsque le nombre de voies est important, par exemple supérieur 10 ou à 50.When the photonic system has several channels, that is to say several resonance frequencies and/or several emission frequencies that must be locked together, these methods require as many photodetectors as channels. The presence of a photodetector for each channel to be locked makes these approaches particularly complex to implement, particularly when the number of channels is large, for example greater than 10 or 50.
Le document "Simultaneous wavelength locking of microring modulator array with a single monitoring signal," Opt. Express 25, 16040-16046 (2017) propose une technique permettant le verrouillage simultané des fréquences de résonnance d'un réseau de modulateurs en anneau sur les raies spectrales d’un rayonnement lumineux en peigne de fréquences. Comme cela est bien connu en soi, un modulateur en anneau permet à la fois de filtrer une longueur d’onde choisie parmi plusieurs longueurs d’onde et permet la modulation de cette longueur d’onde choisie. Dans le document précité, le verrouillage est réalisé à l’aide d’un unique photodétecteur prélevant la puissance du rayonnement circulant dans un bus optique auquel sont couplés les modulateurs et dans lequel circule un signal optique WDM modulé. Un algorithme d’optimisation exploite la partie RF de puissance optique du rayonnement, c’est-à-dire la puissance générée par les modulateurs, pour établir les signaux de commande de réchauffeurs respectivement associés à ces modulateurs, les commandes visant à maximiser la puissance optique RF présent dans le bus optique.The document “Simultaneous wavelength locking of microring modulator array with a single monitoring signal,” Opt. Express 25, 16040-16046 (2017) proposes a technique allowing the simultaneous locking of the resonant frequencies of a network of ring modulators on the spectral lines of light radiation in a frequency comb. As is well known in itself, a ring modulator allows both filtering a wavelength chosen from several wavelengths and allows the modulation of this chosen wavelength. In the aforementioned document, locking is carried out using a single photodetector sampling the power of the radiation circulating in an optical bus to which the modulators are coupled and in which a modulated WDM optical signal circulates. An optimization algorithm exploits the RF optical power part of the radiation, that is to say the power generated by the modulators, to establish the heater control signals respectively associated with these modulators, the controls aiming to maximize the power optical RF present in the optical bus.
Lors de l'initialisation de l’algorithme d’optimisation, chaque modulateur est ajusté consécutivement au cours d’une recherche exhaustive jusqu'à ce qu'il y ait un gradient notable dans la puissance RF mesurée. À ce stade, une méthode de gradient prend le relais pour une convergence rapide vers le meilleur biais de chauffage. Pendant ce processus, chaque modulateur est verrouillé. Une fois le dernier modulateur en anneau ajusté, l'algorithme utilise la méthode du gradient sans fin sur chaque anneau pour assurer le suivi de la dérive de température.When initializing the optimization algorithm, each modulator is adjusted consecutively during an exhaustive search until there is a noticeable gradient in the measured RF power. At this point, a gradient method takes over for rapid convergence to the best heating bias. During this process, each modulator is locked. Once the last ring modulator is adjusted, the algorithm uses the endless gradient method on each ring to track the temperature drift.
L’approche suivie par ce document repose sur l’hypothèse que la puissance optique RF est maximale lorsque les fréquences de résonnance des modulateurs sont bien alignées avec les fréquences d’émission formant les raies spectrales du rayonnement. Pour que cette hypothèse soit satisfaite, il est notamment essentiel que les données modulées par chaque modulateur soient non corrélées. Cette approche nécessite également que les fréquences d’émission soient bien séparées les unes des autres, de 50 GHz au moins.The approach followed by this document is based on the hypothesis that the RF optical power is maximum when the resonance frequencies of the modulators are well aligned with the emission frequencies forming the spectral lines of the radiation. For this hypothesis to be satisfied, it is particularly essential that the data modulated by each modulator be uncorrelated. This approach also requires that the transmission frequencies be well separated from each other, by at least 50 GHz.
Une autre approche se fondant sur un seul photodétecteur et sur la modulation des fréquences de résonnances des filtres est présentée dans le document « Streamlined Architecture for Thermal Control and Stabilization of Cascaded DWDM Micro-Ring Filters Bus » présenté par Maarten Hattink lors de la conférence Optical Fiber Conference, tenue du 6 au 10 mars 2022. Cette approche nécessite toutefois une calibration du dispositif qui rend la solution particulièrement lourde à exploiter. Le choix des fréquences de modulations proposé par ce document conduit à introduire des termes d’erreur sur le signal d’asservissement.Another approach based on a single photodetector and the modulation of the resonance frequencies of the filters is presented in the document “Streamlined Architecture for Thermal Control and Stabilization of Cascaded DWDM Micro-Ring Filters Bus” presented by Maarten Hattink at the Optical conference Fiber Conference, held from March 6 to 10, 2022. This approach, however, requires calibration of the device which makes the solution particularly cumbersome to operate. The choice of modulation frequencies proposed by this document leads to the introduction of error terms on the servo signal.
Un but de l’invention est de proposer un procédé de positionnement spectral d’un système photonique n’ayant pas les limitations de l’état de la technique et s’en distinguant. Plus précisément, un but de l’invention est de proposer un système de positionnement spectral ne nécessitant pas autant de photodétecteurs que de voies à verrouiller.An aim of the invention is to propose a method for spectral positioning of a photonic system which does not have the limitations of the state of the art and which is distinct from it. More precisely, an aim of the invention is to propose a spectral positioning system which does not require as many photodetectors as channels to be locked.
