JP7167018B2 - 集積されたフォト検出器による電界吸収型変調 - Google Patents

Description

後に続く説明は、集積回路デバイス（「ＩＣ」）に関係する。より詳しくは、後に続く説明は、フォトニックＩＣに対するセグメント化された電界吸収型変調に関係する。

従来から、デジタル－アナログ変換器（「ＤＡＣ」）が、パルス振幅変調（「ＰＡＭ」）に対する振幅レベルを生成し、一方で、従来の電界吸収型変調器（「ＥＡＭ」）の非線形性に対して補償するために使用された。しかしながら、従来のＥＡＭ用途でのＤＡＣは、著しい量のパワーを消費することに加えて、高分解能を有する傾向にあり、そのことによって、それらのＤＡＣは、とりわけ１０ギガヘルツを超過するデータレートに対して、より高価に、および、より複雑になる。

電界吸収型変調は、エネルギー効率的な高速光学インターコネクトにおいて使用され得る。電界吸収型変調は、導波路材料（例えば、ＧｅＳｉ）の吸収係数を電気的に変化させることにより光を変調する。しかしながら、導波路材料のそのような吸収係数は、温度とともに変化し得るものであり、そのことは、光学変調にとって有害であり得る。

電界吸収型変調システムは、光学信号を伝搬させるための導波路と、セグメント化された電界吸収型変調器とを含む。セグメント化された電界吸収型変調器は、導波路の第１の側部の横側で互いから間をおいて隔置される少なくとも２つのアノードセグメントを有するセグメント化されたアノードと、少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、導波路の第２の側部の横側で互いから間をおいて隔置される少なくとも２つのカソードセグメントを有するセグメント化されたカソードとを含む。

任意選択で、電界吸収型変調システムは、少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、互いから間をおいて隔置される少なくとも２つのヒータセグメントを有する集積されたヒータをさらに含み得る。

任意選択で、導波路は、入力光学信号を受信するために構成される入口端部と、光学信号の伝搬のための出力を出力するために構成される出口端部とを有し得る。セグメント化された電界吸収型変調器は、導波路に関して、その導波路の吸収係数にセグメント的に影響を及ぼすために配置され得る。セグメント化されたアノードは、導波路の第１の側部の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのアノードセグメントを有し得る。セグメント化されたカソードは、少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、導波路の第２の側部の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのカソードセグメントを有し得るものであり、導波路の第２の側部は、導波路の第１の側部の反対である。少なくとも２つのアノードおよびカソードセグメントの対は、導波路の長手方向に横側で、一連の少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントを設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ得る。集積されたヒータは、少なくとも２つのアノードセグメントの横側の、および、それらの少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、長さ方向に並んで配置される、互いから間をおいて隔置される少なくとも２つのヒータセグメントを有し得る。アノード、カソード、およびヒータセグメントは、一連の少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントを設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ得る。アノード、カソード、およびヒータセグメントは、互いに対してそれぞれ位置合わせされ得るものであり、ヒータセグメントは、アノードセグメントと交互配置され得る。

任意選択で、電界吸収型変調システムは、少なくとも２つのカソードセグメントに対応する、互いから間をおいて隔置される少なくとも２つのヒータセグメントを有する集積されたヒータをさらに含み得る。

任意選択で、導波路は、入力光学信号を受信するために構成される入口端部と、光学信号の伝搬のための出力を出力するために構成される出口端部とを有し得る。セグメント化された電界吸収型変調器は、導波路に関して、その導波路の吸収係数にセグメント的に影響を及ぼすために配置され得る。セグメント化されたアノードは、導波路の第１の側部の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのアノードセグメントを有し得る。セグメント化されたカソードは、少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、導波路の第２の側部の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのカソードセグメントを有し得るものであり、導波路の第２の側部は、導波路の第１の側部の反対である。少なくとも２つのアノードおよびカソードセグメントの対は、導波路の長手方向に横側で、一連の少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントを設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ得る。集積されたヒータは、少なくとも２つのカソードセグメントの横側の、および、それらの少なくとも２つのカソードセグメントに対応する、長さ方向に並んで配置される、互いから間をおいて隔置される少なくとも２つのヒータセグメントを有し得る。アノード、カソード、およびヒータセグメントは、一連の少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントを設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ得る。ヒータセグメントは、カソードセグメントと交互配置され得るものであり、アノード、カソード、およびヒータセグメントは、互いに対してそれぞれ位置合わせされる。

任意選択で、少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントは、導波路の長手方向に横側で異なる長さを有し得る。

任意選択で、少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントは、導波路の長手方向に横側で同じ長さを有し得る。

任意選択で、電界吸収型変調システムは、導波路の上側表面に重なる集積されたヒータをさらに含み得る。

任意選択で、少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントは、導波路に沿った吸収状態の漸進的進展のための温度計コードを提供するように構成され得る。

任意選択で、少なくとも２つのアノードセグメントは、別々のソースノードに電気的に結合され得る。

任意選択で、電界吸収型変調システムは、導波路の第１の側部の横側で配置される検出器アノードと、導波路の第２の側部の横側で配置される検出器カソードとを有する、導波路の出口端部に近接するフォト検出器をさらに含み得る。フォト検出器は、出力光学信号の強度に比例するフォト電流信号を提供するように構成され得る。少なくとも２つのヒータセグメントを有する集積されたヒータが、それぞれ、少なくとも２つのアノードセグメント、および、少なくとも２つのカソードセグメントのうちの少なくとも一方に対応して、並んで配置され得る。電流制御電圧源が、フォト電流信号を受信して、出力電圧信号を提供するように構成され得る。レベル追跡回路が、出力電圧信号を受信して、アイ開口調整信号を提供するように構成され得る。熱的コントローラが、アイ開口調整信号を受信して、熱的制御信号を提供するように構成され得るものであり、ヒータドライバが、熱的制御信号を受信して、少なくとも２つのヒータセグメントに対応する、少なくとも２つのヒータアクティブ化信号を提供するように構成され得る。

電界吸収型変調システムは、光学信号を伝搬させるための導波路と、セグメント化された電界吸収型変調器とを含み得る。セグメント化された電界吸収型変調器は、導波路の第１の側部の横側で互いから間をおいて隔置されて配置される少なくとも２つのアノードセグメントを有するセグメント化されたアノードと、少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、導波路の第２の側部の横側で配置されるセグメント化されないカソードとを含み得る。

任意選択で、電界吸収型変調システムは、少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、互いから間をおいて隔置される少なくとも２つのヒータセグメントを有する集積されたヒータをさらに含み得る。

任意選択で、電界吸収型変調システムは、導波路の上側表面に重なる集積されたヒータをさらに含み得る。

電界吸収型変調のための方法は、入力光学信号を、導波路により受信することと、入力データに対応する変調コードを、セグメント化された電界吸収型変調器により受信することと、出力光学信号を生成するために、導波路を通過する入力光学信号を、セグメント単位で、セグメント化された電界吸収型変調器によって変調することとを含む。

任意選択で、方法は、少なくとも２つのアノードセグメント、または、少なくとも２つのカソードセグメントの、いずれかまたは両方のセットに対応する、少なくとも２つのヒータセグメントを有する集積されたヒータによって加熱することをさらに含み得る。

任意選択で、方法は、強度を、フォト検出器によって、出力光学信号について検出することを、検出される強度に比例するフォト電流信号を提供するための、出力光学信号のデータアイとの関連付けのために行うことをさらに含み得る。

任意選択で、方法は、出力電圧信号の電流制御電圧付与を、フォト電流信号に応答的に提供することと、アイ開口調整信号を提供するために、変調コードに対する出力電圧信号をレベル追跡することと、熱的制御信号を、熱的コントローラにより、アイ開口調整信号に応答的に提供することと、少なくとも２つのヒータアクティブ化信号を、ヒータドライバにより、少なくとも２つのヒータセグメントにそれぞれ、熱的制御信号に応答的に提供することとをさらに含み得る。

任意選択で、変調することは、導波路の第１の側部の横側で長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのアノードセグメントを有するセグメント化されたアノードと、少なくとも２つのアノードセグメントに対応する、導波路の第２の側部の横側の少なくとも２つのカソードセグメントを有するセグメント化されたカソードとを含むように、セグメント化された電界吸収型変調器を構成することを含み得る。

任意選択で、変調することは、導波路の第１の側部の横側で配置される検出器アノードと、導波路の第２の側部の横側で配置される検出器カソードとを有するフォト検出器を含むように、セグメント化された電界吸収型変調器を構成することをさらに含み得る。

電界吸収型変調のためのシステムは、導波路と、導波路に関して、光学信号の発光強度を検出するために構成されるフォト検出器と、導波路に関して、光学信号の電界吸収型変調のために構成される電界吸収型変調器と、フォト検出器および電界吸収型変調器の両方の横側で、ならびに、それらのフォト検出器および電界吸収型変調器の両方から間をおいて隔置されて配置される、集積された加熱要素であって、フォト検出器および電界吸収型変調器を制御可能に加熱するために構成される、集積された加熱要素とを含む。

任意選択で、電界吸収型変調器は、セグメント化された電界吸収型変調器であり得る。

任意選択で、導波路は、光学信号を受信するために構成される入口端部と、光学信号を出力するために構成される出口端部とを有し得る。フォト検出器は、電界吸収型変調器の入口側から間をおいて隔置され、導波路の入口端部と、電界吸収型変調器の入口側との間に配置され得る。

任意選択で、導波路は、導波路の第１のドーパント部分と関連付けられる第１の側部と、導波路の第２のドーパント部分と関連付けられる、第１の側部の反対の第２の側部とを有し得るものであり、導波路の第１の側部および第２の側部は、導波路の入口端部と出口端部との間にある。フォト検出器は、導波路の第１の側部の横側の検出器アノードと、導波路の第２の側部の横側の検出器カソードとを有し得る。検出器アノードおよび検出器カソードは、第１のドーパント部分から第２のドーパント部分への導波路を横切る第１の電場を提供して、光学信号の発光強度を検出するために、互いに対して位置合わせされる、導波路の第１の側部、および、導波路の第２の側部にそれぞれ面する表面を有し得る。電界吸収型変調器は、導波路の第１の側部の横側の変調器アノードと、導波路の第２の側部の横側の変調器カソードとを有し得る。変調器アノードおよび変調器カソードは、第１のドーパント部分から第２のドーパント部分への導波路を横切る第２の電場を提供して、光学信号を変調するために、互いに対して位置合わせされる、導波路の第１の側部および第２の側部にそれぞれ面する表面を有し得る。フォト検出器および電界吸収型変調器は、互いに近接し得るものであり、同じ材料、および、同じ処理作業から形成され得る。

