JP5254035B2 - 光学部品の熱制御 - Google Patents
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Description
(1)第1の実効温度と、第1の周期中の光学部品の全体温度の推定値との差を計算すること、
(2)第2の熱定数に対する第1の熱定数の比を計算すること、
(3)その差とその比との積を計算すること、及び
(4)第1の周期中の光学部品の全体温度の推定値にその積を加算して、設定点を得ること。
1.Tλ Aは回折格子801Aの実効温度である。
2.Tλ Bは回折格子801Bの実効温度である。
3.WAはヒータ827Aに与えられ、そこで散逸される電力である。
4.WBはヒータ827Bに与えられ、そこで散逸される電力である。
5.dTλ A/dWAは、WAに対するTλ Aの感度である。
6.dTλ B/dWBは、WBに対するTλ Bの感度である。
7.Trは温度センサの温度指示である(上記で取り扱われた単一回折格子の事例と同様)。
8.dTr/dWAは、電力WAに対する温度センサの温度Trの感度である。
9.dTr/dWBは、電力WBに対する温度センサの温度Trの感度である。
Claims (47)
- 集積光デバイスであって、
光学部品であって、該光学部品の温度の関数である光波長応答を有し、相互に等しくない長さの複数の光路を含む干渉光学フィルタと、該干渉光学フィルタに含まれているアレイ導波回折格子とを含む光学部品と、
前記光学部品の温度上昇を引き起こすことができるように前記光学部品に近接して配置される加熱素子と、
温度検知素子であって、該温度検知素子は、該温度検知素子の場所において温度指示を生成することができ、前記加熱素子によって前記場所において引き起こされる温度上昇は、前記加熱素子によって該光デバイスの少なくとも1つの領域において引き起こされる対応する温度上昇よりも高い、温度検知素子と、
前記加熱素子及び前記温度検知素子に結合される温度コントローラであって、前記温度指示を受信し、前記温度検知素子から受信された該温度指示に基づいて前記加熱素子において散逸される電力を設定し、それによって、前記光波長応答を所定の波長まで変化させる、温度コントローラと、
を備え、
ここで、前記集積光デバイスの安定した熱状態中に前記温度検知素子によって生成される温度指示は、前記加熱素子において散逸される前記電力の第1の実質的に線形な関数として変化し、
安定した熱状態中の前記光学部品の実効温度は、前記加熱素子において散逸される前記電力の第2の実質的に線形な関数として変化し、
前記第1の実質的に線形な関数は、前記加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う、前記温度指示の増加率である第1の熱定数(dTr/dW)によって特徴付けられ、
前記第2の実質的に線形な関数は、前記加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う、前記光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数(dTλ/dW)によって特徴付けられ、
前記温度コントローラは、
(i)第1の周期中に前記温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の周期中に前記加熱素子によって散逸される前記電力、及び
(iii)前記第1の熱定数、に基づいて前記第1の周期中の前記光学部品の全体温度(Te)を推定することができ、
前記光学部品の前記光波長応答は、前記光学部品の第1の実効温度において、前記所定の波長に等しく、
前記温度コントローラは、
前記第1の実効温度と、前記第1の周期中の前記光学部品の前記全体温度の前記推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記第1の周期中の前記光学部品の前記全体温度の前記推定値に前記積を加算して、前記温度コントローラが前記第1の周期後の第2の周期中に前記温度検知素子の温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、集積光デバイス。 - 前記温度コントローラは、
前記温度指示と前記設定点温度との間の差の大きさ(比例)と、
前記温度指示と前記設定点温度との間の差の変化の早さ(導関数)と、
最近の温度履歴(積分)と、
に基づいて前記加熱素子において散逸される前記電力を設定するPID(比例−積分−導関数)温度コントローラを包含する、請求項1に記載の集積光デバイス。 - 前記加熱素子は有効なパターン化されたヒータを包含する、請求項1又は2に記載の集積光デバイス。
- 前記温度検知素子は抵抗温度デバイスを包含する、請求項1〜3の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記温度コントローラは、前記加熱素子において散逸される前記電力の反復調整を実行し、前記光波長応答を前記所定の波長まで変化させる、請求項1〜4の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の周期の持続時間は、実質的に、前記加熱素子において散逸される前記電力の変化の、前記光波長応答の変化への伝播を特徴付ける熱時定数である、請求項1〜5の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の周期の持続時間は、前記加熱素子において散逸される前記電力の変化の、前記光波長応答の変化への伝播を特徴付ける熱時定数よりも長い、請求項1〜5の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記加熱素子は、該加熱素子によって散逸される前記電力の実質的に全てを散逸するヒータ能動部を含み、