En vue de la réalisation de ce but, l’objet de l’invention propose un procédé de positionnement spectral d’un système photonique, le système photonique comprenantWith a view to achieving this goal, the object of the invention proposes a method for spectral positioning of a photonic system, the photonic system comprising
- au moins une source laser produisant un rayonnement présentant au moins une fréquence d’émission ;at least one laser source producing radiation having at least one emission frequency;
- au moins un filtre présentant une fréquence de résonnance ;at least one filter having a resonant frequency;
- au moins un guide d’onde configuré pour coupler optiquement le rayonnement produit par la source laser au filtre ;at least one waveguide configured to optically couple the radiation produced by the laser source to the filter;
- un photodétecteur optiquement couplé au guide d’onde pour recevoir un rayonnement filtré, le photodétecteur produisant un signal de contrôle ;a photodetector optically coupled to the waveguide to receive filtered radiation, the photodetector producing a control signal;
- au moins un dispositif d’ajustement associé à la source laser ou au filtre, le dispositif d’ajustement étant commandé pour moduler, à une fréquence de modulation, et ajuster la fréquence d’émission de la source laser ou la fréquence de résonnance du filtre.at least one adjustment device associated with the laser source or the filter, the adjustment device being controlled to modulate, at a modulation frequency, and adjust the emission frequency of the laser source or the resonance frequency of the filter .
Le procédé met en œuvre les opérations suivantes :The process implements the following operations:
- le conditionnement du signal de contrôle conduisant à produire un signal numérique de contrôle ;conditioning the control signal leading to producing a digital control signal;
- une première opération de traitement du signal numérique de contrôle pour produire au moins un signal numérique, dit « premier signal de verrouillage », représentatif de la puissance d’une deuxième harmonique de la fréquence de modulation présente dans le signal numérique de contrôle ;a first processing operation of the digital control signal to produce at least one digital signal, called “first locking signal”, representative of the power of a second harmonic of the modulation frequency present in the digital control signal;
- une deuxième opération de traitement du premier signal de verrouillage pour produire une commande numérique d’ajustement, la deuxième opération visant à optimiser l’amplitude du premier signal de verrouillage ;a second operation of processing the first locking signal to produce a digital adjustment command, the second operation aiming to optimize the amplitude of the first locking signal;
- le conditionnement de la commande numérique d’ajustement pour produire la commande d’ajustement et l’appliquer au dispositif d’ajustement.conditioning the digital adjustment command to produce the adjustment command and apply it to the adjustment device.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable :According to other advantageous and non-limiting characteristics of the invention, taken alone or in any technically feasible combination:
- la deuxième opération vise à maximiser l’amplitude du premier signal de verrouillage ;the second operation aims to maximize the amplitude of the first locking signal;
- le premier signal de verrouillage est formé du rapport entre les puissances, dans le signal numérique de contrôle, de la part de signal dans la seconde harmonique et dans la fréquence fondamentale, la deuxième opération visant à optimiser l’amplitude du premier signal de verrouillage pour qu’il soit égal à une valeur déterminée ;the first locking signal is formed from the ratio between the powers, in the digital control signal, of the signal share in the second harmonic and in the fundamental frequency, the second operation aimed at optimizing the amplitude of the first locking signal for that it is equal to a determined value;
- la modulation appliquée par le dispositif d’ajustement est spectralement pure ;the modulation applied by the adjustment device is spectrally pure;
- la première opération produit au moins un deuxième signal de verrouillage représentatif de la phase du signal numérique de contrôle ;the first operation produces at least a second locking signal representative of the phase of the digital control signal;
- la première opération comprend une transformée de fourrier du signal numérique de contrôle ;the first operation comprises a Fourier transform of the digital control signal;
- le système photonique comprend une pluralité de dispositifs d’ajustement sélectivement commandables et respectivement associés à une pluralité de filtres ou à une pluralité de sources laser, le procédé comprenant une étape de sélection d’un seul des dispositifs d’ajustement et y appliquer la commande d’ajustement ;the photonic system comprises a plurality of selectively controllable adjustment devices and respectively associated with a plurality of filters or with a plurality of laser sources, the method comprising a step of selecting only one of the adjustment devices and applying the command thereto adjustment;
- l’étape de sélection est répétée pour sélectionner successivement chacun des dispositifs d’ajustement et y appliquer successivement les commandes d’ajustement ;the selection step is repeated to successively select each of the adjustment devices and successively apply the adjustment commands thereto;
- le système photonique comprend une pluralité de dispositifs d’ajustement respectivement associés à une pluralité de filtres ou à une pluralité de sources laser, les fréquences de modulation des dispositifs d’ajustement étant distinctes les unes des autres ;the photonic system comprises a plurality of adjustment devices respectively associated with a plurality of filters or with a plurality of laser sources, the modulation frequencies of the adjustment devices being distinct from each other;
- la fréquence de modulation de chaque dispositif d’ajustement est également distincte d’une deuxième harmonique des fréquences de modulation des autres dispositifs d’ajustement ;the modulation frequency of each adjustment device is also distinct from a second harmonic of the modulation frequencies of the other adjustment devices;
- la première opération produit une pluralité de signaux de verrouillage, chaque signal de verrouillage étant associé à une deuxième harmonique de la fréquence de modulation d’un dispositif d’ajustement ;the first operation produces a plurality of locking signals, each locking signal being associated with a second harmonic of the modulation frequency of an adjustment device;
- une pluralité de deuxième opération associée à la pluralité des signaux de verrouillage produit concurremment une pluralité de commandes numériques d’ajustement.a plurality of second operations associated with the plurality of latch signals concurrently produces a plurality of digital adjustment commands.
