JP2019503080A - デュアルリングレーザの波長制御 - Google Patents
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Abstract
Description
背景
分野
本開示は光源を動作させるための技術に関する。より具体的には、本開示は外部キャビティレーザ(external cavity laser)を調整するための技術に関する。
ハイブリッドIII−V族半導体−シリコンレーザは、シリコンフォトニクス光源として研究されている。III−V族半導体およびシリコンフォトニクスの成熟技術を独立して完全に利用することによって、最も効率的かつ製造可能な光源がシリコンフォトニクスプラットホームを使用して実現され得る。特に、シリコンオンインシュレータ(SOI: silicon-on-insulator)プラットホームは波長選択性を提供し得、また、III−V族半導体チップは光学ゲインを提供し得る。
本開示の1つの実施形態は、シリコン以外の半導体において規定されるとともに第1のエッジおよび第2のエッジを有する半導体光増幅器を含む光源を提供する。この半導体光増幅器は、第1のエッジ上に反射コーティングを含んでおり、半導体光増幅器は第2のエッジにおいて光学信号を提供し得る。さらに、光源は、半導体光増幅器に光学的に結合されるフォトニックチップを含んでいる。このフォトニックチップは、半導体光増幅器の第2のエッジに光学的に結合される第3のエッジと、第4のエッジとを有する第1の光導波路と、第3のエッジと第4のエッジとの間で第1の光導波路に光学的に結合され、キャリア波長を有する光学信号を出力する出力光導波路と、第1の光導波路に光学的に結合される第1のリング共振器とを含む。
別の実施形態は、バーニヤリングとして動作する第1のリング共振器および第2のリング共振器を含む光源を調整するための方法を提供する。
(ハイブリッド外部キャビティレーザのような)光源、当該光源を含むシステム、当該光源を調整するための技術の実施形態が記載される。光源は、光学信号を提供する半導体光増幅器と、バーニヤリングとして動作する第1および第2のリング共振器を有するフォトニックチップとを含む。光源がレイジングしきい値を下回って動作される場合、第1および/または第2のリング共振器に熱的に結合される熱調整メカニズムが、第1および第2のリング共振器に光学的に結合される共有の光導波路上で測定される光学パワーに基づいて、第1のリング共振器の第1の共振および第2のリング共振器の第2の共振を整合するために調節され得る。また、光源がレイジングしきい値を上回って動作される場合、共通熱調整メカニズムは、第1および第2のリング共振器の整合された第1および第2の共振を、第1のリング共振器に光学的に結合される光導波路上で測定される光学パワーに基づく光源の光学キャビティモードでロックするよう調節し得る。
Claims (15)
- シリコン以外の半導体において規定される半導体光増幅器を備え、
前記半導体光増幅器は、第1のエッジおよび第2のエッジを有し、前記第1のエッジ上に反射コーティングを含み、動作中に、前記第2のエッジにおいて光学信号を提供し、
前記半導体光増幅器に光学的に結合されるフォトニックチップをさらに備え、
前記フォトニックチップは、
前記半導体光増幅器の前記第2のエッジに光学的に結合される第3のエッジと、第4のエッジとを有する第1の光導波路と、
前記第1の光導波路に光学的に結合される第1のリング共振器と、
前記第1のリング共振器に光学的に結合され、第5のエッジと、第1の終端に光学的に結合される第6のエッジとを有する第2の光導波路と、
前記第2の光導波路に光学的に結合される第2のリング共振器と、
前記第1のリング共振器および前記第2のリング共振器に熱的に結合される共通熱調整メカニズムと、
前記第1のリング共振器に熱的に結合される第1の熱調整メカニズムと、
前記第2のリング共振器に熱的に結合される第2の熱調整メカニズムと、
前記第4のエッジおよび前記第5のエッジに光学的に結合されるモニタリングデバイスと、
前記モニタリングデバイス、前記共通熱調整メカニズム、前記第1の熱調整メカニズムおよび前記第2の熱調整メカニズムに電気的に結合される制御ロジックとを含み、
前記制御ロジックは、動作中に、前記第1のリング共振器および前記第2のリング共振器を調整する、光源。 - 前記制御ロジックは、
前記光源がレイジングしきい値を下回って動作される場合、前記第5のエッジにおいて測定される光学パワーに基づいて、前記第1のリング共振器の第1の共振および前記第2のリング共振器の第2の共振を整合させるように、前記第1の熱調整メカニズムおよび前記第2の熱調整メカニズムの少なくとも1つを調節することと、
前記光源が前記レイジングしきい値を上回って動作される場合、整合された前記第1および第2の共振を、前記第4のエッジにおいて測定される光学パワーに基づくキャリア波長を有する前記光源の光学キャビティモードでロックするよう前記共通熱調整メカニズムを調節することと、