前記温度検知素子は、温度の関数として変化する抵抗を有するセンサ能動部を含み、
前記ヒータ能動部及び前記センサ能動部は同じ材料から形成される、請求項1〜7の何れか一項に記載の集積光デバイス。 - 前記温度検知素子は、前記アレイ導波回折格子上に配置される第1のパターン化された導電性薄膜を含む、請求項1〜8の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記加熱素子は、前記アレイ導波回折格子上に配置される第2のパターン化された導電性薄膜を含む、請求項1〜9の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記加熱素子は、前記アレイ導波回折格子上に配置されるパターン化された導電性薄膜を含む、請求項1〜10の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記温度コントローラは設定点を決定することができ、前記温度コントローラは、アナログ処理を用いて、前記温度検知素子の温度指示を該設定点まで変化させる、請求項1〜11の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 集積光デバイスであって、
第1の光学部品であって、該第1の光学部品の温度の関数である第1の光波長応答を有し、第1のアレイ導波回折格子を含む第1の光学部品と、
前記第1の光学部品の温度上昇を引き起こすことができるように前記第1の光学部品に近接して配置される第1の加熱素子であって、有効なパターン化されたヒータを含む第1の加熱素子と、
第1の温度検知素子であって、該第1の温度検知素子は、該第1の温度検知素子の第1の場所において温度指示を生成することができ、前記第1の加熱素子によって前記第1の場所において引き起こされる温度上昇は、該光デバイスの前記第1の場所から離れている第1の領域において前記加熱素子によって引き起こされる対応する温度上昇よりも高い、第1の温度検知素子と、
前記第1の加熱素子及び前記第1の温度検知素子に結合される第1の温度コントローラであって、前記第1の温度検知素子から前記温度指示を受信し、該第1の温度検知素子から受信された該温度指示に基づいて前記第1の加熱素子において散逸される電力を設定し、それによって、前記第1の光波長応答を第1の所定の波長まで変化させる、第1の温度コントローラと、
第2の光学部品であって、該第2の光学部品の温度の関数である第2の光波長応答を有し、第2のアレイ導波回折格子を含む第2の光学部品と、
前記第2の光学部品の温度上昇を引き起こすことができるように前記第2の光学部品に近接して配置される第2の加熱素子と、
第2の温度検知素子であって、該第2の温度検知素子は、該第2の温度検知素子の第2の場所において温度指示を生成することができ、前記第2の加熱素子によって前記第2の場所において引き起こされる温度上昇は、前記第2の加熱素子によって前記光デバイスの第2の領域において引き起こされる対応する温度上昇よりも高い、第2の温度検知素子と、
前記第2の加熱素子及び前記第2の温度検知素子に結合される第2の温度コントローラであって、前記第2の温度検知素子から前記温度指示を受信し、該第2の温度検知素子から受信された該温度指示に基づいて前記第2の加熱素子において散逸される電力を設定し、それによって、前記光波長応答を第2の所定の波長まで変化させる、第2の温度コントローラと
を備え、
ここで、安定した熱状態中に前記第1の温度検知素子によって生成される温度指示は、前記第1の加熱素子において散逸される前記電力の第1の実質的に線形な関数として変化し、
安定した熱状態中の前記第1の光学部品の実効温度は、前記第1の加熱素子において散逸される前記電力の第2の実質的に線形な関数として変化し、
安定した熱状態中に前記第2の温度検知素子によって生成される前記第2の場所における温度指示は、前記第2の加熱素子において散逸される前記電力の第3の実質的に線形な関数として変化し、
前記第2の光学部品の実効温度は、前記第2の加熱素子において散逸される前記電力の第4の実質的に線形な関数として変化し、
前記第1の実質的に線形な関数は、前記第1の加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う、前記第1の温度検知素子によって生成される前記温度指示の増加率である第1の熱定数によって特徴付けられ、
前記第2の実質的に線形な関数は、前記第1の加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う、前記第1の光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数によって特徴付けられ、
前記第1の温度コントローラは、
(i)第1の周期中に前記第1の温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の周期中に前記第1の加熱素子によって散逸される前記電力、及び
(iii)前記第1の熱定数、
に基づいて前記第1の周期中の前記第1の光学部品の全体温度を推定することができ、
前記第1の光波長応答は、前記第1の光学部品の第1の実効温度において、前記第1の所定の波長に等しく、
前記第1の温度コントローラは、
前記第1の実効温度と、前記第1の周期中の前記第1の光学部品の前記全体温度の前記推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記第1の周期中の前記第1の光学部品の前記全体温度の前記推定値に前記積を加算して、前記第1の温度コントローラが前記第1の周期後の第2の周期中に前記第1の温度検知素子によって生成される温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、集積光デバイス。 - 前記温度コントローラは、