Selon un autre aspect, l’objet de l’invention propose un système photonique de positionnement spectral d’un dispositif photonique comprenant :According to another aspect, the object of the invention proposes a photonic system for spectral positioning of a photonic device comprising:
- au moins une source laser produisant un rayonnement présentant au moins une fréquence d’émission ;at least one laser source producing radiation having at least one emission frequency;
- au moins un filtre présentant une fréquence de résonnance ;at least one filter having a resonant frequency;
- au moins un guide d’onde configuré pour coupler optiquement le rayonnement produit par la source laser au filtre ;at least one waveguide configured to optically couple the radiation produced by the laser source to the filter;
- un photodétecteur optiquement couplé au guide d’onde pour recevoir un rayonnement filtré, le photodétecteur produisant un signal de contrôle ;a photodetector optically coupled to the waveguide to receive filtered radiation, the photodetector producing a control signal;
- au moins un dispositif d’ajustement associé à la source laser ou au filtre, le dispositif d’ajustement étant commandé pour moduler, à une fréquence de modulation, et ajuster la fréquence d’émission de la source laser ou la fréquence de résonnance du filtre ;at least one adjustment device associated with the laser source or the filter, the adjustment device being controlled to modulate, at a modulation frequency, and adjust the emission frequency of the laser source or the resonance frequency of the filter ;
-
un dispositif de verrouillage configuré pour mettre en œuvre les opérations suivantes :
- le conditionnement du signal de contrôle conduisant à produire un signal numérique de contrôle ;
- une première opération de traitement du signal numérique de contrôle pour produire au moins un signal numérique, dit « premier signal de verrouillage », représentatif de la puissance d’une deuxième harmonique de la fréquence de modulation présente dans le signal numérique de contrôle ;
- une deuxième opération de traitement du premier signal de verrouillage pour produire une commande numérique d’ajustement, la deuxième opération visant à maximiser l’amplitude du premier signal de verrouillage ;
- le conditionnement de la commande numérique d’ajustement pour produire la commande d’ajustement et l’appliquer au dispositif d’ajustement.
- conditioning the control signal leading to producing a digital control signal;
- a first processing operation of the digital control signal to produce at least one digital signal, called “first locking signal”, representative of the power of a second harmonic of the modulation frequency present in the digital control signal;
- a second operation of processing the first locking signal to produce a digital adjustment command, the second operation aiming to maximize the amplitude of the first locking signal;
- conditioning the digital adjustment command to generate the adjustment command and apply it to the adjustment device.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable :According to other advantageous and non-limiting characteristics of the invention, taken alone or in any technically feasible combination:
- le système photonique comprend un unique photodétecteur ;the photonic system comprises a single photodetector;
- le système photonique comprend un filtre comprenant une pluralité de filtres élémentaires couplés ;the photonic system comprises a filter comprising a plurality of coupled elementary filters;
- le dispositif photonique est un laser accordable.the photonic device is a tunable laser.
- le dispositif photonique est un interrupteur optique.the photonic device is an optical switch.
- le dispositif photonique comprend une pluralité de lasers émettant une pluralité de fréquences d’émission.the photonic device includes a plurality of lasers emitting a plurality of emission frequencies.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée de l’invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description of the invention which follows with reference to the appended figures in which:
Les figures 6a, 6b illustrent une troisième application d’un procédé conforme à l’invention.Figures 6a, 6b illustrate a third application of a process according to the invention.
Les figures 1a, 1b, 1c, 1d et 1e sont des schémas des principes sous-tendant l’invention. Sur l’architecture du système photonique pris en exemple sur la
Dans l’exemple de la
Un modulateur M, relié au dispositif d’ajustement de la fréquence d’émission du laser, est configuré pour moduler la fréquence d’émission Fla du rayonnement lumineux émis par le laser accordable La, d’une fréquence de modulation Fd. Cette fréquence de modulation Fd, par exemple de 5 kHz, est relativement faible comparée à la fréquence d’émission du laser, par exemple de 200 térahertz. L’amplitude de cette modulation est également faible, de l’ordre du gigahertz. A titre d’exemple, 1 mA d’amplitude de modulation du courant d’alimentation de la source laser La peut conduire à une variation de la fréquence d’émission FLa de l’ordre de plus ou moins 1 GHz. La fréquence du rayonnement lumineux émis par le laser accordable La varie donc à très faible fréquence Fd et avec une faible amplitude A (1GHz) autour de sa fréquence fondamentale FLa. La fréquence laser varie donc comme Fla + A.cos (2pi.Fd.t).A modulator M, connected to the device for adjusting the laser emission frequency, is configured to modulate the emission frequency Fla of the light radiation emitted by the tunable laser La, by a modulation frequency Fd. This modulation frequency Fd, for example 5 kHz, is relatively low compared to the emission frequency of the laser, for example 200 terahertz. The amplitude of this modulation is also low, of the order of one gigahertz. For example, 1 mA of modulation amplitude of the power supply current of the laser source La can lead to a variation in the emission frequency FLa of the order of plus or minus 1 GHz. The frequency of the light radiation emitted by the tunable laser La therefore varies at a very low frequency Fd and with a low amplitude A (1GHz) around its fundamental frequency FLa. The laser frequency therefore varies as Fla + A.cos (2pi.Fd.t).
Sur la
Sur la
Enfin, sur la
Revenant à la description du schéma de principe de la
La
Le signal numérique de contrôle Vn est traité par un dispositif de calcul MP qui peut correspondre à un microcontrôleur, un microprocesseur de traitement de signal, un FPGA ou tout autre dispositif de calcul. Le dispositif de calcul produit au moins un signal numérique, dit « signal de verrouillage », destiné à former la commande d’ajustement CLa du dispositif d’ajustement de fréquence. Dans l’exemple représenté sur la
Bien entendu, la première et la seconde section de conditionnement pourraient comprendre d’autres éléments, en complément ou en remplacement, que ceux représentés à titre d’exemple sur la
D’une manière très générale, le dispositif de calcul MP met en œuvre des traitements exploitant les résultats présentés dans les figures 1b,1c,1d pour déterminer une commande CLa à appliquer au moyen d’ajustement H de la fréquence d’émission du laser visant à maximiser la part du signal présente dans la seconde harmonique 2*Fd du signal de contrôle fourni par le photodétecteur PD. Comme on l’a exposé en relation avec la description de ces figures 1b,1c,1d, lorsque cette part de signal présente dans la seconde harmonique 2*Fd est maximale, le système est bien verrouillé, c’est-à-dire que la fréquence d’émission Fla et la fréquence de résonnance F0 se correspondent.In very general terms, the calculation device MP implements processing operations exploiting the results presented in Figures 1b, 1c, 1d to determine a command CLa to be applied to the adjustment means H of the laser emission frequency aimed at maximizing the part of the signal present in the second harmonic 2*Fd of the control signal supplied by the photodetector PD. As explained in relation to the description of these figures 1b, 1c, 1d, when this portion of signal present in the second harmonic 2*Fd is maximum, the system is well locked, that is to say that the emission frequency Fla and the resonance frequency F0 correspond.