任意選択で、集積された加熱要素は、導波路に関してアノード側の、検出器アノードおよび変調器アノードの両方の横側で、ならびに、それらの検出器アノードおよび変調器アノードの両方から間をおいて隔置されて配置される、第１の集積された加熱要素であり得る。システムは、導波路に関してカソード側の、検出器カソードおよび変調器カソードの両方の横側で、ならびに、それらの検出器カソードおよび変調器カソードの両方から間をおいて隔置されて配置される、第２の集積された加熱要素をさらに含み得る。

任意選択で、フォト検出器は、第１のフォト検出器であり得る。システムは、導波路に関して、電界吸収型変調器による変調を有する光学信号の光学変調振幅を検出するために配置される第２のフォト検出器をさらに含み得る。第２のフォト検出器は、電界吸収型変調器の出口側から間をおいて隔置され得るものであり、導波路の出口端部と、電界吸収型変調器の出口側との間に配置され得る。

任意選択で、集積された加熱要素は、導波路に関してアノード側の、第１のフォト検出器および電界吸収型変調器の両方の横側で、ならびに、それらの第１のフォト検出器および電界吸収型変調器の両方から間をおいて隔置されて配置されることが、それらの第１のフォト検出器および電界吸収型変調器の両方の熱的制御のために行われる、第１の集積された加熱要素であり得る。システムは、導波路に関してカソード側の、第１のフォト検出器および電界吸収型変調器の両方の横側で、ならびに、それらの第１のフォト検出器および電界吸収型変調器の両方から間をおいて隔置されて配置されることが、それらの第１のフォト検出器および電界吸収型変調器の両方の熱的制御のために行われる、第２の集積された加熱要素をさらに含み得る。第１の集積された加熱要素、および、第２の集積された加熱要素は、熱的隔離のために、第２のフォト検出器から間をおいて隔置され得る。

任意選択で、集積された加熱要素は、導波路に関してアノード側の、第１のフォト検出器、電界吸収型変調器、および、第２のフォト検出器の各々の横側で、ならびに、それらの第１のフォト検出器、電界吸収型変調器、および、第２のフォト検出器の各々から間をおいて隔置されて配置されることが、それらの第１のフォト検出器、電界吸収型変調器、および、第２のフォト検出器の各々の熱的制御のために行われる、第１の集積された加熱要素であり得る。システムは、導波路に関してカソード側の、第１のフォト検出器、電界吸収型変調器、および、第２のフォト検出器の各々の横側で、ならびに、それらの第１のフォト検出器、電界吸収型変調器、および、第２のフォト検出器の各々から間をおいて隔置されて配置されることが、それらの第１のフォト検出器、電界吸収型変調器、および、第２のフォト検出器の各々の熱的制御のために行われる、第２の集積された加熱要素をさらに含み得る。

任意選択で、集積されたヒータは、集積された加熱要素を有し得る。システムは、集積された加熱要素に結合される熱的調節回路をさらに備え得る。

任意選択で、集積された加熱要素に結合される熱的調節回路は、フォト検出器からのフォト電流信号を受信して、出力電圧信号を提供するように構成される電流制御電圧源と、出力電圧信号を受信して、アイ開口調整信号を提供するように構成されるレベル追跡回路と、アイ開口調整信号を受信して、熱的制御信号を提供するように構成される熱的コントローラと、熱的制御信号を受信して、ヒータアクティブ化信号を集積された加熱要素に提供するように構成されるヒータドライバとを含み得る。

任意選択で、フォト検出器は、第１のフォト検出器であり、システムは、導波路に関して、電界吸収型変調器による変調を有する光学信号の光学変調振幅を検出するために配置される第２のフォト検出器をさらに含む。集積された加熱要素に結合される熱的調節回路は、第１のフォト検出器からの第１のフォト電流信号を受信して、第１の出力電圧信号を提供するように構成される第１の電流制御電圧源と、第２のフォト検出器からの第２のフォト電流信号を受信して、第２の出力電圧信号を提供するように構成される第２の電流制御電圧源とを含み得る。熱的調節回路は、さらには、第１の出力電圧信号および第２の出力電圧を受信して、アイ開口調整信号を提供するように構成されるレベル追跡回路と、アイ開口調整信号を受信して、熱的制御信号を提供するように構成される熱的コントローラと、熱的制御信号を受信して、ヒータアクティブ化信号を集積された加熱要素に提供するように構成されるヒータドライバとを含み得る。

電界吸収型変調のためのシステムは、導波路と、導波路に関して、光学信号の電界吸収型変調のために構成される電界吸収型変調器と、導波路に関して、電界吸収型変調器による変調を有する光学信号の光学変調振幅を検出するために配置されるフォト検出器とを含み、電界吸収型変調器の出口側から間をおいて隔置されるフォト検出器は、導波路の出口端部と、電界吸収型変調器の出口側との間に配置される。

任意選択で、導波路は、光学信号を受信するために構成される入口端部と、光学信号を出力するために構成される出口端部とを有し得る。導波路は、導波路の第１のドーパント部分と関連付けられる第１の側部と、導波路の第２のドーパント部分と関連付けられる、第１の側部の反対の第２の側部とを有し得るものであり、第１の側部および第２の側部は、入口端部と出口端部との間にある。電界吸収型変調器は、導波路の第１の側部の横側の変調器アノードと、導波路の第２の側部の横側の変調器カソードとを有し得るものであり、変調器アノードおよび変調器カソードは、第１のドーパント部分から第２のドーパント部分への導波路を横切る第１の電場を提供して、光学信号を変調するために、互いに対して位置合わせされる、導波路の第１の側部および第２の側部にそれぞれ面する表面を有する。フォト検出器は、導波路の第１の側部の横側の検出器アノードと、導波路の第２の側部の横側の検出器カソードとを有し得るものであり、検出器アノードおよび検出器カソードは、第１のドーパント部分から第２のドーパント部分への導波路を横切る第２の電場を提供して、光学信号の光学変調振幅を検出するために、互いに対して位置合わせされる、導波路の第１の側部および第２の側部にそれぞれ面する表面を有する。

任意選択で、システムは、電界吸収型変調器の横側で、および、その電界吸収型変調器から間をおいて隔置され、フォト検出器から間をおいて隔置されて配置される、集積された加熱要素をさらに含み得る。熱的調節回路は、集積された加熱要素に結合され、電界吸収型変調器を、集積された加熱要素によって制御可能に加熱するために構成され得る。

任意選択で、集積された加熱要素は、両方が導波路に関してアノード側である、フォト検出器の検出器アノード、および、電界吸収型変調器の変調器アノードの両方の横側で、ならびに、それらのフォト検出器の検出器アノード、および、電界吸収型変調器の変調器アノードの両方から間をおいて隔置されて配置される、第１の集積された加熱要素であり得る。システムは、両方が導波路に関してカソード側である、フォト検出器の検出器カソード、および、電界吸収型変調器の変調器カソードの両方の横側で、ならびに、それらのフォト検出器の検出器カソード、および、電界吸収型変調器の変調器カソードの両方から間をおいて隔置されて配置される、第２の集積された加熱要素をさらに含み得る。

任意選択で、システムは、集積された加熱要素を有する集積されたヒータと、集積された加熱要素に結合される熱的調節回路とをさらに含み得る。

任意選択で、集積された加熱要素に結合される熱的調節回路は、フォト電流信号を受信して、出力電圧信号を提供するように構成される電流制御電圧源と、出力電圧信号を受信して、アイ開口調整信号を提供するように構成されるレベル追跡回路と、アイ開口調整信号を受信して、熱的制御信号を提供するように構成される熱的コントローラと、熱的制御信号を受信して、ヒータアクティブ化信号を集積された加熱要素に提供するように構成されるヒータドライバとを含み得る。熱的調節回路は、電気ドメイン集積回路であり得るものであり、フォト検出器、電界吸収型変調器、および加熱要素は、フォトニック集積回路であり得る。

電界吸収型変調のための方法は、光学信号を、導波路により、その導波路の入口端部で受信することと、入力データに対応する変調コードを、電界吸収型変調器により受信することと、発光強度を、第１のフォト検出器によって、光学信号について検出することを、検出される発光強度に比例する第１のフォト電流信号を提供するために行うことと、導波路を通過する光学信号を、電界吸収型変調器によって電界吸収型変調することとを含む。方法は、光学変調振幅を、第２のフォト検出器によって、光学信号に対して検出することを、検出される光学変調振幅に比例する第２のフォト電流信号を提供するための、光学信号のデータアイとの関連付けのために行うことと、光学信号を、導波路の出口端部で、変調コードに対する電界吸収型変調に応答的に変調された光学信号として出力することとをさらに含む。

任意選択で、方法は、第１のフォト検出器および電界吸収型変調器の横側で、ならびに、それらの第１のフォト検出器および電界吸収型変調器から間をおいて隔置されて、長さ方向に並んで配置される少なくとも１つの加熱要素によって加熱することをさらに含み得る。

任意選択で、方法は、第１の出力電圧信号を、第１のフォト電流信号に応答的に電流制御電圧付与することと、第２の出力電圧信号を、第２のフォト電流信号に応答的に電流制御電圧付与することと、アイ開口調整信号を提供するために、変調コードに対する第１のフォト電流信号および第２のフォト電流信号のうちの少なくとも１つに応答的にレベル追跡することとをさらに含み得る。方法は、さらには、熱的制御信号を、熱的コントローラにより、アイ開口調整信号に応答的に提供することと、ヒータアクティブ化信号を、ヒータドライバにより、少なくとも１つの加熱要素に、熱的制御信号に応答的に提供することとを含み得る。

他の特徴は、後に続く詳細な説明および特許請求の範囲の考察から認識されるであろう。

付随する図面は、例示的な装置および／または方法を示す。しかしながら、付随する図面は、特許請求の範囲の範囲を制限すると解されるべきではなく、解説および理解のみのためのものである。