前記温度指示と前記設定点温度との間の差の大きさ(比例)と、
前記温度指示と前記設定点温度との間の差の変化の早さ(導関数)と、
最近の温度履歴(積分)と、
に基づいて前記加熱素子において散逸される前記電力を設定するPID(比例−積分−導関数)温度コントローラを包含する、請求項13に記載の集積光デバイス。 - 前記第1の加熱素子及び/又は前記第2の加熱素子は、前記アレイ導波回折格子上に配置されるパターン化された導電性薄膜を含む、請求項13又は14に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の温度検知素子及び/又は前記第2の温度検知素子は、前記アレイ導波回折格子上に配置される第1のパターン化された導電性薄膜を含む、請求項13〜15の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の所定の波長は前記第2の所定の波長に等しい、請求項13〜16の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の温度コントローラ及び/又は前記第2の温度コントローラは、前記加熱素子において散逸される前記電力の反復調整を実行し、前記光波長応答を前記所定の波長まで変化させる、請求項13〜17の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 前記第2の加熱素子は有効なパターン化されたヒータを含む、請求項13〜18の何れか一項に記載の集積光デバイス。
- 集積光デバイスであって、
第1の光学部品であって、該第1の光学部品の温度の関数である第1の光波長応答を有する、第1の光学部品と、
前記第1の光学部品の温度上昇を引き起こすことができるように前記第1の光学部品に近接して配置される第1の加熱素子と、
第1の温度検知素子であって、該第1の温度検知素子は、該第1の温度検知素子の第1の場所において温度指示を生成することができ、前記第1の加熱素子によって前記第1の場所において引き起こされる温度上昇は、該光デバイスの前記第1の場所から離れている第1の領域において前記加熱素子によって引き起こされる対応する温度上昇よりも高い、第1の温度検知素子と、
第2の光学部品であって、該第2の光学部品の温度の関数である第2の光波長応答を有する、第2の光学部品と、
前記第2の光学部品の温度上昇を引き起こすことができるように前記第2の光学部品に近接して配置される第2の加熱素子と、
前記第1の加熱素子と前記第1の温度検知素子と前記第2の加熱素子に結合される第1の温度コントローラであって、前記第1の温度検知素子から前記温度指示を受信し、該第1の温度検知素子から受信された前記温度指示に基づいて前記第1の加熱素子において散逸される電力を設定し、それによって、前記第1の光波長応答を第1の所定の波長まで変化させるとともに、前記温度指示に基づいて前記第2の加熱素子において散逸される電力を設定し、それによって、前記第2の光波長応答を第2の所定の波長まで変化させる、第1の温度コントローラと、
を備え、
安定した熱状態中の前記集積光デバイスにおいて、前記第1の温度検知素子によって生成される温度指示は、前記第1の加熱素子において散逸される前記電力の第1の実質的に線形な関数として変化し、該第1の実質的に線形な関数は、前記第1の加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う、前記第1の温度検知素子によって生成される前記温度指示の変化率である第1の熱定数によって特徴付けられ、
安定した熱状態中の前記集積光デバイスにおいて、前記第1の光学部品の実効温度は、前記第1の加熱素子において散逸される前記電力の第2の実質的に線形な関数として変化し、該第2の実質的に線形な関数は、前記第1の加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う、前記第1の光学部品の前記実効温度の変化率である第2の熱定数によって特徴付けられ、
安定した熱状態中の前記集積光デバイスにおいて、前記第2の光学部品の実効温度は、前記第2の加熱素子において散逸される前記電力の第3の実質的に線形な関数として変化し、該第3の実質的に線形な関数は、前記第2の加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う、前記第2の光学部品の前記実効温度の変化率である第3の熱定数によって特徴付けられ、
前記第1の温度コントローラは、
(i)前記第1の温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の加熱素子によって散逸される前記電力、及び
(iii)前記第1の熱定数、
に少なくとも部分的に基づいて第1の周期中の前記第1の光学部品の全体温度を推定することができ、
前記第1の光波長応答は、前記第1の光学部品の前記実効温度において、前記第1の所定の波長に等しく、
前記第2の光波長応答は、前記第2の光学部品の前記実効温度において、前記第2の所定の波長に等しく、
前記第1の温度コントローラは、
前記第1の実効温度と、前記全体温度の前記推定値との第1の差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記第1の差と前記比との第1の積を計算すること、及び
前記第1の積を前記全体温度の前記推定値に加算して、前記第1の温度コントローラが前記第1の周期後の第2の周期中に前記第1の温度検知素子によって生成される温度指示を変化させる第1の設定点を得ることによって、該第1の設定点を求めることができ、
前記第1の温度コントローラは、
前記第2の熱定数と、前記第1の加熱素子において散逸される前記電力との第2の積を計算すること、
前記第1の実効温度を前記第2の実効温度から減算することによって第2の差を計算すること、
前記第2の積を前記第2の差に加算することによってその和を計算すること、及び