Plus généralement encore, la détermination de la commande CLa est réalisée par optimisation d’une fonction prenant en argument la part du signal présente dans la seconde harmonique 2*Fd du signal de contrôle V. Le critère d’optimisation peut correspondre à ce que la fonction atteigne une valeur cible, soit inférieur à une valeur plafond prédéterminée ou soit supérieur à une valeur seuil prédéterminée.Even more generally, the determination of the control CLa is carried out by optimization of a function taking as an argument the part of the signal present in the second harmonic 2*Fd of the control signal V. The optimization criterion can correspond to what the function reaches a target value, either lower than a predetermined ceiling value or higher than a predetermined threshold value.
A titre d’exemple, on peut ainsi chercher à fixer le rapport entre la part de signal dans la seconde harmonique et la part du signal présent dans la fréquence fondamentale pour qu’il soit égal à une valeur cible ou pour le maximiser.For example, we can thus seek to fix the ratio between the portion of signal in the second harmonic and the portion of the signal present in the fundamental frequency so that it is equal to a target value or to maximize it.
Revenant à la description de la
- Une première opération OP1 de traitement du signal numérique de contrôle pour produire au moins un signal numérique Vr1, dit « premier signal de verrouillage », représentatif de la puissance d’une deuxième harmonique de la fréquence de modulation présente dans le signal numérique de contrôle Vn ;A first operation OP1 for processing the digital control signal to produce at least one digital signal Vr1, called “first locking signal”, representative of the power of a second harmonic of the modulation frequency present in the digital control signal Vn ;
- Une deuxième opération OP2 de traitement du premier signal de verrouillage Vr1 pour produire une commande numérique d’ajustement CLan, la deuxième opération OP2 de traitement visant à optimiser une fonction d’optimisation prenant en argument le premier signal de verrouillage Vr1.A second processing operation OP2 of the first locking signal Vr1 to produce a digital adjustment command CLan, the second processing operation OP2 aiming to optimize an optimization function taking the first locking signal Vr1 as an argument.
Par exemple, la deuxième opération OP2 de traitement peut viser à maximiser l’amplitude du premier signal de verrouillage Vr1.For example, the second processing operation OP2 may aim to maximize the amplitude of the first locking signal Vr1.
La
Le premier signal de verrouillage Vr1 peut correspondre à la puissance d’une deuxième harmonique de la fréquence de modulation présente dans le signal numérique de contrôle Vn. Plus généralement, ce signal de verrouillage peut correspondre à toute fonction prenant en argument cette puissance de deuxième harmonique. Cette fonction peut notamment être le rapport entre la part de signal dans la seconde harmonique et la part du signal présent dans la fréquence fondamentale.The first locking signal Vr1 can correspond to the power of a second harmonic of the modulation frequency present in the digital control signal Vn. More generally, this locking signal can correspond to any function taking this second harmonic power as an argument. This function can in particular be the ratio between the part of the signal in the second harmonic and the part of the signal present in the fundamental frequency.
La
La seconde étape de comparaison pourrait être rendue différente de la simple comparaison entre deux échantillons successifs présentée dans cet exemple conduisant à maximiser l’amplitude du premier signal de verrouillage Vr1. On choisira cette étape de comparaison selon le critère d’optimisation choisi, c’est-à-dire selon que l’on cherche à maximiser, à minimiser ou à rendre égal à une valeur déterminée le signal de verrouillage.The second comparison step could be made different from the simple comparison between two successive samples presented in this example leading to maximizing the amplitude of the first locking signal Vr1. We will choose this comparison step according to the optimization criterion chosen, that is to say depending on whether we seek to maximize, minimize or make the locking signal equal to a determined value.
La
La
Lorsque le signal de contrôle V incorpore plusieurs signaux de modulation, les mêmes principes que ceux exposés dans le cadre de la première approche s’appliquent, ces principes conduisant à fournir, à l’issue de la première opération OP1, une pluralité de premier et deuxième signaux de verrouillage Vr1, Vr2, et chaque couple de signaux de verrouillage Vr1, Vr2 étant traité par une instance de la deuxième opération OP2, ces instances de la deuxième opération OP2 s’exécutant de manière concurrente.When the control signal V incorporates several modulation signals, the same principles as those exposed in the context of the first approach apply, these principles leading to providing, at the end of the first operation OP1, a plurality of first and second locking signals Vr1, Vr2, and each pair of locking signals Vr1, Vr2 being processed by an instance of the second operation OP2, these instances of the second operation OP2 executing concurrently.
Pour conclure cette section portant sur les principes généraux exploités par l’invention, on note qu’en appliquant, à l’aide du modulateur M, un signal de modulation sinusoïdal, c’est-à-dire en appliquant une modulation spectralement pure à la fréquence d’émission, on limite l’apparition d’harmoniques dans le signal de contrôle V fourni par le photodétecteur PD (par comparaison avec une modulation en créneau par exemple). Les harmoniques détectées par le dispositif de verrouillage R sont alors bien représentatives de la qualité du verrouillage entre la fréquence d’émission et la fréquence de résonnance.To conclude this section relating to the general principles exploited by the invention, we note that by applying, using the modulator M, a sinusoidal modulation signal, that is to say by applying a spectrally pure modulation to the emission frequency, the appearance of harmonics in the control signal V supplied by the photodetector PD is limited (by comparison with slot modulation for example). The harmonics detected by the locking device R are then representative of the quality of the locking between the transmission frequency and the resonance frequency.