セグメント化された電界吸収型変調器（「ＳＥＡＭ」）を有する、例示的なセグメント化された電界吸収型システム（「ＳＥＡＳ」）の端部断面視図を例解的に図示するブロック線図である。 別のＳＥＡＭを有する、例示的なＳＥＡＳの端部断面視図を例解的に図示するブロック線図である。 各々がＳＥＡＭを有する、それぞれの例示的なＳＥＡＳの端部断面視図を例解的に図示するそれぞれのブロック線図である。 例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータの様々な構成を伴う、それぞれの例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータの様々な構成を伴う、それぞれの例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータの様々な構成を伴う、それぞれの例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータの様々な構成を伴う、それぞれの例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータを伴う、他の例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータを伴う、他の例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータを伴う、他の例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータを伴う、他の例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 任意選択の集積されたヒータと、フォト検出器とを伴う、例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 電気ドメインに対する送信器に対する、例示的なＳＥＡＳを例解的に図示する概略線図である。 例示的な電界吸収型変調プロセスを例解的に図示するフロー線図である。 各々が、任意選択の集積されたヒータを伴うＳＥＡＭを有する、それぞれの例示的なＳＥＡＳの端部断面視図を例解的に図示するそれぞれのブロック線図である。 各々が、任意選択の集積されたヒータを伴うＳＥＡＭを有する、それぞれの例示的なＳＥＡＳの端部断面視図を例解的に図示するそれぞれのブロック線図である。 各々が、任意選択の集積されたヒータを伴うＳＥＡＭを有する、それぞれの例示的なＳＥＡＳの端部断面視図を例解的に図示するそれぞれのブロック線図である。 各々が、図１０－３のＳＥＡＳに対するものなどの任意選択の集積されたヒータを伴う、それぞれの例示的なＳＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のそれぞれのブロック線図である。 例示的な電界吸収型変調器（「ＥＡＭ」）を有する、例示的な電界吸収型システム（「ＥＡＳ」）の端部断面視図を例解的に図示するブロック線図である。 別の例示的なＥＡＭを有する、例示的なＥＡＳの端部断面視図を例解的に図示するブロック線図である。 熱的検知のために布置される、集積されたフォト検出器（「ＰＤ」）を伴う、例示的なＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 光学変調振幅（「ＯＭＡ」）検知のために布置される、集積されたＰＤを伴う、例示的なＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ、および、ＯＭＡ検知のために布置される、別の集積されたＰＤを伴う、例示的なＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。 熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ、および、ＯＭＡ検知のために布置される、別の集積されたＰＤを伴う、例示的なＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図であり、両方のＰＤは、ＥＡＭに対する加熱要素により規定される、同じまたは共通の熱的環境内にある。 熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ、および、ＯＭＡ検知のために布置される、別の集積されたＰＤを伴う、例示的なＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図であり、両方のＰＤは、ＳＥＡＭに対する加熱要素１１５により規定される、同じまたは共通の熱的環境内にある。 熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ、および、ＯＭＡ検知のために布置される、別の集積されたＰＤを伴う、例示的なＥＡＳを例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図であり、そのようなＰＤは、異なる局所的熱的環境内にある。 電気ドメインに対する送信器に対する、例示的なＥＡＳを例解的に図示する概略線図である。 例示的な波長分割多重（「ＷＤＭ」）システムを例解的に図示するブロック線図である。 ＥＡＭに対する例示的な電界吸収型変調プロセスを例解的に図示するフロー線図である。 例示的な列状フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）アーキテクチャを図示する、単純化されたブロック線図である。

後に続く説明では、数多くの具体的な詳細が、本明細書で説明される具体的な例の、より徹底した説明を提供するために論述される。しかしながら、１つもしくは複数の他の例、および／または、これらの例の変形形態が、下記で与えられるすべての具体的な詳細がなくとも実践され得るということが、当業者には明白であるはずである。他の実例では、よく知られている特徴は、本明細書での例の説明を不明瞭にしないように、詳細には説明されていない。例解をしやすいように、同じ番号標示が、同じ項目を指すために、異なる線図において使用されるが、代替的な例では、項目は異なることがある。

例示的な装置および／または方法が、本明細書で説明される。単語「例示的な」は、本明細書では、「例、実例、または例解として役立つ」を意味するように使用されるということが理解されるべきである。「例示的な」と本明細書で説明されるいかなる例または特徴も、必ずしも、他の例または特徴にまさって、好まれる、または有利であると解釈されることにはならない。

いろいろな図で例解的に図示される例を説明する前に、全体的な紹介を、さらなる理解のために提供する。

従来の電界吸収型変調器は、アノード電極およびカソード電極を伴う導波路を有し、それらのアノード電極およびカソード電極は、そのような導波路を通過する光ビームに直交する方向に電場を印加するためのものである。この電場は、例えば量子井戸構造での量子閉じ込めシュタルク効果を使用することによってなどで、そのような光ビームを変調して、高い消光比を達成するために使用され得る。

追加的に詳細に下記で説明されるように、セグメント化された電界吸収型変調器（「ＳＥＡＭ」）は、それ自体は、ＤＡＣを使用する必要なしに、例えばＰＡＭの形式などの振幅変調に対する振幅レベルを生成するために使用される。ＳＥＡＭの各々のセグメントは、非線形性に対して補償するために、別のセグメントと同じまたは異なる長さを有し得る。任意選択で、各々のセグメント、または、セグメントの群は、非線形性に対して調整するために、個々に熱的に制御され得る。かくして、１つも選択しないこと、または、ＳＥＡＭの１つもしくは複数のセグメントを選択することのみならず、長さが、粗い非線形性調節に対して使用され得るものであり、一方で、１つも熱的に制御しないこと、または、そのようなＳＥＡＭの１つもしくは複数のセグメントを熱的に制御することが、微細な非線形性調節に対して使用され得る。上記の全体的な理解を念頭に置いて、ＳＥＡＭの使用のためのシステムおよび方法のみならず、ＳＥＡＭに対する様々な構成が、下記で全体的に説明される。

電界吸収型変調を、データセンタまたは他の熱的に制御される環境において使用するために、温度が、熱的制御ループを使用して安定化させられ得る。それらの道筋に沿えば、従来の光学変調器は、パワー検知および熱的制御のために、追加的な光学ドロップポート、および、別々の検知フォトダイオードを使用し得るものであり、すなわち、光学変調器は、電界吸収型変調を使用しない。しかしながら、そのような従来の光学変調器において使用される、追加的な光学ドロップポート、および、別々の検知フォトダイオードは、面積を消費し、配置設計およびシステム設計を複雑にすることがある。

追加的に詳細に下記で説明されるように、電界吸収型変調器（「ＥＡＭ」）は、熱的制御ループに対して、追加的な光学ドロップポート、および、別々のフォトダイオードを使用する、そのような従来の光学変調器より効率的に使用され得る。ＥＡＭは、集積された検知フォトダイオード（「ＰＤ」）を有し得る。集積されたＰＤを有することにより、そのようなＥＡＭは、上記で述べられた従来の光学変調器との比較で、設置面積を低減するのみならず、熱的制御に対する密接に結合された熱的制御フィードバックループ、および／または、電界吸収型変調調整に対するデータアイ制御を手助けする。

図１は、セグメント化された電界吸収型変調器（「ＳＥＡＭ」）１２０を有する、例示的なセグメント化された電界吸収型システム（「ＳＥＡＳ」）１００の、端部を先にした断面視図を例解的に図示するブロック線図である。ＳＥＡＳ１００は、１つより多いＳＥＡＭ１２０を含み得るが、１つのＳＥＡＭ１２０のみが、制限ではなく明確性の目的で例解的に図示される。

ＳＥＡＳ１００は、シリコンオンインシュレータ（「ＳＯＩ」）などの半導体オンインシュレータのウェハまたは基板１０１（「ＳＯＩウェハ１０１」）を含み得る。ＳＯＩウェハ１０１は、酸化シリコンまたは他の絶縁体材料によって形成されるなどの絶縁層１０４と、シリコンまたは他の半導体材料によって形成されるなどの半導体誘電層１０３（「シリコン層１０３」）とを有し得る。シリコン層１０３は、単結晶シリコン層であり得る。

トレンチ１５１が、光学導波路（「導波路」）１０６をトレンチ１５１の内および真上に形成するために、シリコン層１０３内に形成され得る。それらの道筋に沿えば、ドープされたシリコン導波路層が、導波路１０６を形成するために、堆積させられ、エッチングされ得る。ゲルマニウムまたは他の光学活性材料が、導波路１０６をトレンチ１５１の内、真上、および上方に形成するために、十分な光学特性を伴うＧｅＳｉまたはＳｉＧｅまたは他の材料を成長させることによってなどで、そのようなドープされたシリコン導波路層に付加され得る。トレンチ１５１は、端部縦断面で半八角形の形状を有するものの、他の形状が、他の実装形態でトレンチ１５１に対して使用され得る。

シリコン層１０３の上側表面１５３の真上の、導波路１０６の両方の対向する側（例えば、右側および左側）の、下側側壁表面１５２に隣接して、導電層１０８が、アノードおよびカソード接点を、信号バス１０９－１および１９９－１に対してそれぞれ設けるために形成され得る。「に隣接して」により、一般的には、導波路のセグメントに印加される電場が、つまりは、電場を印加することにより吸収スペクトルを変化させることにより、電界吸収に対して、そのようなセグメントに対する吸収係数に影響を及ぼすことを可能とするように、そのような導波路の隣に、そのような導波路と接触して、または、そのような導波路に十分に近接してということが意味される。誘電層１０２が、上側表面１５３の真上に形成され得るものであり、信号バス１０９－１および１９９－１を、それらの信号バスに対する接点を含めて設けるために、導電層１０８に対する位置を規定するためにパターニングされ得る。上記または別の実装形態では、シリコン層１０３は、信号バス１０９－１および１９９－１を形成するために、同じまたは異なる型のドーパントを、注入され、拡散させられ、および／または、他の形で含浸させられ得る。

別の誘電層１０５が、誘電層１０２および接触層１０８の上側表面の真上に形成され得る。誘電層１０５は、カソードおよびアノードに対する位置を規定するためにパターニングされ得る。それらの道筋に沿えば、カソーディック－アノーディック導電層１４４が、導波路１０６の対向する側（例えば、右側および左側）でそれぞれ、上側側壁表面１５５と境界をなすためのアノードセグメント１１１－１およびカソードセグメント１１０－１を設けるために、堆積させられ、または、他の形で形成され得る。アノードセグメント１１１－１は、信号バス１０９－１に対する接点の真上に形成され得るものであり、カソードセグメント１１０－１は、信号バス１９９－１に対する接点の真上に形成され得る。

導波路１０６の右側は、ｐ型領域１４２を導波路１０６内に設けるために、ｐ型アクセプタ不純物によって形成され得る、および／または、それらのｐ型アクセプタ不純物を有するように調整され得るものであり、導波路１０６の左側は、ｎ型領域１４１を導波路１０６内に設けるために、ｎ型ドナー不純物によって形成され得る、および／または、それらのｎ型ドナー不純物を有するように調整され得る。ｐ型領域１４２は、アノードセグメント１１１－１および信号バス１０９－１に隣接し得るものであり、導波路１０６の右側壁から導波路１０６の中心に向かって内向きに延在し得る。ｎ型領域１４１は、カソードセグメント１１０－１および信号バス１９９－１に隣接し得るものであり、導波路１０６の左側壁から導波路１０６の中心に向かって内向きに延在し得る。

誘電層１０７が、導波路１０６の上側表面のみならず、導電層１４４および誘電層１０５の上側表面の真上に堆積させられ得る。アノードセグメント１１１－１およびカソードセグメント１１０－１は、導波路１０６に対するＳＥＡＭ１２０の一部分を提供し得る。