前記和を前記第3の熱定数で割って、前記第1の温度コントローラが前記第2の加熱素子において散逸される前記電力を設定する第2の設定点を得ることによって、該第2の設定点を求めることができる、集積光デバイス。 - 前記第1の加熱素子は第1の有効なパターン化されたヒータを含み、前記第2の加熱素子は第2の有効なパターン化されたヒータを含み、前記第1の光学部品は第1のアレイ導波回折格子を包含し、前記第2の光学部品は第2のアレイ導波回折格子を包含する、請求項20に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の所定の波長は前記第2の所定の波長に等しい、請求項20又は21に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の加熱素子は、前記第1のアレイ導波回折格子上に配置される第1の材料から成る第1のパターン化された導電性薄膜を含む、請求項21に記載の集積光デバイス。
- 前記第1の温度検知素子は、前記第1のアレイ導波回折格子に近接して配置される前記第1の材料から成る第2のパターン化された導電性薄膜を含む、請求項21又は23に記載の集積光デバイス。
- 光デバイスの光学部品の温度を安定させる方法であって、該光学部品は、該光学部品の温度の関数である光波長応答を有し、該方法は、
前記光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される加熱素子を配備すること、ここで該加熱素子は前記光学部品の温度上昇を引き起こすことができる;
前記光デバイス上に温度検知素子を配備すること、ここで該温度検知素子は、該温度検知素子の場所において温度指示を生成することができ、ここで前記場所において前記加熱素子によって引き起こされる温度上昇は、前記光デバイスの少なくとも1つの領域において前記加熱素子によって引き起こされる対応する温度上昇よりも高い;及び
前記加熱素子及び前記温度検知素子に結合される温度コントローラを配備すること、ここで該温度コントローラは前記温度指示を受信し、前記温度検知素子から受信される前記温度指示に基づいて前記加熱素子において散逸される電力を設定し、それによって前記光波長応答を所定の波長まで変化させる;
を包含し、
ここで、前記温度コントローラは、前記光デバイスの線形化されたモデルに従って前記光波長応答を変化させ、
前記光学部品の前記光波長応答は、前記光学部品の第1の実効温度において、第1の所定の波長に等しく、
前記光デバイスの安定した熱状態中に前記温度検知素子によって生成される温度指示は、前記加熱素子において散逸される前記電力の第1の実質的に線形な関数として変化し、
安定した熱状態中の前記光学部品の第1の実効温度は、前記加熱素子において散逸される前記電力の第2の実質的に線形な関数として変化し、
前記第1の実質的に線形な関数は、前記加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う前記温度指示の増加率である第1の熱定数(dTr/dW)によって特徴付けられ、
前記第2の実質的に線形な関数は、前記加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う前記光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数(dTλ/dW)によって特徴付けられ、
前記温度コントローラは、
(i)前記温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記加熱素子によって散逸される前記電力、及び
(iii)安定した熱状態中に前記加熱素子において前記電力が散逸されることに伴う前記温度指示の増加率に基づいて前記光学部品の全体温度(Te)を推定することができ、
前記温度コントローラは、
前記第1の実効温度と前記光学部品の前記全体温度の推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記積を前記光学部品の前記全体温度の前記推定値に加算して、前記温度コントローラが前記温度検知素子の温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、方法。 - 前記光学部品は、相互に等しくない長さの複数の光路を含む干渉光学フィルタを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記光学部品はアレイ導波回折格子を含む、請求項25又は26に記載の方法。
- 前記加熱素子を配備することは、有効なパターン化されたヒータを配備することを包含する、請求項25〜27の何れか一項に記載の方法。
- 前記加熱素子を配備することは、前記アレイ導波回折格子上に配置される第1のパターン化された導電性薄膜を配備することを包含する、請求項27に記載の方法。
- 前記温度検知素子を配備することは、前記アレイ導波回折格子上に配置される第2のパターン化された導電性薄膜を配備することを包含する、請求項29に記載の方法。
- 前記第1のパターン化された導電性薄膜を配備することは、第1の材料から成る第1のパターン化された導電性薄膜を配備することを包含し、前記第2のパターン化された導電性薄膜を配備することは、前記第1の材料から成るパターン化された導電性薄膜を配備することを包含する、請求項30に記載の方法。
- 前記第1の加熱素子は第1の有効なパターン化されたアレイ導波回折格子を含む、請求項25〜31の何れか一項に記載の方法。
- 光デバイスの光学部品の温度を安定させる方法であって、該光学部品は、該光学部品の温度の関数である光波長応答を有し、前記光学部品が第1の実効温度にあるときに、前記光波長応答は所定の波長に等しく、該方法は、