On note également que les mêmes principes de verrouillage sont applicables à une configuration dans laquelle le laser présente une fréquence d’émission fixe, et dans laquelle le dispositif d’ajustement H est associé au filtre MR de manière à ajuster sa fréquence de résonance. Cette configuration est représentée sur la
Enfin, il n’est pas nécessaire que le modulateur M soit un élément séparé du système photonique 1 : il peut être par exemple intégré au dispositif de verrouillage R, celui-ci produisant donc le signal de modulation et l’appliquant au dispositif d’ajustement H exploité pour moduler la fréquence d’émission ou de résonnance. Si un même dispositif d’ajustement H est exploité à la fois pour moduler et ajuster la fréquence d’émission d’un laser ou de résonnance d’un filtre, le dispositif de verrouillage R peut simplement procéder à la somme du signal de modulation et du signal de commande, et le signal résultant de cette somme appliqué à cet unique dispositif d’ajustement H.Finally, it is not necessary for the modulator M to be a separate element of the photonic system 1: it can for example be integrated into the locking device R, the latter therefore producing the modulation signal and applying it to the locking device. H adjustment used to modulate the emission or resonance frequency. If the same adjustment device H is used both to modulate and adjust the emission frequency of a laser or the resonance of a filter, the locking device R can simply proceed to the sum of the modulation signal and of the control signal, and the signal resulting from this sum applied to this unique adjustment device H.
Les principes qui viennent d’être présentés trouvent tout leur intérêt lorsqu’une pluralité d’éléments dans le système photonique 1 doit être verrouillée entre eux. C’est notamment le cas lorsque le système photonique 1 est composé d’une pluralité de filtres, comme cela est le cas sur les figures 2a et 3a. C’est également le cas lorsque le système photonique est composé d’un filtre composé d’une pluralité de filtres élémentaires couplés entre eux comme cela est représenté sur les figures 2b et 3b. Dans tous les cas, on exploite préférentiellement un unique photodétecteur PD pour ajuster et verrouiller entre eux au moins une fréquence d’émission d’au moins une source laser La et au moins une fréquence de résonnance d’au moins un filtre MR.The principles which have just been presented are of particular interest when a plurality of elements in the photonic system 1 must be locked together. This is particularly the case when the photonic system 1 is composed of a plurality of filters, as is the case in Figures 2a and 3a. This is also the case when the photonic system is composed of a filter composed of a plurality of elementary filters coupled together as shown in Figures 2b and 3b. In all cases, a single photodetector PD is preferably used to adjust and lock together at least one emission frequency of at least one laser source La and at least one resonance frequency of at least one filter MR.
Dans ce premier mode de réalisation, le système photonique 1 comprend une pluralité de dispositifs d’ajustement H sélectivement commandables et respectivement associés à une pluralité de filtres ou à une pluralité de sources laser. Le procédé de positionnement spectral du système photonique 1 comprend une étape de sélection d’un seul des dispositifs d’ajustement H associé donc à un seul filtre sur lequel est mis en œuvre les opérations de verrouillage.In this first embodiment, the photonic system 1 comprises a plurality of adjustment devices H selectively controllable and respectively associated with a plurality of filters or with a plurality of laser sources. The spectral positioning method of the photonic system 1 comprises a step of selecting only one of the adjustment devices H therefore associated with a single filter on which the locking operations are implemented.
Ainsi, sur l’exemple représenté sur les figures 2a et 2b, une pluralité de filtres en forme de micro anneaux MR1,MR2,MR3 sont couplés à un guide d’onde WG. On retrouve dans ces exemples, une source laser La en amont d’un guide d’onde WG, WG1 et le photodétecteur PD en aval de ce guide d’onde WG (
Un modulateur M produit un signal de modulation Vd, de préférence spectralement pur et présentant donc une unique fréquence de modulation Fd. Ce signal de modulation est sélectivement appliqué à l’un seulement des réchauffeurs H1,H2,H3 à l’aide d’un signal de sélection Sel.A modulator M produces a modulation signal Vd, preferably spectrally pure and therefore having a single modulation frequency Fd. This modulation signal is selectively applied to only one of the heaters H1, H2, H3 using a selection signal Sel.
Dans le même temps, le dispositif de verrouillage R reçoit le signal de contrôle fourni par le photodétecteur PD et fourni un signal de commande CL1,CL2,CL3 au réchauffeur sélectionné H1,H2,H3. Le dispositif de verrouillage R est ainsi configuré pour commander le modulateur M et sélectionner, à l’aide du signal de sélection Sel, le réchauffeur H1,H2,H3 auquel est appliqué le signal de modulation Vd et le signal de commande CL1,CL2,CL3. Le dispositif de verrouillage choisit de la sorte le filtre MR1,MR2,MR3 dont la fréquence de résonnance est accordée.At the same time, the locking device R receives the control signal provided by the photodetector PD and provides a control signal CL1, CL2, CL3 to the selected heater H1, H2, H3. The locking device R is thus configured to control the modulator M and select, using the selection signal Sel, the heater H1, H2, H3 to which the modulation signal Vd and the control signal CL1, CL2 are applied, CL3. The locking device thus chooses the filter MR1, MR2, MR3 whose resonance frequency is tuned.