図２は、別のＳＥＡＭ１２０を有する、別の例示的なＳＥＡＳ１００の、端部を先にした断面視図を例解的に図示するブロック線図である。図２の説明の詳細の多くは、図１に対してと同じであるので、それらの同じ詳細は、制限ではなく明確性の目的で、全体的には繰り返されない。

この実装形態では、単一の誘電層１０５、または、誘電層１０２および１０５の組み合わせが、堆積させられ得るものであり、ビアが、１つまたは複数のビアエッチによってなどで、そのような１つまたは複数の誘電層内に形成され得る。単一の誘電層１０５が、制限ではなく明確性の目的で、誘電層１０２を含むためのものであるということを想定すると、誘電層１０５は、カソードおよびアノードに対する位置を規定するためにパターニングされ得る。ビアエッチングが、導電層１４４の堆積からの導電材料の受け入れのために、導波路１０６の側壁表面１５２および１５５の横側で、ビアを誘電層１０５内に形成するために使用され得る。

それらの道筋に沿えば、カソーディック－アノーディック導電層１４４が、導波路１０６の対向する側（例えば、右側および左側）でそれぞれ、側壁表面１５２および１５５と境界をなすアノードセグメント１１１－３およびカソードセグメント１１０－３を設けるために、堆積させられ得る、または、他の形で形成され得る。アノードセグメント１１１－３およびカソードセグメント１１０－３は、導波路１０６に対するＳＥＡＭ１２０の一部分を提供し得る。

誘電層１０７が、導波路１０６の上側表面のみならず、導電層１４４および誘電層１０５の上側表面の真上に堆積させられ得る。誘電層１０７は、信号バス１０９－３および１９９－３を、それらの信号バスに対する接点を含めて設けるために、導電層１０８に対する位置を規定するためにパターニングされ得る。信号バス１０９－３および１９９－３に対する接点は、それぞれ、導電層１０８の堆積によって、アノードセグメント１１１－３およびカソードセグメント１１０－３の真上に形成され得る。

図３－１および３－２は、各々がＳＥＡＭ１２０を有する、例示的なＳＥＡＳ１００の端部断面視図を例解的に図示するそれぞれのブロック線図である。図３－１および３－２は、図１および２にそれぞれ対応し、そのため、全体的には、違いのみが、制限ではなく明確性の目的で、下記で説明される。

これらの実装形態では、真性または非ドープの領域（「ｉ領域」）１４３が、導波路１０６内のｎ型領域１４１とｐ型領域１４２との間に配置され得る。ｉ型領域１４３と、領域１４１および１４２との間の境界は変動し得るということが理解されるべきである。

図４は、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。導波路１０６は、入力光学信号１１３を受信するために構成される入口端部１５６と、出力光学信号１１４を出力するために構成される出口端部１５７とを有し得る。ＳＥＡＭ１２０は、導波路１０６に隣接する、セグメント化されたＳＥＡＭ１２０である。ＳＥＡＭ１２０は、この例では導波路１０６に隣接するＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３である、複数のＥＡＭセグメントを含む。３つのＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３が例解的に図示されるものの、一般的には、２つ以上のＥＡＭセグメント１１２が実装され得る。

ＳＥＡＭ１２０は、導波路１０６の、反対の側壁上にそれぞれ、セグメント化されたアノード１１１と、セグメント化されたカソード１１０とを含み得る。セグメント化されたアノード１１０は、導波路１０６の側部１５８の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのアノードセグメントを有し得るものであり、セグメント化されたカソード１１０は、側部１５８の反対の、導波路１０６の側部１５９の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのカソードセグメントを有し得る。アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、対を形成して、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３をそれぞれ設けるために、対応するカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３から、導波路１０６を横切って隔置され得る。一般的には、少なくとも２つのアノードセグメント１１１、および、少なくとも２つのカソードセグメント１１０の対は、導波路１０６の長手方向に横側で、一連の少なくとも２つのＥＡＭセグメント１１２を設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ得る。

この例では、３つのＥＡＭセグメント１１２が、４つのレベルを有するパルス振幅変調（「ＰＡＭ」）、すなわち、ＰＡＭ４レベル０から３に対して使用される。しかしながら、他の実装形態では、他の型の振幅変調に対する、他の数のＥＡＭセグメント１１２が使用され得る。

ＳＥＡＭ１２０は、パワー消費が重要である、例えば光学リンクなどの、多くの光学用途において容易に使用され得るものであり、なぜならば、ＳＥＡＭ１２０は、エネルギー効率的なデバイスであるからである。例えば、ＳＥＡＭ１２０は、光学バックプレーンにおいて使用され得る。なおまた、ＳＥＡＭ１２０は、例えば光学送信器および光学インターコネクトなどの、高速光学デバイスにおいて使用され得る。ＳＥＡＭ１２０は、ＧｅＳｉまたは他の光学活性材料から形成される導波路１０６などの、光学活性材料の吸収係数を電気的に変化させることにより、光学信号（例えば、光）を変調することができるので、ＳＥＡＭ１２０は、例えば異なるセグメント長さを有することにより、電気光学応答での非線形性に対して補償し得るものであり、そのことは、光学ＰＡＭリンクまたはドメインと、電気ＰＡＭリンクまたはドメインとの間の互換性に対する補償を提供する。従来の高速ＥＡＭ変調器に似て、ＳＥＡＭ１２０は、非ゼロ復帰（「ＮＲＺ」）変調によって使用され得る。

この例では、ＥＡＭセグメント１１２－１の長さは、ＥＡＭセグメント１１２－２の長さより短く、ＥＡＭセグメント１１２－２の長さは、ＥＡＭセグメント１１２－３の長さより短い。アノードおよびカソードセグメント対の、ますます長くなる長手方向長さの、入力導波路端部１５６から出力導波路端部１５７に向かってのこの進展は、各々の連続する電気光学応答の非線形性に対して補償するために使用され得る。かくして、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３を長さにおいて変動させることにより、振幅レベルは、より異なったものになり得る、すなわち、線形ステップをより綿密に表し得る。ＳＥＡＭ１２０は、ＳＯＩウェハ１０１上に並列光学信号処理のために形成され得るものであり、各々のＳＥＡＭ１２０は、同じまたは異なる型の変調に対してなど、用途に依存して、同じまたは異なる非線形性補償を有する。

あらためて、ＳＥＡＭ１２０は、非線形性に対して補償するために、変調器ドライバなどの高速電気ＤＡＣなしで使用され得るということが理解されるべきである。かくして、低パワー用途に対して、高分解能を伴う低パワー高速ＤＡＣを設計することと関連付けられる設計難題が、ＳＥＡＭ１２０を使用することにより回避され得る。なおまた、ＳＥＡＭ１２０を使用することにより、ＤＡＣコードを適応的に調整して、バランスのとれたＰＡＭ４アイダイアグラムを維持することの設計難題が回避され得る。

ＥＡＭセグメント１１２の同じまたは異なる長さが、粗い非線形性補償に対して使用され得る一方で、熱的補償が、追加的に、微細な非線形性調整に対して、そのような同じまたは異なる長さとともに使用され得る。かくして、光学入力信号１１３として光学出力信号１１４へと通過することを可能とされる光の量、すなわち、電界吸収により吸収される光の量は、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３の０、１、２、または３をアクティブ化することにより制御され得る。この例では、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３は、温度計コーディングに対して異なる長さを有し、一時に、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３のうちの１つもアクティブでなく、または、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３のうちの１つもしくは複数がアクティブである。しかしながら、別の実装形態では、例えばバイナリコーディングなどの、異なる型のコーディングが使用され得る。なおまた、別の実装形態では、一時に、１つもアクティブでない、または、１つのＥＡＭセグメント１１２のみがアクティブであることがある。よって、多くの構成が、使用される変調および／またはコーディングに依存して実装され得るということが理解されるべきである。

図５－１は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図５－１は、任意選択の集積されたヒータ１６５の追加を除いて、図４と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。集積されたヒータ１６５は、少なくとも２つのアノードセグメント１１１の横側の、および、それらの少なくとも２つのアノードセグメント１１１に対応する、互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのヒータセグメント１１５を有する。

この例では、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３、および、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、それぞれ、一連のＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３を設けるために、互いに対して位置合わせされ得る。あらためて、一連のＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３が、ＰＡＭ４実装形態に対して例解的に図示されるものの、別の実装形態では、少なくとも２つのＥＡＭセグメント１１２が存し得る。この例では、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、それぞれ、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３から間をおいて隔置され、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、導波路１０６の側部１５８と、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３との間に配置される。なおまた、この例では、ＥＡＭセグメント１１２はすべて、導波路１０６に沿って同じ長さを有する。

図５－２は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図５－２は、任意選択の集積されたヒータ１６５が、セグメント化されたアノード１１１と接触しているということを除いて、図５－１と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。この例では、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、それぞれ、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３と接触しており、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、導波路１０６の側部１５８と、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３との間に配置される。

ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、導波路１０６のアノード側で配置されるものの、別の実装形態では、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３に対応して、導波路１０６のカソード側で配置され得る。換言すれば、集積されたヒータ１６５は、互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのヒータセグメント１１５を有し得るものであり、それらの集積されたヒータセグメント１１５は、少なくとも２つの対応するカソードセグメントと、それらのカソードセグメントの側部に沿って、境界をなす、または、少なくとも２つの対応するカソードセグメントから、それらのカソードセグメントの側部に沿って、間をおいて隔置されることがある。あらためて、そのようなアノード、カソード、およびヒータセグメントは、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３などの、一連の少なくとも２つの電界吸収型変調セグメントを設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ得る。

図５－３は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図５－３は、任意選択の集積されたヒータ１６５が、１つのヒータセグメント１１５－１のみを、すなわち、集積された、長さ方向にセグメント化されない加熱要素を有するということを除いて、図５－１と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。この例での集積されたヒータ１６５は、少なくとも２つのアノードセグメントの横側で、および、それらの少なくとも２つのアノードセグメントから間をおいて隔置されて配置される、１つの連続的なヒータセグメント１１５－１を有する。

この例では、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３、および、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３は、それぞれ、互いに対して位置合わせされ得るものであり、集積されたヒータ１６５の、１つの単一のヒータセグメント１１５－１は、一連のＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３を設けるために、すべての３つのアノードセグメントに広がり得る。この例では、集積されたヒータ１６５は、それぞれ、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３の側部から間をおいて隔置され、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、導波路１０６の側部１５８と、集積されたヒータ１６５との間に配置される。

図５－４は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図５－４は、任意選択の集積されたヒータ１６５が、アノードセグメント１１１と接触しているということを除いて、図５－３と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。