前記光デバイス上の温度検知素子から温度指示を受信すること、ここで該温度検知素子は該温度検知素子の場所において前記温度指示を生成することができる;及び
前記光デバイス上の加熱素子に与えられる電力を調整し、それによって前記光学部品の実効温度を前記第1の実効温度に変化させる、ここで該電力を調整することは、前記光デバイスの線形化されたモデルを用いることを包含し、安定した熱状態において、前記光学部品の前記実効温度は、前記加熱素子に与えられる前記電力を増加させるのに伴って第1の速度で増加し、前記温度指示は、前記加熱素子に与えられる前記電力を増加させるのに伴って第2の速度で増加する;
を包含し、
ここで、前記光学部品の前記光波長応答は、前記光学部品の第1の実効温度において、第1の所定の波長に等しく、
前記第1の速度は、前記加熱素子に前記電力が与えられることに伴う、前記光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数(dTλ/dW)によって特徴付けられ、
前記第2の速度は、前記加熱素子に前記電力が与えられることに伴う、前記温度指示の増加率である第1の熱定数(dTr/dW)によって特徴付けられ、
(i)前記温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記加熱素子に与えられる前記電力、及び
(iii)安定した熱状態中に前記加熱素子に前記電力が与えられることに伴う前記温度指示の増加率に基づいて前記光学部品の全体温度(Te)を推定し、
前記第1の実効温度と前記光学部品の前記全体温度の前記推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記積を前記全体温度の前記推定値に加算して、前記温度検知素子の温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、方法。 - 前記光学部品はアレイ導波回折格子を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記光デバイスは前記アレイ導波回折格子上に配置される有効なパターン化されたヒータを含む、請求項34に記載の方法。
- 光デバイスの第1の光学部品及び第2の光学部品の温度を安定させる方法であって、該第1の光学部品は、該第1の光学部品の温度の関数である第1の光波長応答を有し、該第1の光波長応答は、前記第1の光学部品が第1の実効温度にあるときに、第1の所定の波長に等しく、前記第2の光学部品は、該第2の光学部品の温度の関数である第2の光波長応答を有し、前記第2の光波長応答は、前記第2の光学部品が第2の実効温度にあるときに、第2の所定の波長に等しく、該方法は、
前記第1の光学部品に近接して配置される前記光デバイス上の第1の温度検知素子から第1の温度指示を受信すること、ここで該第1の温度検知素子は、該第1の温度検知素子の場所において前記第1の温度指示を生成することができる;
前記第1の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第1の加熱素子に与えられる第1の電力を調整し、それによって前記第1の光学部品の実効温度を前記第1の実効温度に変化させる、ここで該第1の電力を調整することは、前記光デバイスの線形化されたモデルに従って、第1のフィードバック制御ループにおいて前記第1の温度指示を用いることで前記第1の電力を設定することを包含する;
前記第2の光学部品に近接して配置される前記光デバイス上の第2の温度検知素子から第2の温度指示を受信すること、ここで前記第2の温度検知素子は、該第2の温度検知素子の場所において前記第2の温度指示を生成することができる;及び
前記第2の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第2の加熱素子に与えられる第2の電力を調整し、それによって前記第2の光学部品の実効温度を前記第2の実効温度に変化させる、ここで該第2の電力を調整することは、前記光デバイスの前記線形化されたモデルに従って、第2のフィードバック制御ループにおいて前記第2の温度指示を用いることで前記第2の電力を設定することを包含する;
を包含し、
ここで、前記線形化されたモデルによれば、安定した熱状態において、前記第1の光学部品の実効温度が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第1の速度で増加し、前記第1の温度指示が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第2の速度で増加し、前記第2の光学部品の実効温度が、前記第2の電力を増加させるのに伴って第3の速度で増加し、前記第2の温度指示が、前記第2の電力を増加させるのに伴って第4の速度で増加し、
前記第1の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数(dTλ/dW)によって特徴付けられ、
前記第2の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の温度指示の増加率である第1の熱定数(dTr/dW)によって特徴付けられ、
(i)前記第1の温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の加熱素子に与えられる前記第1の電力、及び
(iii)安定した熱状態中に前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う第1の温度指示の増加率に基づいて前記第1の光学部品の前記全体温度(Te)を推定し、
前記第1の実効温度と前記第1の光学部品の前記全体温度の前記推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記積を前記全体温度の前記推定値に加算して、前記第1の温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、方法。 - 前記第1の光学部品は第1のアレイ導波回折格子を含み、前記第2の光学部品は第2のアレイ導波回折格子を含む、請求項36に記載の方法。