Le dispositif de verrouillage R peut être configuré pour exécuter, outre les première et deuxième opérations OP1, OP2, une machine d’état émettant un signal de sélection Sel sélectionnant circulairement un des réchauffeurs H1,H2,H3 modulé et commandé, par exemple au cours de périodes de verrouillage successives dont la durée peut être typiquement comprise entre quelques microsecondes à quelques millisecondes. Au cours de chaque période de verrouillage, le dispositif de verrouillage R met en œuvre les opérations de verrouillage exposées précédemment et conduisant à verrouiller la fréquence de résonnance F0 du filtre ou filtre élémentaire sélectionné sur une fréquence d’émission du laser La. A l’issue d’un cycle complet, chaque filtre ou filtre élémentaire MR1,MR2,MR3 est bien verrouillé sur une fréquence d’émission du laser La.The locking device R can be configured to execute, in addition to the first and second operations OP1, OP2, a state machine emitting a selection signal Sel circularly selecting one of the heaters H1, H2, H3 modulated and controlled, for example during successive locking periods whose duration can typically be between a few microseconds to a few milliseconds. During each locking period, the locking device R implements the locking operations explained previously and leading to locking the resonance frequency F0 of the filter or elementary filter selected on an emission frequency of the laser La. resulting from a complete cycle, each filter or elementary filter MR1, MR2, MR3 is well locked on a laser emission frequency La.
Dans ce second mode de réalisation, le système photonique 1 comprend également une pluralité de dispositifs d’ajustement respectivement associés à une pluralité de filtres ou à une pluralité de sources laser. Le dispositif de verrouillage produit une pluralité de signaux de verrouillage, chaque signal de verrouillage étant associé à un dispositif d’ajustement, et donc à un filtre. Le dispositif de verrouillage produit également, concurremment, une pluralité de signaux de commande. Pour permettre cela, les fréquences de modulation appliquées aux dispositifs d’ajustement H sont distinctes les unes des autres.In this second embodiment, the photonic system 1 also comprises a plurality of adjustment devices respectively associated with a plurality of filters or with a plurality of laser sources. The locking device produces a plurality of locking signals, each locking signal being associated with an adjustment device, and therefore with a filter. The locking device also produces, concurrently, a plurality of control signals. To enable this, the modulation frequencies applied to the adjustment devices H are distinct from each other.
Ainsi, on retrouve dans un deuxième exemple conforme à ce mode de réalisation représenté sur les figures 3a et 3b, le système photonique 1 de l’exemple précédent comprenant la pluralité de filtre en micro-anneaux MR1,MR2,MR3, les réchauffeurs H1,H2,H3 associés à ces filtres. Dans le cas de la
Dans ce second mode de réalisation des figures 3a et 3b, le verrouillage des filtres ou filtres élémentaires MR1,MR2,MR3 sur une fréquence d’émission du laser La sont conduit simultanément, par multiplexage en fréquence. A cet effet, le système comprend une pluralité de modulateurs M1,M2,M3, chaque modulateur produisant un signal de modulation, de préférence spectralement pur, présentant donc une unique fréquence de modulation. Cette unique fréquence de modulation est distincte d’un modulateur à un autre, si bien que les fréquences de résonnance des filtres sont modulées à l’aide de fréquences de modulation distinctes, ce qui permet de les repérer dans le spectre en raie élaboré par le dispositif de verrouillage R, au cours de la première opération OP1. A titre d’exemple, les fréquences de modulation peuvent être comprises et étagées dans la gamme s’étendant de 1kHz à 30 kHz. Dans le cas de ce mode de réalisation, il n’est donc pas nécessaire que le modulateur M soit commandable par l’intermédiaire d’un signal de sélection. On prendra soin de choisir les fréquences de modulation pour qu’elles soient non seulement distinctes les unes des autres, mais également distinctes de leurs secondes harmoniques afin d’éviter le recouvrement spectral d’une fréquence de modulation et d’une seconde harmonique d’une autre fréquence de modulation.In this second embodiment of Figures 3a and 3b, the locking of the filters or elementary filters MR1, MR2, MR3 to an emission frequency of the laser La are carried out simultaneously, by frequency multiplexing. For this purpose, the system comprises a plurality of modulators M1, M2, M3, each modulator producing a modulation signal, preferably spectrally pure, therefore having a single modulation frequency. This single modulation frequency is distinct from one modulator to another, so that the resonance frequencies of the filters are modulated using distinct modulation frequencies, which makes it possible to identify them in the line spectrum developed by the locking device R, during the first operation OP1. For example, the modulation frequencies can be understood and scaled in the range extending from 1kHz to 30 kHz. In the case of this embodiment, it is therefore not necessary for the modulator M to be controllable via a selection signal. Care will be taken to choose the modulation frequencies so that they are not only distinct from each other, but also distinct from their second harmonics in order to avoid the spectral overlap of a modulation frequency and a second harmonic of another modulation frequency.
Les traitements mis à en œuvre par le dispositif de verrouillage R sont naturellement adaptés à ce mode de réalisation, mais reposent sur les principes exposés précédemment. En particulier, l’opération de traitement permet de repérer dans le spectre les raies (fondamentales et harmoniques), de préparer une pluralité de premiers signaux de verrouillage et de les associer respectivement aux filtres. Le dispositif de verrouillage R est également configuré pour mettre en œuvre une pluralité d’opérations, respectivement associées aux signaux de verrouillage, pour produire concurremment une pluralité de commandes d’ajustement CL1,CL2,CL3 des dispositifs d’ajustement de fréquence H1,H2,H3.The treatments implemented by the locking device R are naturally adapted to this embodiment, but are based on the principles explained previously. In particular, the processing operation makes it possible to identify the lines (fundamental and harmonic) in the spectrum, to prepare a plurality of first locking signals and to associate them respectively with the filters. The locking device R is also configured to implement a plurality of operations, respectively associated with the locking signals, to concurrently produce a plurality of adjustment commands CL1, CL2, CL3 of the frequency adjustment devices H1, H2 ,H3.