集積されたヒータ１６５のヒータセグメント１１５－１は、導波路１０６のアノード側で配置されるものの、別の実装形態では、集積されたヒータ１６５は、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３に近接して、または、それらのカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３と接触して、導波路１０６のカソード側で配置され得る。換言すれば、集積されたヒータ１６５のヒータセグメント１１５－１は、少なくとも２つのカソードセグメントの側部から間をおいて隔置されて、または、それらの少なくとも２つのカソードセグメントの側部と接触して、長さ方向に配置され得る。ＥＡＭセグメント１１２に関しての非線形性に対する補償が、そのようなＥＡＭセグメント１１２の各々に影響を及ぼす環境温度差を十分に除くことである用途では、ＥＡＭセグメント１１２の、より細かくない、すなわち、各々のＥＡＭセグメント１１２の温度を独立的に調整することよりも細かくない、熱的調整が実装され得るものであり、かくして、単一のヒータセグメント１１５－１が使用され得る。

図６－１は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図６－１は、任意選択の集積されたヒータ１６５が、さらには、カソード側にあるということを除いて、図５－１と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。

集積されたヒータ１６５は、少なくとも２つのアノードおよびカソードセグメント対の横側の、ならびに、それらの少なくとも２つのアノードおよびカソードセグメント対に対応する、互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される少なくとも２つのヒータセグメントを有する。この例では、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３の側部から間をおいてそれぞれ隔置され、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、導波路１０６の側部１５８と、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３との間に配置される。なおまた、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、それぞれ、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３の側部から間をおいて隔置され、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３は、導波路１０６の側部１５９と、カソード側ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３との間に配置される。

この例では、アノード側およびカソード側ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、共通に制御され得る。例えば、アノード側部分およびカソード側部分の両方を有し得るヒータセグメント１１５－１は、ヒータセグメント１１５－２および１１５－３から独立的に制御され得る。なおまた、別の実装形態では、アノード側ヒータセグメント１１５－１は、カソード側ヒータセグメント１１５－１から独立的に制御されることが、他のヒータセグメントから独立的に制御されることと同様に行われ得る。一般的には、集積されたヒータ１６５は、少なくとも２つのアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３、および／または、少なくとも２つのカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３の横側で、それらのアノードセグメントおよび／もしくはカソードセグメントの接触を伴って、または伴わずに、長さ方向に配置されるヒータセグメント１１５を有し得る。なおまた、集積されたヒータ１６５は、少なくとも２つのヒータセグメント１１５であって、少なくとも２つのアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３、または、少なくとも２つのカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３に対応して、それらの少なくとも２つのヒータセグメント１１５の間に、介在する誘電間隙を伴って、互いに並んで配置される、少なくとも２つのヒータセグメント１１５を有し得る。

図６－２は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、別の例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図６－２は、任意選択の集積されたヒータ１６５が、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３、および、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３とそれぞれ接触している、カソード側およびアノード側の両方の、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３を有するということを除いて、図６－１と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。かくして、アノード側ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、互いから間をおいて隔置され、長さ方向に並んで配置され、それぞれ、対応するアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３と、それらの対応するアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３の側部に沿って接触しており、カソード側ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、互いから間をおいて隔置され、長さ方向に並んで配置され、それぞれ、対応するカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３と、それらの対応するカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３の側部に沿って接触している。

図６－３は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図６－３は、任意選択の集積されたヒータ１６５が、各々がアノードおよびカソードセグメントから間をおいてそれぞれ隔置される、アノード側の加熱要素と、カソード側の別の加熱要素とを有するということを除いて、図５－３と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。

集積されたヒータ１６５は、例えばアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３などの、少なくとも２つのアノードセグメントの横側で、および、それらの少なくとも２つのアノードセグメントから間をおいて隔置されて配置される、アノード側の連続的なヒータセグメント１１５Ａを有し、例えばカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３などの、少なくとも２つのカソードセグメントの横側で、および、それらの少なくとも２つのカソードセグメントから間をおいて隔置されて配置される、カソード側の連続的なヒータセグメント１１５Ｃを有する。この例では、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３、および、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３は、それぞれ、互いに対して位置合わせされ得るものであり、集積されたヒータ１６５の、アノード側ヒータセグメント１１５Ａおよびカソード側ヒータセグメント１１５Ｃは、一連のＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３を設けるために、それぞれ、すべての３つのアノードおよびカソードセグメントに広がり得る。この例では、アノード側ヒータセグメント１１５Ａは、それぞれ、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３の側部から間をおいて隔置され、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、導波路１０６の側部１５８と、アノード側ヒータセグメント１１５Ａとの間に配置される。さらにまた、この例では、カソード側ヒータセグメント１１５Ｃは、それぞれ、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３の側部から間をおいて隔置され、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３は、導波路１０６の側部１５９と、カソード側ヒータセグメント１１５Ｃとの間に配置される。

図６－４は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。図６－４は、任意選択の集積されたヒータ１６５が、各々がアノードおよびカソードセグメントとそれぞれ接触している、アノード側の加熱要素と、カソード側の別の加熱要素とを有するということを除いて、図６－３と同じであり、そのため、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。アノード側ヒータセグメント１１５Ａは、それぞれ、対応するアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３の横側で、および、それらの対応するアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３と接触して配置され、カソード側ヒータセグメント１１５Ｃは、対応するカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３の横側で、および、それらの対応するカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３と接触して配置される。

図６－３および６－４の例実装形態では、アノード側の連続的なヒータセグメント１１５Ａ、および、カソード側の連続的なヒータセグメント１１５Ｃは、共通に制御される。しかしながら、別の実装形態では、アノード側の連続的なヒータセグメント１１５Ａ、および、カソード側の連続的なヒータセグメント１１５Ｃは、独立的に制御され得る。

制限ではなく、例としての明確性の目的で、図５－１でのような対応する集積されたヒータ要素またはセグメント１１５を伴う、図４で例解的に図示されるような基本構成が、後に続く例において使用されるということが想定されるものとするが、上記の例、または、それらの例の組み合わせのいずれも、後に続く説明によって使用され得るということが理解されるべきである。なおまた、複数個の導波路１０６、および、対応するＳＥＡＭ１２０が、１つのみが明確性の目的で例解的に図示されるものの、ＳＯＩウェハ１０１上に形成され得るということが理解されるべきである。

図７は、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３が、例解的に図示されるように、導波路１０６の長手方向に横側で、異なる長さを有するものの、別の実装形態では、ＥＡＭセグメントのうちの２つ以上の長さは、導波路１０６の長手方向に横側で、互いと同じであり得る。長手方向長さは、電気光学吸収の異なるレベルに対して異なり得るものであり、すなわち、導波路１０６材料に沿って吸収係数をセグメント的に変化させる。例えば、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３は、吸収状態の漸進的進展のための温度計コードに対応して、導波路１０６の長手方向に横側で、同じまたは異なる長さを伴って構成され得る。しかしながら、別の例では、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３は、吸収状態のバイナリ進展のためのバイナリコードに対応して、導波路１０６の長手方向に横側で、一般的には同じまたは異なる長さを有するように構成され得る。

この実装形態では、フォト検出器１１８が、出口端部１５７に近接して配置され、ＳＥＡＭ１２０の一部を形成する。フォト検出器１１８は、導波路１０６の側部１５８の横側で配置される検出器アノード１１８Ａと、導波路１０６の側部１５９の横側で配置される検出器カソード１１８Ｃとを含み得る。検出器アノード１１８Ａおよび検出器カソード１１８Ｃは、それぞれ、導波路１０６の対向する側で、ならびに、側部１５８および１５９に隣接して、互いに対して位置合わせされ得る。検出器アノード１１８Ａおよび検出器カソード１１８Ｃは、アノードセグメント１１１およびカソードセグメント１１０と一緒に形成され得るものであり、なぜならば、同じ材料が、これらのアノードおよびカソードのすべてに対して使用され得るからである。

検出器アノード１１８Ａおよび検出器カソード１１８Ｃは、一連のｎ個のＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－ｎの、それぞれ、最後のステージ、すなわち第ｎのステージ、アノードセグメント１１１－ｎ、および、最後のステージカソードセグメント１１０－ｎから間をおいて隔置され得る。フォト検出器１１８は、出力光学信号１１４の検出される強度に比例するフォト電流信号を提供することを、そのような出力光学信号１１４のデータアイとの関連付けのために行うように構成され得る。アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、ＳＥＡＭ１２０のセグメント化されたアノード１１１を集合的に形成し得るものであり、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３は、セグメント化されたカソード１１０を集合的に形成し得る。しかしながら、カソードは、セグメント化されないことがあり、すなわち、セグメント化されたアノード１１１と対にされるための一体型カソードセグメント１１０であり得る。それらの道筋に沿えば、このことは、セグメント化された、または、セグメント化されないカソード１１０が、共通に接地させられる、または、他の形で共通に結合させられることと関係があり、しかるに、セグメント化されたアノード１１１のアノードセグメントは、互いから電気的に分離される。

図８は、電気ドメインに対する送信器に対する、例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示する概略線図である。図８は、図１ないし８を同時的に参照してさらに説明される。

入力データ１２１が、エンコーダ１２２に提供される。この例では、エンコーダ１２２は、ＰＡＭ４エンコーダであるが、別の実装形態では、制限なしに別の型のＰＡＭを含む、別の型の変調が、入力データ１２１をエンコーダによってエンコードするために使用され得る。ＰＡＭ４に対するこの例では、エンコーダ１２２からの出力に応答して、「ハイ」ビット（「Ｂｉｔ＿Ｈ」）駆動信号１２３－１、「ゼロ」ビット（「Ｂｉｔ＿Ｚ」）駆動信号１２３－２、「ロー」ビット（「Ｂｉｔ＿Ｌ」）駆動信号１２３－３、もしくは、これらの駆動信号の組み合わせが、一時にアクティブであることがあり、または、これらの駆動信号のうちの１つも一時にアクティブでないことがあり、その出力は、入力データ１２１に応答的である。

ＰＡＭ４では、４つの別個のパルス振幅レベルまたはパルス振幅、一般的には振幅レベル１、２、３、および４が、例えばグレーコード実装形態に対する００、０１、１１、および１０などで、各々２つのビットにより表される。ＰＡＭ４ビットの各々の対は、「シンボル」と呼ばれ、すなわち、シンボルにつき２つのビットである。そのような４つの振幅レベルのうちの１つが、シンボル期間内に送信されるとき、２つのビットが並列に送信される。シンボルにつき２つのビットを伴うＰＡＭ４データストリームに対して、入力データ１２１の、各々の２つのビットは、この例に対しては、３ビット温度計コードへとエンコードされ得る。下記の表Ｉは、この実装形態に対する入力データ１２１のエンコーディングのために、すなわち、入力データ１２１の２ビットＰＡＭ４シンボルを、駆動信号１２３－１ないし１２３－３のビットの状態によって表される、対応する３ビット温度計駆動信号へとマッピングするために使用され得る変調コードの例である。