- 前記第1の加熱素子は第1の有効なパターン化されたアレイ導波回折格子を含む、請求項36又は37に記載の方法。
- 前記第1の所定の波長は、前記第2の所定の波長に等しい、請求項36〜38の何れか一項に記載の方法。
- 光デバイスの第1の光学部品及び第2の光学部品の温度を安定させる方法であって、該第1の光学部品は、該第1の光学部品の温度の関数である第1の光波長応答を有し、該第1の光波長応答は、前記第1の光学部品が第1の実効温度にあるときに、第1の所定の波長に等しく、前記第2の光学部品は、該第2の光学部品の温度の関数である第2の光波長応答を有し、前記第2の光波長応答は、前記第2の光学部品が第2の実効温度にあるときに、第2の所定の波長に等しく、
該方法は、
前記第1の光学部品に近接して配置される前記光デバイス上の温度検知素子から温度指示を受信すること、ここで該温度検知素子は、該温度検知素子の場所において前記温度指示を生成することができる;
前記第1の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第1の加熱素子に与えられる第1の電力を調整し、それによって前記第1の光学部品の実効温度を変化させる、ここで該第1の電力を調整することは、前記光デバイスの線形化されたモデルに従って、フィードバック制御ループにおいて前記温度指示を用いることで前記第1の電力を設定することを包含する;及び
前記第2の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第2の加熱素子に与えられる第2の電力を調整し、それによって前記第2の光学部品の実効温度を変化させる、ここで該第2の電力を調整することは、前記温度指示と前記光デバイスの前記線形化されたモデルにおける前記第1の電力のレベルとを用いることで前記第2の電力を設定することを包含する;
を包含し、
ここで、前記線形化されたモデルによれば、安定した熱状態において、前記第1の光学部品の実効温度が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第1の速度で増加し、前記温度指示が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第2の速度で増加し、前記第2の光学部品の実効温度が、前記第2の電力を増加させるのに伴って第3の速度で増加し、
前記第1の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の光学部品の前記実効温度の変化率である第2の熱定数によって特徴付けられ、
前記第2の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の温度検知素子によって生成される前記温度指示の変化率である第1の熱定数によって特徴付けられ、
前記第3の速度は、前記第2の加熱素子に前記第2の電力が与えられることに伴う、前記第2の光学部品の前記実効温度の変化率である第3の熱定数によって特徴付けられ、
(i)前記温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の加熱素子に与えられる前記第1の電力、及び
(iii)前記第1の熱定数、
に少なくとも部分的に基づいて第1の周期中の前記第1の光学部品の全体温度を推定することができ、
前記第1の光学部品の実効温度と、前記第1の光学部品の全体温度の前記推定値との第1の差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記第1の差と前記比との積である第1の積を計算すること、及び
前記第1の積を前記第1の光学部品の全体温度の前記推定値に加算して、前記第1の周期後の第2の周期中に前記第1の温度検知素子によって生成される温度指示を変化させる第1の設定点を得ることによって、該第1の設定点を求めることができ、
前記第2の熱定数と、前記第1の加熱素子に与えられる前記第1の電力との第2の積を計算すること、
前記第1の実効温度を前記第2の実効温度から減算することによって第2の差を計算すること、
前記第2の積を前記第2の差に加算することによってその和を計算すること、及び
前記和を前記第3の熱定数で割って、前記第2の加熱素子に与えられる前記第2の電力を設定する第2の設定点を得ることによって、該第2の設定点を求めることができる、方法。 - 前記第1の光学部品は第1のアレイ導波回折格子を含み、前記第2の光学部品は第2のアレイ導波回折格子を含む、請求項40に記載の方法。
- 前記第1の加熱素子は第1の有効なパターン化されたアレイ導波回折格子を含む、請求項40又は41に記載の方法。
- 前記第1の所定の波長は、前記第2の所定の波長に等しい、請求項40〜42の何れか一項に記載の方法。
- 光デバイスの第1の光学部品及び第2の光学部品の温度を安定させる方法であって、該第1の光学部品は、該第1の光学部品の温度の関数である第1の光波長応答を有し、該第1の光波長応答は、前記第1の光学部品が第1の実効温度にあるときに、第1の所定の波長に等しく、前記第2の光学部品は、該第2の光学部品の温度の関数である第2の光波長応答を有し、前記第2の光波長応答は、前記第2の光学部品が第2の実効温度にあるときに、第2の所定の波長に等しく、該方法は、
前記第1の光学部品に近接して配置される前記光デバイス上の第1の温度検知素子から第1の温度指示を受信すること、ここで該第1の温度検知素子は、該第1の温度検知素子の場所において前記第1の温度指示を生成することができる;