により前記第1のリング共振器および前記第2のリング共振器を調整する、請求項1に記載の光源。 - 動作中に、前記制御ロジックは、
前記第4のエッジにおいて測定される前記出力パワーを最小化するために前記共通熱調整メカニズムを調節することと、
前記第5のエッジにおいて測定される前記出力パワーを最小化するために前記第1の熱調整メカニズムおよび前記第2の熱調整メカニズムの少なくとも1つを調節することと、
により前記光学キャビティモードでの前記第1および第2の共振の整合を維持する、請求項2に記載の光源。 - 前記第1および第2の共振は、前記第5のエッジにおいて測定される前記光学パワーを最小化することにより整合される、請求項2に記載の光源。
- 前記第1および第2の共振は、前記第4のエッジにおいて測定される前記光学パワーを最小化することにより整合される、請求項2に記載の光源。
- 前記半導体光増幅器は、前記フォトニックチップに結合されるエッジと、前記フォトニックチップに結合される表面法線とのうちの一方である、先行する請求項のいずれかに記載の光源。
- 所与の熱調整メカニズムは、ドーピングされた半導体ヒータと、金属ヒータとのうちの一方を含む、先行する請求項のいずれかに記載の光源。
- 前記光源は、前記第1の光導波路に光学的に結合される位相変調器をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の光源。
- 前記フォトニックチップは、
基板と、
前記基板に配置される埋込酸化層と、
前記埋込酸化層に配置される半導体層とを含み、
光学コンポーネントは、前記半導体層において規定される、先行する請求項のいずれかに記載の光源。 - 前記基板、前記埋込酸化層および前記半導体層は、シリコンオンインシュレータ技術を構成する、請求項9に記載の光源。
- プロセッサと、
前記プロセッサに結合されるメモリと、
先行する請求項のいずれかに記載の光源とを含む、システム。 - バーニヤリングとして動作する第1のリング共振器および第2のリング共振器を含む光源を調整するための方法であって、
第1の光導波路において、半導体光増幅器からの光学信号を伝達することと、
前記第1のリング共振器を介して前記第1の光導波路から第2の光導波路に前記光学信号を光学的に結合することと、
前記第2の光導波路において前記光学信号を伝達することと、
第2のリング共振器を介して前記第2の光導波路から第3の光導波路に前記光学信号を光学的に結合することと、
前記光源がレイジングしきい値を下回って動作される場合、前記第2の光導波路のエッジにおいて測定される光学パワーに基づいて、前記第1のリング共振器の第1の共振および前記第2のリング共振器の第2の共振を整合させるように、前記第1のリング共振器に熱的に結合される第1の熱調整メカニズムおよび前記第2のリング共振器に熱的に結合される第2の熱調整メカニズムのうちの1つを調節することと、
前記光源が前記レイジングしきい値を上回って動作される場合、整合された前記第1および第2の共振を、前記第1の光導波路のエッジにおいて測定される光学パワーに基づくキャリア波長を有する前記光源の光学キャビティモードでロックするよう共通熱調整メカニズムを調節することとを含む、方法。 - 前記光源がレイジングしきい値を下回って動作される場合、前記第5のエッジにおいて測定される光学パワーに基づいて、前記第1のリング共振器の第1の共振および前記第2のリング共振器の第2の共振を整合させるように、前記第1の熱調整メカニズムおよび前記第2の熱調整メカニズムの少なくとも1つを調節することと、
前記光源が前記レイジングしきい値を上回って動作される場合、整合された前記第1および第2の共振を、前記第4のエッジにおいて測定される光学パワーに基づくキャリア波長を有する前記光源の光学キャビティモードでロックするよう前記共通熱調整メカニズムを調節することと、
によって前記第1のリング共振器および前記第2のリング共振器を調整することをさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 前記第4のエッジにおいて測定される前記出力パワーを最小化するために前記共通熱調整メカニズムを調節することと、
前記第5のエッジにおいて測定される前記出力パワーを最小化するために前記第1の熱調整メカニズムおよび前記第2の熱調整メカニズムの少なくとも1つを調節することと、
により、動作中に、前記光学キャビティモードでの前記第1および第2の共振の整合を維持することをさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 前記第4のエッジと前記第5のエッジとを含む群から選択される1つにおいて測定される前記光学パワーを最小化することによって前記第1および第2のリング共振を整合させることをさらに含む、請求項14に記載の方法。
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