この例では、エンコーダ１２２からの出力としてのＳＥＡＭ１２０へのエンコードされた入力１２６は、最も大である量の制御された電気光学吸収を、駆動信号１２３－１ないし１２３－３のビットのすべてがアサートされること、すなわち、この例では、すべてが論理１であることを結果的に生じさせる、入力データ１２１のＰＡＭ４ １１シンボル入力に応答的にする。この例では、エンコーダ１２２からの出力としてのＳＥＡＭ１２０へのエンコードされた入力１２６は、最も少ない量の吸収を、駆動信号１２３－１ないし１２３－３のビットのうちの１つもアサートされないこと、すなわち、この例では、すべてが論理０であることを結果的に生じさせる、入力データ１２１のＰＡＭ４ ００シンボル入力に応答的にする。この例では、エンコーダ１２２からの出力としてのＳＥＡＭ１２０へのエンコードされた入力１２６は、２番目に少ない量の吸収を、駆動信号１２３－１および１２３－２のビットのうちの１つもアサートされないこと、すなわち、この例では、両方が論理０であることと、駆動信号１２３－３のビットがアサートされること、すなわち、この例では、論理１であることとを結果的に生じさせる、入力データ１２１のＰＡＭ４ ０１シンボル入力に応答的にする。この例では、エンコーダ１２２からの出力としてのＳＥＡＭ１２０へのエンコードされた入力１２６は、２番目に多い量の吸収を、駆動信号１２３－２および１２３－３のビットの両方がアサートされること、すなわち、この例では、両方が論理１であることと、駆動信号１２３－１のビットがアサートされないこと、すなわち、この例では、論理０であることとを結果的に生じさせる、入力データ１２１のＰＡＭ４ １０シンボル入力に応答的にする。しかしながら、制限なしに、表Ｉのエンコーディングの完全逆転、表Ｉのグレーコードバージョン、または、別の組み合わせを含む、任意のエンコーディングが使用され得る。一般的には、光においての様々なステップは、温度計であれ、バイナリであれ、または、他の形でエンコードされるものであれ、検出可能な振幅レベルを提供するために、電界吸収により制御され得る。

それゆえに、制限ではなく、例としての明確性の目的で、表Ｉのエンコーディングが使用されるということが想定されるものとする。なおまた、１００％デューティサイクルが、入力データ１２１を処理することを、ＳＥＡＭ１２０へのエンコードされた入力１２６として提供される、そのような入力データ１２１に応答的に、例えばキャリア信号などの光学入力信号１１３を変調するために行うために想定されるものの、別の実装形態では、つまりはシンボル期間の間のヌル期間を伴う、１００％未満のデューティサイクルが使用され得る。それらの道筋に沿えば、この実装形態に対して、ヌル期間または区間が、データバーストの間に使用され得るものであり、そのため、駆動信号１２３のビットのすべては、そのようなヌル期間または区間の間は論理０で保持され得る。

この例示的な実装形態では、３つの駆動信号１２３が、それぞれ、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３を駆動する。ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３の間の比は、電気光学応答での非線形性がＰＡＭ４アイにおいて補償され得るように選択され得る。この例では、各々のＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３は、駆動信号１２３－１ないし１２３－３を受信するためにそれぞれ結合される、対応するＮＲＺ電圧モードドライバ１２４－１ないし１２４－３により駆動される。ＮＲＺ電圧モードドライバ１２４－１ないし１２４－３の実装形態は、高速ＤＡＣよりも、複雑さが著しく少なく、少ないパワーを使用する。

対応する駆動信号１２３－１ないし１２３－３に応じた、ＮＲＺ電圧モードドライバ１２４－１ないし１２４－３の、それぞれ、ＮＲＺ電圧出力１２５－１ないし１２５－３は、ＮＲＺ電圧をアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３それぞれに提供し得る。かくして、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３の、それぞれ、アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３は、それぞれ、アノード信号バス１０９－１ないし１０９－３を経て、ＮＲＺ電圧出力１２５－１ないし１２５－３の対応するＮＲＺ電圧を受信し得る。ＮＲＺ電圧が使用されるが、例えば、非ＮＲＺ電圧または反転ＮＲＺ（「ＮＲＺＩ」）電圧などの、他の型の電圧が使用され得る。

ＮＲＺ電圧は、それぞれの電場を、対応するカソードセグメント１１０－１ないし１１０－３に、導波路１０６の対応する部分を通して伝導するために、それぞれ、アノード１１１－１ないし１１１－３に印加され得る。少なくとも２つのアノードセグメント１１１が、ＮＲＺ電圧モードドライバ１２４－１ないし１２４－３それぞれの出力ノードなどの、別々のソースノードに、それぞれ電気的に結合され得る。このことは、電圧を、そのようなアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３に、それぞれ、ＮＲＺ電圧モードドライバ１２４－１ないし１２４－３から選択的に印加するために使用され得る。エンコードされた入力１２６の一切のアサートされたビットが、入力光学信号１１３を、その入力光学信号１１３の電気光学変調により変調して、変調された出力光学信号１１４を提供するために使用され得るものであり、そのような変調は、エンコードされた入力１２６の変調コードを効果的に表す。

アノードセグメント１１１－１ないし１１１－３にそれぞれ対応する、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３は、すべて、対応するカソード信号バス１９９－１ないし１９９－３を通して、共通接地１２８に結合され得る。カソード信号バス１９９－１ないし１９９－３は、接地１２８に結合される共通カソードバス１９９であり得る。かくして、別の実装形態では、カソードセグメント１１０－１ないし１１０－３よりむしろ、単一のセグメント化されないカソード１１０が、導波路１０６を横切ってアノードセグメント１１１－１ないし１１１－３の表面区域に面する、対応する表面区域を有するために使用され得る。

少しでもＳＥＡＭ１２０により変調される後に、光学入力信号１１３は、フォト検出器１１８に近接する、すなわち、ＳＥＡＭ１２０のフォト検出器アノード１１８Ａとカソード１１８Ｃとの間の、導波路１０６を通過し得る。フォト検出器１１８は、フォトダイオードを有するフォトダイオード回路１９８を含み得るものであり、そのようなフォト検出器回路１９８は、従来のものであってよく、かくして、制限ではなく明確性の目的で、不必要に詳細には説明されない。この例での適応的熱的調節のために、ＰＡＭ４レベル検出のためのフォトダイオードが、導波路１０６のバス出口端部１５７の付近に、すなわち、ＳＥＡＭ１２０の後の導波路１０６に沿って実装され得る。

フォト検出器供給電圧１２９と接地１２８との間でバイアスされ得るフォト検出器１１８は、通過する光学出力信号１１４の、検出される光子、すなわち、検出される強度に応じてフォト電流信号１３１を出力し得る。実装形態では、光学入力信号１１３は、例えばレーザダイオードからなどの、レーザビームであり得るものであり、ＥＡＳ１００は、フォトニック集積回路においてのものであり得る。フォト検出器１１８から出力されるフォト電流信号１３１は、光学出力信号１１４の、その光学出力信号１１４のＰＡＭと関連付けられるデータアイを表し得るものであり、そのデータアイは、この例では一般的には、４つの別個のパルス振幅レベルを有するデータアイである。しかしながら、別の実装形態では、そのようなデータアイは、４つより少ない、または多い別個のパルス振幅レベルを有し得る。

電流制御電圧源（「ＣＣＶＳ」）１２７が、フォト電流信号１３１を受信して、出力電圧信号（「Ｖｏｕｔ」）１３２を提供するように構成され得る。ＣＣＶＳ１２７は、例えばトランスインピーダンス増幅器（「ＴＩＡ」）によって実装される回路であり得る。レベル追跡回路１３０が、出力電圧信号１３２を受信して、アイ開口調整信号１３３を提供するように構成され得る。レベル追跡回路１３０は、何の変調状態を光学出力信号１１４のアイ開口において探すべきかを知るために、光学変調振幅（「ＯＭＡ」）追跡のために構成され得るものであり、レベル追跡回路１３０は、駆動信号１２３－１ないし１２３－３を受信するように構成され得る。レベル追跡回路１３０は、アイ開口の、そのアイ開口の何らかの１つまたは複数の振幅レベルに関しての線形性が、何らかの１つまたは複数の対応する振幅レベルの線形性を高めるために調整されるべきであるかどうかを決定するために、駆動信号１２３－１ないし１２３－３、および、対応する出力電圧信号１３２の状態に応答的に構成され得る。

熱的コントローラ１３６が、アイ開口調整信号１３３を受信して、熱的制御信号１３７を提供するように構成され得る。熱的制御信号１３７は、Ｎビットコード化信号であり得る。ヒータドライバ１３４が、熱的制御信号１３７を受信して、それぞれヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３に対する、ヒータアクティブ化信号１３５－１ないし１３５－３のうちの１つもアサートしない、または、それらのヒータアクティブ化信号１３５－１ないし１３５－３のうちの１つもしくは複数をアサートするように構成され得る。

導波路１０６に対するＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３の吸収曲線は、各々、温度依存変数成分を有する。それらの道筋に沿えば、この例では、加熱要素とみなされ得る３つの別々のヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３が、集積されたヒータ１６５のヒータドライバ回路１３４により駆動される。この例では、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、互いに対応する、アノード側加熱要素およびカソード側加熱要素の両方を含むということが想定されるものとする。ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３は、ヒータドライバ１３４に共通に結合されるが、各々のアノード側およびカソード側加熱要素は、別々に制御され得る。しかしながら、別の実装形態では、加熱要素のアノード－カソード側の対は、対応するヒータアクティブ化信号を受信するために共通に結合され得るものではなく、互いに関して独立的に制御され得る。

加熱セグメント１１５－１ないし１１５－３にそれぞれ提供される、ヒータアクティブ化信号１３５－１ないし１３５－３は、ＥＡＭセグメント１１２－１ないし１１２－３を、異なるまたは同じ温度に、独立的に調節するために使用され得る。この実装形態では、制御信号１３７は、光学ＰＡＭ４振幅レベルの線形性の微細な調節のための適応的調整を実行するために、ヒータドライバ回路１３４に、加熱セグメント１１５－１ないし１１５－３のうちのどれがターンオンまたはオフされるべきであるかを指示し得る。