前記第1の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第1の加熱素子に与えられる第1の電力を調整し、それによって前記第1の光学部品の実効温度を変化させる、ここで該第1の電力を調整するステップは、前記光デバイスの線形化されたモデルに従って、第1のフィードバック制御ループにおいて前記第1の温度指示を用いることで前記第1の電力を設定することを包含する;
前記第2の光学部品に近接して配置される前記光デバイス上の第2の温度検知素子から第2の温度指示を受信すること、ここで前記第2の温度検知素子は、該第2の温度検知素子の場所において前記第2の温度指示を生成することができる;及び
前記第2の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第2の加熱素子に与えられる第2の電力を調整し、それによって前記第2の光学部品の実効温度を変化させる、ここで該第2の電力を調整することは、前記光デバイスの前記線形化されたモデルに従って、第2のフィードバック制御ループにおいて前記第2の温度指示を用いることで前記第2の電力を設定することを包含する;
を包含し、
ここで、前記線形化されたモデルによれば、安定した熱状態において、前記第1の光学部品の実効温度が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第1の速度で増加し、前記第1の温度指示が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第2の速度で増加し、前記第2の光学部品の実効温度が、前記第2の電力を増加させるのに伴って第3の速度で増加し、前記第2の温度指示が、前記第2の電力を増加させるのに伴って第4の速度で増加し、
前記第1の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数(dTλ/dW)によって特徴付けられ、
前記第2の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の温度指示の増加率である第1の熱定数(dTr/dW)によって特徴付けられ、
(i)前記第1の温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の加熱素子に与えられる前記第1の電力、及び
(iii)安定した熱状態中に前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う第1の温度指示の増加率に基づいて前記第1の光学部品の前記全体温度(Te)を推定し、
前記第1の実効温度と前記第1の光学部品の前記全体温度の前記推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記積を前記全体温度の前記推定値に加算して、前記第1の温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、方法。 - 光デバイスの第1の光学部品及び第2の光学部品の温度を安定させる方法であって、該第1の光学部品は、該第1の光学部品の温度の関数である第1の光波長応答を有し、該第1の光波長応答は、前記第1の光学部品が第1の実効温度にあるときに、第1の所定の波長に等しく、前記第2の光学部品は、該第2の光学部品の温度の関数である第2の光波長応答を有し、前記第2の光波長応答は、前記第2の光学部品が第2の実効温度にあるときに、第2の所定の波長に等しく、
該方法は、
前記第1の光学部品に近接して配置される前記光デバイス上の温度検知素子から温度指示を受信すること、ここで前記温度検知素子は、該温度検知素子の場所において前記温度指示を生成することができる;
前記第1の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第1の加熱素子に与えられる第1の電力を調整し、それによって前記第1の光学部品の実効温度を変化させる、ここで該第1の電力を調整するステップは、前記光デバイスの線形化されたモデルに従って、フィードバック制御ループにおいて前記温度指示を用いることで前記第1の電力を設定することを包含する;及び
前記第2の光学部品に近接して前記光デバイス上に配置される第2の加熱素子に与えられる第2の電力を調整し、それによって前記第2の光学部品の実効温度を変化させる、ここで該第2の電力を調整することは、前記温度指示と前記光デバイスの前記線形化されたモデルにおける前記第1の電力のレベルとを用いることで前記第2の電力を設定することを包含する;
を包含し、
ここで、前記線形化されたモデルによれば、安定した熱状態において、前記第1の光学部品の実効温度が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第1の速度で増加し、前記温度指示が、前記第1の電力を増加させるのに伴って第2の速度で増加し、前記第2の光学部品の実効温度が、前記第2の電力を増加させるのに伴って第3の速度で増加し、
前記第1の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の光学部品の前記実効温度の変化率である第2の熱定数によって特徴付けられ、
前記第2の速度は、前記第1の加熱素子に前記第1の電力が与えられることに伴う、前記第1の温度検知素子によって生成される前記温度指示の変化率である第1の熱定数によって特徴付けられ、
前記第3の速度は、前記第2の加熱素子に前記第2の電力が与えられることに伴う、前記第2の光学部品の前記実効温度の変化率である第3の熱定数によって特徴付けられ、
(i)前記温度検知素子から受信される1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の加熱素子に与えられる前記第1の電力、及び
(iii)前記第1の熱定数、
に少なくとも部分的に基づいて第1の周期中の前記第1の光学部品の全体温度を推定することができ、