La
Chaque laser La1,La2,La3 est associé à une source de courant S1,S2,S3 respective produisant son courant d’alimentation, chaque source formant un dispositif d’ajustement de la fréquence d’émission d’un laser au sens de l’invention. En modulant ou en ajustant le courant produit par une source de courant, on module ou on ajuste la fréquence du laser associé. Comme on l’a déjà évoqué, le dispositif d’ajustement peut prendre d’autres formes que celui pris ici en exemple.Each laser La1, La2, La3 is associated with a respective current source S1, S2, S3 producing its supply current, each source forming a device for adjusting the emission frequency of a laser in the sense of invention. By modulating or adjusting the current produced by a current source, the frequency of the associated laser is modulated or adjusted. As has already been mentioned, the adjustment device can take other forms than the one taken here as an example.
Comme cela est visible sur la partie gauche de la
La
On peut munir le dispositif photonique de la
La
En fonctionnement, le dispositif photonique permet d’adresser le rayonnement lumineux reçu sur le coupleur d’entrée vers un coupleur de sortie choisi. Pour permettre ce choix, on verrouille à l’aide du dispositif d’ajustement la fréquence de résonnance du filtre associé au coupleur de sortie choisi à la fréquence d’émission du rayonnement laser. Dans le même temps, on désaligne les fréquences de résonnance des autres filtres associés aux coupleurs de sortie non choisie de la fréquence d’émission de la source laser. Ce fonctionnement est représenté sur la
On peut munir le dispositif photonique de la
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en œuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.Of course, the invention is not limited to the modes of implementation described and alternative embodiments can be made without departing from the scope of the invention as defined by the claims.
Notamment, bien que l’on ait pris dans les exemples des filtres se présentant sous la forme d’anneaux résonnants, cela ne forme nullement une limitation de l’invention qui trouve son application pour n’importe quelle forme de filtre, par exemple un filtre de type interféromètre de Mach Zehnder (MZ). Ce filtre peut former, en partie au moins, un modulateur, par exemple un modulateur en anneau résonnant ou un modulateur MZ.In particular, although we have taken in the examples filters in the form of resonant rings, this in no way constitutes a limitation of the invention which finds its application for any form of filter, for example a Mach Zehnder interferometer (MZ) type filter. This filter can form, at least in part, a modulator, for example a resonant ring modulator or an MZ modulator.
Par ailleurs, le guide d’onde peut être une fibre optique et le laser peut être modulé, par exemple un laser externe dont on module l’intensité.
Furthermore, the waveguide can be an optical fiber and the laser can be modulated, for example an external laser whose intensity is modulated.
Claims (18)
- au moins une source laser (La ;La1,La2,La3) produisant un rayonnement présentant au moins une fréquence d’émission ;
- au moins un filtre (MR1,MR2,MR3) présentant une fréquence de résonnance ;
- au moins un guide d’onde (WG ;WG1,WG2) configuré pour coupler optiquement le rayonnement produit par la source laser (La ;La1,La2,La3) au filtre (MR1,MR2,MR3) ;
- un photodétecteur (PD) optiquement couplé au guide d’onde (WG ;WG1,WG2) pour recevoir un rayonnement filtré, le photodétecteur (PD) produisant un signal de contrôle (V) ;
- au moins un dispositif d’ajustement (H1,H2,H3) associé à la source laser (La ;La1,La2,La3) ou au filtre (MR1,MR2,MR3), le dispositif d’ajustement (H1,H2,H3) étant commandé pour moduler, à une fréquence de modulation (Fd), et ajuster la fréquence d’émission de la source laser ou la fréquence de résonnance du filtre ;
- le conditionnement du signal de contrôle (V) conduisant à produire un signal numérique de contrôle (Vn) ;
- une première opération (OP1) de traitement du signal numérique de contrôle (Vn) pour produire au moins un signal numérique (Vr1), dit « premier signal de verrouillage », représentatif de la puissance d’une deuxième harmonique de la fréquence de modulation (Fd) présente dans le signal numérique de contrôle (Vn) ;
- une deuxième opération (OP2) de traitement du premier signal de verrouillage (Vr1) pour produire une commande numérique d’ajustement (CLan), la deuxième opération (OP2) visant à optimiser l’amplitude du premier signal de verrouillage (Vr1) ;
- le conditionnement de la commande numérique d’ajustement (CLan) pour produire la commande d’ajustement (CLa ;CLa1,CLa2,CLa3) et l’appliquer au dispositif d’ajustement (H1,H2,H3).
- at least one laser source (La; La1, La2, La3) producing radiation having at least one emission frequency;
- at least one filter (MR1, MR2, MR3) having a resonance frequency;
- at least one waveguide (WG; WG1, WG2) configured to optically couple the radiation produced by the laser source (La; La1, La2, La3) to the filter (MR1, MR2, MR3);
- a photodetector (PD) optically coupled to the waveguide (WG;WG1,WG2) for receiving filtered radiation, the photodetector (PD) producing a control signal (V);
- at least one adjustment device (H1,H2,H3) associated with the laser source (La;La1,La2,La3) or with the filter (MR1,MR2,MR3), the adjustment device (H1,H2,H3 ) being controlled to modulate, at a modulation frequency (Fd), and adjust the emission frequency of the laser source or the resonance frequency of the filter;
- conditioning the control signal (V) leading to producing a digital control signal (Vn);
- a first operation (OP1) for processing the digital control signal (Vn) to produce at least one digital signal (Vr1), called “first locking signal”, representative of the power of a second harmonic of the modulation frequency ( Fd) present in the digital control signal (Vn);
- a second operation (OP2) for processing the first locking signal (Vr1) to produce a digital adjustment command (CLan), the second operation (OP2) aimed at optimizing the amplitude of the first locking signal (Vr1);
- conditioning the digital adjustment command (CLan) to produce the adjustment command (CLa; CLa1, CLa2, CLa3) and apply it to the adjustment device (H1, H2, H3).