ＥＡＭセグメント１１２のサイズ設定によって、プロセス変動に対して補償するだけでなく、集積された加熱セグメント１１５の制御によって、温度高下に対しても補償することにおいて柔軟性を提供することは、ＳＥＡＭ１２０の線形性を高めることを手助けする。集積されたヒータ１６５は、熱的コントローラ回路１３６およびヒータドライバ回路１３４によって、互いに独立的に加熱セグメント１１５－１ないし１１５－３の温度を調整するために使用され得るものであり、ヒータドライバ回路１３４は、ヒータセグメント１１５－１ないし１１５－３に対応する３つの別々のドライバを有する。かくして、光学ＰＡＭ４送信のためにＳＥＡＭ１２０の非線形性に対して補償することを、そのような補償のためのＤＡＣを有する必要なしに行うことに加えて、集積されたフォトダイオード、および、別々の加熱要素が、ＰＡＭ４変調に対する適応的熱的調節に対して使用され得る。

図９は、例示的な電界吸収型変調プロセス２００を例解的に図示するフロー線図である。図９は、図１ないし９を同時的に参照してさらに説明される。

２０１で、入力光学信号１１３が、導波路１０６により、入口端部１５６で受信され得る。２０２で、入力光学信号１１３が受信される概ねほとんど同じ時間に、入力データ１２１に対応するエンコードされた入力１２６の変調コードが、ＳＥＡＭ１２０により受信され得る。

２０３で、入力光学信号１１３は、ＳＥＡＭ１２０によりセグメント的に変調されることが、そのような光信号が導波路１０６の対応する部分を通過する際に行われ得るものであり、ＳＥＡＭ１２０は、導波路１０６に隣接する。任意選択で、２０４で、少なくとも２つのヒータセグメント１１５を有する集積されたヒータ１６５が、以前に説明されたように、対応するアノードセグメント１１１および／またはカソードセグメント１１０をセグメント的に加熱するために使用され得る。２０３での、セグメント的に変調すること、すなわち、セグメント単位で変調することは、かくして、ＳＥＡＭ１２０の、少なくとも２つの電界吸収型変調セグメント１１２による、シリアルのセグメント化された変調を提供するために、互いに対してそれぞれ位置合わせされる、アノードと、カソードと、任意選択のヒータセグメントとを含むＳＥＡＭ１２０によって実行され得る。２０６で、出力光学信号１１４が、導波路１０６の出口端部１５７で、そのような変調コードに対するセグメント化された変調に応答的に変調された入力光学信号１１３として出力され得る。

任意選択のセグメント化された加熱が２０４で使用されるならば、動作２１１ないし２１５が使用され得る。それらの道筋に沿えば、破線２０５により指示されるように、出力光学信号１１４が取得され得るものであり、その出力光学信号１１４の強度が、２１１で、フォト検出器１１８によって、出力光学信号１１４について、２０６での出力より前に検出されることが、検出される強度に比例するフォト電流信号１３１を提供するための、そのような出力光学信号１１４のデータアイとの関連付けのために行われ得る。データアイに対するフォト電流信号１３１は、４つ以上の別個のパルス振幅レベルを有するＰＡＭと関連付けられ得る。

２１２で、そのような出力電圧信号１１４の電流制御電圧付与が、ＴＩＡを使用して、フォト電流信号１３１に応答的に実行され得る。２１３で、変調コードに対する出力電圧信号１１４のレベル追跡が、レベル追跡回路１３０を使用して、アイ開口調整信号１３３を提供するために実行され得る。２１４で、熱的制御信号が、熱的コントローラ回路１３６により、そのようなアイ開口調整信号１３３に応答的に提供され得る。２１５で、少なくとも２つのヒータアクティブ化信号１３５が、ヒータドライバ回路１３４により、少なくとも２つのヒータセグメント１１５にそれぞれ、破線２１６により全体的に指示されるように、熱的制御信号１３７に応答的に、２０４でセグメント的に加熱するために提供され得る。

図１０－１ないし１０－３は、各々が、任意選択の集積されたヒータ１６５を伴うＳＥＡＭ１２０を有する、それぞれの例示的なＳＥＡＳ１００の端部断面視図を例解的に図示するそれぞれのブロック線図である。図１０－１および１０－２は、図１ないし９を同時的に参照してさらに説明され、全体的には、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。

図１０－１は、図６－１のＳＥＡＳ１００の、端部を下にした例示的な断面視図である。以前に説明されたように、ヒータセグメント１１５－１が、対応するアノードセグメント１１１－１、および、対応するカソードセグメント１１０－１の横側にそれぞれあり得る。この実装形態では、金属層であり得る導電層１４４が、ヒータセグメント１１５を、アノードセグメント１１１およびカソードセグメント１１１と同様に、すべてを同じ堆積作業で形成するために使用され、誘電層１０５によって設けられる間隙が、ヒータセグメント１１５と、対応するアノードおよびカソードセグメントとの間の電気的隔離を提供するために使用される。しかしながら、別の実装形態では、別々の堆積が、マスキングにより使用され得る。シリコンフォトニクス（「ＳｉＰｈ」）実装形態でヒータセグメント１１５に対する加熱要素を形成するために使用される１つまたは複数の金属層よりむしろ、別の実装形態では、ヒータセグメント１１５は、例えばポリ抵抗器などの、ドープされた、または非ドープの多結晶シリコン（「ポリ」）を使用して形成され得る。

１つまたは複数のヒータセグメント１１５と、導波路１０６との間に、アノードセグメント１１０および／またはカソードセグメント１１１として設けられる、金属電極などの熱的伝導性電極を有することは、ヒータ１６５の効率を悪化させることがある。別の実装形態では、ヒータセグメント１１５は、導波路１０６との直接的な接触ありで、またはなしで、ならびに、介在するアノードおよび／またはカソードセグメントなしで、直接的に、導波路１０６に重なる、または、その導波路１０６の横側にあることがある。

それらの道筋に沿えば、図１０－２では、ヒータセグメント１１５－１は、導波路１０６の真上および上方に布置される。ヒータ１６５のヒータセグメント１１５－１は、誘電層１０７の一部分によってなどで、導波路１０６の上側表面１９６から間をおいて隔置され得る。しかしながら、別の実装形態では、ヒータセグメント１１５－１は、導波路１０６の上側表面１９６と直接的に接触していることがある。どちらの実装形態でも、ヒータセグメント１１５－１は、導波路１０６の上側表面１９６に重なる。ヒータセグメント１１５－１に対するビアまたは孔が、誘電層１０７内に規定され得るものであり、その後に続くのが、加熱要素を設けるための抵抗性および／または導電材料の堆積である。ヒータセグメント１１５－１を、導波路１０６に重ならせることを、任意選択で、その導波路１０６の幅に完全に広がらせることと同様に行うことにより、ヒータ１６５の調節効率は高められ得る。

図１１－１および１１－２は、各々が、図１０－３のＳＥＡＳ１００に対するものなどの任意選択の集積されたヒータ１６５を伴う、それぞれの例示的なＳＥＡＳ１００を例解的に図示するトップダウン断面視図のそれぞれのブロック線図である。図１０－３、１１－２、および１１－２は、図１ないし１１－２を同時的に参照してさらに説明される。

図１０－３および１１－１を参照すると、一体型カソード１１０が、誘電層１０５内に、その誘電層１０５の上部表面から、シリコン層１０３の上側表面へと下に規定されるビア内に、および、導波路１０６の側部部分と境界をなして長さ方向に形成される。一体型カソード１１０ビアが形成される同じ時間に、ビアが、アノードセグメント１１１およびヒータセグメント１１５に対して形成され得る。なおまた、一体型カソード１１０よりむしろ、セグメント化されたカソードが、以前に説明されたように、および、図１１－２で例解的に図示されるように形成され得る。

ヒータセグメント１１５は、導波路１０６のアノード側で、アノードセグメント１１１と交互配置され得る。図１１－２でのような、セグメント化されたカソードを伴う実装形態では、ヒータセグメント１１５は、導波路１０６のカソード側で、カソードセグメント１１０と交互配置され得る。なおまた、セグメント化されたアノード、および、セグメント化されたカソードを伴う実装形態に対して、ヒータセグメント１１５のセットが、アノードセグメント１１１と交互配置され得るものであり、ヒータセグメント１１５の別のセットが、カソードセグメント１１０と交互配置され得る。カソードセグメント１１０、および、対応するアノードセグメント１１１は、導波路１０６の対向する側で、互いに対して横方向に（ｌａｔｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ）位置合わせされ得るものであり、ヒータセグメント１１５は、互いに対して横方向に位置合わせされ得るものであり、介在する導波路１０６が、そのような位置合わせされるヒータセグメントの間にある。この実装形態では、アノードセグメント１１１、および、対応するヒータセグメント１１５は、導波路１０６の側部と接触しており、カソードセグメント１１０、および、対応するヒータセグメント１１５は、導波路１０６の反対の側部と接触している。これらおよび他の構成は、本明細書での説明から必然的に導かれるので、そのような様々な構成は、制限ではなく明確性の目的で、不必要に詳細には説明されない。

一般的には、ヒータセグメント１１５は、対応するアノードおよび／またはカソード電極から間をおいて隔置されるように交互配置され得るものであり、そのような隔置は、隣り合うセグメントの間の電気的隔離のための１つまたは複数の誘電層により提供され得る。ＥＡＭセグメント１１２は、各々、ヒータセグメント１１５と、対応する電極セグメントとを含み得るものであり、そのＥＡＭセグメント１１２は、ＥＡＭセグメント１１２－１に対するこの例では、ヒータセグメント１１５－１と、アノードセグメント１１１－１とを含む。例えばＥＡＭセグメント１１２－１の、ヒータセグメント１１５－１と、アノードセグメント１１１－１との間の長さ方向の間隙１９４は、例えばＥＡＭセグメント１１２－１、および、部分的なＥＡＭセグメント１１２－２などの、すぐ隣り合うＥＡＭセグメント１１２の間の長さ方向の間隙１９５より短くあり得る。この分離は、より個々に取り扱われるＥＡＭ、および／または、ＥＡＭセグメント単位を基にした熱的制御のためのものであり得る。換言すれば、より幅広の長さ方向の間隙は、隣り合うＥＡＭセグメント１１２の間の、電場ＥＡＭおよび／または熱的重なりの影響を低減する。

図１２は、電界吸収型変調器（「ＥＡＭ」）３２０を有する、例示的な電界吸収型システム（「ＥＡＳ」）３００の、端部を先にした断面視図を例解的に図示するブロック線図である。ＥＡＳ３００は、１つより多いＥＡＭ３２０を含み得るが、１つのＥＡＭ３２０のみが、制限ではなく明確性の目的で例解的に図示される。実装形態では、ＥＡＭ３２０は、ＳＥＡＭ１２０によって置換され得る。ＳＥＡＭ１２０が、制限ではなく明確性の目的で、本明細書での説明によって使用されることがあるものの、後に続く説明は、別段に下記で明示的に説明されない限り、セグメント化されないＥＡＳ３００の、セグメント化されないＥＡＭ３２０の見地からのものである。しかしながら、ＥＡＭ３２０は、後に続く説明の目的で、ＳＥＡＭ１２０と交換可能に使用されることがあるということが理解されるべきである。