前記第1の光学部品の実効温度と、前記第1の光学部品の全体温度の前記推定値との第1の差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記第1の差と前記比との積である第1の積を計算すること、及び
前記第1の積を前記第1の光学部品の全体温度の前記推定値に加算して、前記第1の周期後の第2の周期中に前記第1の温度検知素子によって生成される温度指示を変化させる第1の設定点を得ることによって、該第1の設定点を求めることができ、
前記第2の熱定数と、前記第1の加熱素子に与えられる前記第1の電力との第2の積を計算すること、
前記第1の実効温度を前記第2の実効温度から減算することによって第2の差を計算すること、
前記第2の積を前記第2の差に加算することによってその和を計算すること、及び
前記和を前記第3の熱定数で割って、前記第2の加熱素子に与えられる前記第2の電力を設定する第2の設定点を得ることによって、該第2の設定点を求めることができる、方法。 - 集積光デバイスであって、
光学部品であって、該光学部品の温度の関数である光波長応答を有し、相互に等しくない長さの複数の光路を含む干渉光学フィルタと、該干渉光学フィルタに含まれているアレイ導波回折格子とを含む光学部品と、
前記光学部品において電力を散逸することによって前記光学部品の温度を調整する手段であって、散逸される前記電力は前記光学部品の実効温度又は前記光学部品の温度指示のうちの少なくとも一方の少なくとも1つの線形化された関数を用いて求められる、前記光学部品の温度を調整する手段と、
を備え、
前記集積光デバイスの安定した熱状態中に前記光学部品の温度指示は、前記手段において散逸される前記電力の第1の実質的に線形な関数として変化し、
安定した熱状態中の前記光学部品の実効温度は、前記手段において散逸される前記電力の第2の実質的に線形な関数として変化し、
前記第1の実質的に線形な関数は、前記光学部品において前記電力が散逸されることに伴う前記温度指示の増加率である第1の熱定数(dTr/dW)によって特徴付けられ、
前記第2の実質的に線形な関数は、前記光学部品において前記電力が散逸されることに伴う前記光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数(dTλ/dW)によって特徴付けられ、
(i)第1の周期中に得られる1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の周期中に前記光学部品において散逸される前記電力、及び
(iii)前記第1の熱定数、
に基づいて前記第1の周期中の前記光学部品の全体温度(Te)を推定することができ、
前記光学部品の前記光波長応答は、前記光学部品の第1の実効温度において、前記所定の波長に等しく、
前記第1の実効温度と、前記第1の周期中の前記光学部品の前記全体温度の前記推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記第1の周期中の前記光学部品の前記全体温度の前記推定値に前記積を加算して、前記第1の周期後の第2の周期中に得られる前記温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、集積光デバイス。 - 集積光デバイスであって、
第1の光学部品であって、該第1の光学部品の温度の関数である第1の光波長応答を有し、相互に等しくない長さの複数の光路を含む干渉光学フィルタと、該干渉光学フィルタに含まれているアレイ導波回折格子とを含む第1の光学部品と、
第2の光学部品であって、該第2の光学部品の温度の関数である第2の光波長応答を有する第2の光学部品と、
前記第1の光学部品及び前記第2の光学部品において電力を散逸することによって前記第1の光学部品及び前記第2の光学部品の前記温度を調整する少なくとも1つの手段であって、前記温度を調整する各手段によって散逸される前記電力は前記光学部品の実効温度又は前記光学部品の温度指示のうちの少なくとも一方の少なくとも1つの線形化された関数を用いて求められる前記第1の光学部品及び前記第2の光学部品の前記温度を調整する少なくとも1つの手段と、
を備え、
前記集積光デバイスの安定した熱状態中に前記光学部品の温度指示は、前記手段において散逸される前記電力の第1の実質的に線形な関数として変化し、
安定した熱状態中の前記光学部品の実効温度は、前記手段において散逸される前記電力の第2の実質的に線形な関数として変化し、
前記第1の実質的に線形な関数は、前記第1の光学部品において前記電力が散逸されることに伴う前記温度指示の増加率である第1の熱定数(dTr/dW)によって特徴付けられ、
前記第2の実質的に線形な関数は、前記第1の光学部品において前記電力が散逸されることに伴う前記光波長応答の前記実効温度の変化率である第2の熱定数(dTλ/dW)によって特徴付けられ、
(i)第1の周期中に得られる1つ又は複数の温度指示、
(ii)前記第1の周期中に前記手段によって散逸される前記電力、及び
(iii)前記第1の熱定数、
に基づいて前記第1の周期中の前記第1の光学部品の全体温度(Te)を推定することができ、
前記第1の光学部品の前記第1の光波長応答は、前記第1の光学部品の第1の実効温度において、前記第1の所定の波長に等しく、
前記第1の実効温度と、前記第1の周期中の前記第1の光学部品の前記全体温度の前記推定値との差を計算すること、
前記第2の熱定数に対する前記第1の熱定数の比を計算すること、
前記差と前記比との積を計算すること、及び
前記第1の周期中の前記第1の光学部品の前記全体温度の前記推定値に前記積を加算して、前記第1の周期後の第2の周期中に前記温度指示を変化させる設定点を得ることによって、該設定点を求めることができる、集積光デバイス。
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