- au moins une source laser (La ;La1,La2,La3) produisant un rayonnement présentant au moins une fréquence d’émission ;
- au moins un filtre (MR1,MR2,MR3) présentant une fréquence de résonnance ;
- au moins un guide d’onde (WG ;WG1,WG2) configuré pour coupler optiquement le rayonnement produit par la source laser (La ;La1,La2,La3) au filtre (MR1,MR2,MR3) ;
- un photodétecteur (PD) optiquement couplé au guide d’onde (WG ;WG1,WG2) pour recevoir un rayonnement filtré, le photodétecteur (PD) produisant un signal de contrôle (V) ;
- au moins un dispositif d’ajustement (H1,H2,H3) associé à la source laser (La ;La1,La2,La3) ou au filtre (MR1,MR2,MR3), le dispositif d’ajustement (H1,H2,H3) étant commandé pour moduler, à une fréquence de modulation (Fd), et ajuster la fréquence d’émission de la source laser ou la fréquence de résonnance du filtre ;
- un dispositif de verrouillage (R) configuré pour mettre en œuvre les opérations suivantes :
- le conditionnement du signal de contrôle (V) conduisant à produire un signal numérique de contrôle (Vn) ;
- une première opération (OP1) de traitement du signal numérique de contrôle (Vn) pour produire au moins un signal numérique (Vr1), dit « premier signal de verrouillage », représentatif de la puissance d’une deuxième harmonique de la fréquence de modulation (Fd) présente dans le signal numérique de contrôle (Vn) ;
- une deuxième opération (OP2) de traitement du premier signal de verrouillage (Vr1) pour produire une commande numérique d’ajustement (CLan), la deuxième opération (OP2) visant à maximiser l’amplitude du premier signal de verrouillage (Vr1) ;
- le conditionnement de la commande numérique d’ajustement (CLan) pour produire la commande d’ajustement (CLa ;CLa1,CLa2,CLa3) et l’appliquer au dispositif d’ajustement (H1,H2,H3).
- at least one laser source (La; La1, La2, La3) producing radiation having at least one emission frequency;
- at least one filter (MR1, MR2, MR3) having a resonance frequency;
- at least one waveguide (WG; WG1, WG2) configured to optically couple the radiation produced by the laser source (La; La1, La2, La3) to the filter (MR1, MR2, MR3);
- a photodetector (PD) optically coupled to the waveguide (WG;WG1,WG2) for receiving filtered radiation, the photodetector (PD) producing a control signal (V);
- at least one adjustment device (H1,H2,H3) associated with the laser source (La;La1,La2,La3) or with the filter (MR1,MR2,MR3), the adjustment device (H1,H2,H3 ) being controlled to modulate, at a modulation frequency (Fd), and adjust the emission frequency of the laser source or the resonance frequency of the filter;
- a locking device (R) configured to implement the following operations:
- conditioning the control signal (V) leading to producing a digital control signal (Vn);
- a first operation (OP1) for processing the digital control signal (Vn) to produce at least one digital signal (Vr1), called “first locking signal”, representative of the power of a second harmonic of the modulation frequency ( Fd) present in the digital control signal (Vn);
- a second operation (OP2) for processing the first locking signal (Vr1) to produce a digital adjustment command (CLan), the second operation (OP2) aiming to maximize the amplitude of the first locking signal (Vr1);
- conditioning the digital adjustment command (CLan) to produce the adjustment command (CLa; CLa1, CLa2, CLa3) and apply it to the adjustment device (H1, H2, H3).
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020043616A1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | May Randy Dean | Method and system for locking transmission wavelengths for lasers in a dense wavelength division multiplexer utilizing a tunable etalon |
US20040066807A1 (en) * | 2001-06-22 | 2004-04-08 | Kasazumi Ken?Apos;Ichi | Light source apparatus and its control method |
WO2013044863A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Shared wavelength locker with a periodic transmission filter in a network communication path |
US9838134B1 (en) * | 2015-05-07 | 2017-12-05 | Inphi Corporation | Off quadrature Mach-Zehnder modulator biasing |
-
2022
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- 2022-07-25 FR FR2207600A patent/FR3136069A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020043616A1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | May Randy Dean | Method and system for locking transmission wavelengths for lasers in a dense wavelength division multiplexer utilizing a tunable etalon |
US20040066807A1 (en) * | 2001-06-22 | 2004-04-08 | Kasazumi Ken?Apos;Ichi | Light source apparatus and its control method |
WO2013044863A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Shared wavelength locker with a periodic transmission filter in a network communication path |
US9838134B1 (en) * | 2015-05-07 | 2017-12-05 | Inphi Corporation | Off quadrature Mach-Zehnder modulator biasing |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
"Error-free opération of a polarization-insensitive 4/ ; x 25 Gbps silicon photonic WDM receiver with closed-loop thermal stabilization of Si mi-crorings", OPT. EXPRESS, vol. 24, 2016, pages 13204 - 13209 |
"Simultaneous wavelength locking of microring modulator array with a single monitoring signal", OPT. EXPRESS, vol. 25, 2017, pages 16040 - 16046 |
"Wavelength Locking and Thermally Stabilizing Microring Resonators Using Dithering Signais", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, vol. 32, no. 3, 1 February 2014 (2014-02-01), pages 505 - 512 |
MAARTEN HATTINK: "Optical Fiber Conférence", 6 March 2022, article "Streamlined Architecture for Thermal Control and Stabilization of Cascaded DWDM Micro-Ring Filters Bus" |
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Publication number | Publication date |
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FR3136069A1 (en) | 2023-12-01 |
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