この実装形態では、誘電層１０２が、上側表面１５３の真上に形成され得るものであり、信号バス１０９および１９９を、それらの信号バスに対する接点を含めて設けるために、導電層１０８に対する位置を規定するためにパターニングされ得る。上記または別の実装形態では、シリコン層１０３は、信号バス１０９および１９９を形成するために、同じまたは異なる型のドーパントを、注入され、拡散させられ、および／または、他の形で含浸させられ得る。

別の誘電層１０５が、誘電層１０２および接触層１０８の上側表面の真上に形成され得る。誘電層１０５は、カソード１１０およびアノード１１１に対する位置を規定するためにパターニングされ得る。それらの道筋に沿えば、カソーディック－アノーディック導電層１４４が、導波路１０６の対向する側（例えば、右側および左側）でそれぞれ、上側側壁表面１５５と境界をなすためのアノード１１１およびカソード１１０を設けるために、堆積させられ、または、他の形で形成され得る。アノード１１１は、信号バス１０９に対する接点の真上に形成され得るものであり、カソード１１０は、信号バス１９９に対する接点の真上に形成され得る。

ＥＡＳ３００は、セグメント化されないアノード１１１、および、セグメント化されないカソード１１０が、対応するアノードおよびカソードセグメントに代わって形成されるということを除いて、図１のＳＥＡＳ１００と同じである。よって、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。なおまた、導電層１４４は、追加的に詳細に下記で説明されるように、１つまたは複数の集積されたＰＤの、ＰＤアノードおよびＰＤカソードを形成するために使用され得る。

図１３は、別のセグメント化されないＥＡＭ３２０を有する、別の例示的な、セグメントでないＥＡＳ３００の、端部を下にした断面視図を例解的に図示するブロック線図である。図１３の説明の詳細の多くは、図１、２、および１２に対してと同じであるので、それらの同じ詳細は、制限ではなく明確性の目的で、全体的には繰り返されない。

この実装形態では、単一の誘電層１０５、または、誘電層１０２および１０５の組み合わせが、堆積させられ得るものであり、ビアが、１つまたは複数のビアエッチによってなどで、そのような１つまたは複数の誘電層内に形成され得る。単一の誘電層１０５が、制限ではなく明確性の目的で、誘電層１０２を含むためのものであるということを想定すると、誘電層１０５は、つまりは、導電層１４４の堆積からの導電材料の受け入れのために、セグメント化されないカソード１１０、および、セグメント化されないアノード１１１に対する位置を規定するためにパターニングされ得る。図１３のＥＡＳ３００は、セグメント化されないアノード１１１、および、セグメント化されないカソード１１０が、対応するアノードおよびカソードセグメントに代わって形成されるということを除いて、図２のＳＥＡＳ１００と同じである。よって、同じ説明は、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。なおまた、導電層１４４は、追加的に詳細に下記で説明されるように、１つまたは複数の集積されたＰＤの、ＰＤアノードおよびＰＤカソードを形成するために使用され得る。

ＳＥＡＳ１００の上記の説明では、ＳＥＡＭ１２０は、例えばＰＡＭ４などの、２より多いレベルの変調に対して使用された。しかしながら、セグメント化されないＥＡＳ３００を参照すると、ＮＲＺなどの、２レベル変調が使用される。

図１４は、熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ３１８を伴う、例示的なＥＡＳ３００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。この実装形態では、ＰＤ３１８は、入口端部１５６に近接して配置され、ＥＡＭ３２０の一部を形成しない。しかしながら、別の実装形態では、ＰＤ３１８は、ＥＡＭ３２０の一部であり得る。

ＰＤ３１８は、導波路１０６の側部１５８の横側で配置される検出器アノード３１８Ａと、導波路１０６の側部１５９の横側で配置される検出器カソード３１８Ｃとを含み得る。検出器アノード３１８Ａおよび検出器カソード３１８Ｃは、それぞれ、導波路１０６の対向する側で、ならびに、側部１５８および１５９に隣接して、互いに対して位置合わせされ得る。検出器アノード３１８Ａおよび検出器カソード３１８Ｃは、アノードセグメント１１１およびカソードセグメント１１０と一緒に形成され得るものであり、なぜならば、同じ材料が、これらのアノードおよびカソードのすべてに対して使用され得るからである。

セグメント化された実装形態では、検出器アノード３１８Ａおよび検出器カソード３１８Ｃは、ＳＥＡＭ１２０に対する、第１のステージのアノードセグメント１１１－１、および、第１のステージのカソードセグメント１１０－１から間をおいて隔置され得る。しかしながら、この実装形態でのように、検出器アノード３１８Ａおよび検出器カソード３１８Ｃは、一体型アノード１１１の入口側３５６、および、対応する一体型カソード１１０の入口側３５６から間をおいて隔置され得る。かくして、ＰＤ３１８は、導波路１０６の入口端部１５６と、ＥＡＭ３２０の入口側３５６との間に配置され得る。ＰＤ３１８は、追加的に詳細に下記で説明されるように、熱的検知のために、入力光学信号１１３の検出される発光強度に比例するフォト電流信号を提供するように構成され得る。

同じ光学導波路１０６を参照するＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０をカスケード接続することによってなどで、ＥＡＭ３２０の入口側または端部３５６に近接するＰＤ３１８を集積することにより、ＥＡＭ３２０の熱的検知が、ＰＤ３１８により実行され得る。それらの道筋に沿えば、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０は、そのようなＰＤおよびＥＡＭに対する、アノードおよびカソード材料と同様に、それぞれの導波路１０６部分に対する、例えば、ＧｅＳｉなどの同じ材料、および、それらの材料のドーパントから形成され得る。しかしながら、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０は、例えば誘電層１０５の誘電材料によってなどで、お互いからの電気的隔離のために、互いから間をおいて隔置され得る。ＰＤ３１８とＥＡＭ３２０との間のこの近接性は、そのようなデバイスは、同じ材料から作製されること、および、同じ処理作業により形成されることの両方が行われ得るということを意味する。

ＳＥＡＭ１２０に似て、ＥＡＭ３２０は、導波路１０６に関して、電界吸収型変調のために配置される。光学入力信号１１３の光は、ＥＡＭ３２０の導波路１０６部分に進入する前に、ＰＤ３１８、すなわち、ＰＤ３１８の導波路１０６部分を通って進み、そのＥＡＭ３２０の導波路１０６部分は、そのような光を変調する。しかしながら、ＰＤ３１８の長さＬ１は、ＥＡＭ３２０の長さＬ２と比較して小さいので、ＰＤ３１８により引き起こされる挿入損失は、無視できるものであり得る。

ＰＤ３１８は、相関させられる温度変化、すなわち、共通の熱的環境３５５を有するために、ＥＡＭ３２０に近接して布置され得る。換言すれば、ＰＤ３１８の温度が変化するとき、温度の対応する変化が、局所的熱的環境を共通に有することに起因して、ＥＡＭ３２０に対して発生する。それらの道筋に沿えば、そのような温度変化は、同じ、または実質的に類する量のシフトだけ、すなわち、互いの±１パーセントの範囲内で、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０に対する吸収係数に影響を及ぼし得る。

ＰＤ３１８は、導波路１０６に関して、入口端部１５６に提供される光学入力信号１１３を検出して、光学入力信号１１３の検出される発光強度に比例するフォト電流を提供するために配置され得るものであり、その検出される発光強度は、温度の変化に起因する、導波路１０６の吸収係数の変化に関してシフトし得る。

ＥＡＭ３２０は、側部１５８の横側の変調器アノード１１１と、側部１５９の横側の変調器カソード１１０とを有し、変調器アノード１１１および変調器カソード１１０は、第１のドーパント部分から第２のドーパント部分への導波路１０６を横切る電場を提供して、光学入力信号１１３を変調するために、互いに対して位置合わせされる、側部１５８および１５９にそれぞれ面する表面を有する。そのことに対応して、ＰＤ３１８は、側部１５８の横側の検出器アノード３１８Ａと、側部１５９の横側の検出器カソード３１８Ｃとを有する。

集積された加熱要素１１５－１および１１５－２の、いずれかまたは両方などの、少なくとも１つの集積された加熱要素は、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０の両方の横側で、ならびに、それらのＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０の両方から間をおいて隔置されて、長さ方向にそれぞれ配置され得る。換言すれば、長さＬ３の加熱要素１１５は、Ｌ１およびＬ２の組み合わされた長さに、それらのＬ１とＬ２との間の間隙と同様に広がり得るものであり、導波路１０６に関して、アノード側またはカソード側の、いずれかまたは両方で配置され得る。なおまた、長さＬ３の加熱要素１１５は、ＰＤ３１８の入口側もしくは端部３５８、および／または、ＥＡＭ３２０の出口側もしくは端部３５７を超えて延在し得る。ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０内への、光の入口および出口は、実際は導波路１０６内にあり、そのため、入口または出口を伴う用語「側」または「端部」は、実際の入口または出口を、関連付けられる側または端部と区別するために使用される。この実装形態では、集積された加熱要素１１５－１は、ＥＡＳ３００のアノード側３１１、または、導波路１０６に関してのアノード側３１１の、検出器アノード３１８Ａおよび変調器アノード１１１の両方の横側で、ならびに、それらの検出器アノード３１８Ａおよび変調器アノード１１１の両方から間をおいて隔置されて配置され、集積された加熱要素１１５－２は、ＥＡＳ３００のカソード側３１０、または、導波路１０６に関してのカソード側３１０の、検出器カソード３１８Ｃおよび変調器カソード１１０の両方の横側で、ならびに、それらの検出器カソード３１８Ｃおよび変調器カソード１１０の両方から間をおいて隔置されて配置される。

集積されたヒータ１６５は、以前に説明されたように、つまりはデバイス構造として、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０の組み合わせに対して温度を制御するために使用され得る。それらの道筋に沿えば、ＰＤ３１８、および、少なくとも２つの加熱要素１１５は、集積されたヒータ１６５を制御するために使用される熱的制御ループの一部であり得る。この実装形態では、集積されたヒータ１６５は、１つまたは複数の加熱要素１１５を含み得るものであり、そのような加熱要素は、セグメント化され得る、および／または、一体型であり得る。

ＰＤ３１８により吸収される光学パワーを追跡することにより、デバイス構造の温度は、ＥＡＭ３２０の温度を推測することを含めて推測され得る。ＥＡＭ３２０に近接するＰＤ３１８を有することにより、熱的勾配の推測または相関が、ＰＤ３１８により生成されるフォト電流に応答的に、綿密に制御され得る。ＰＤフォト電流を、フィードバックによって、あらかじめ決定された参照レベルに固定することにより、デバイス構造の温度は安定化させられ得る。換言すれば、ＰＤ３１８のみならず、ＥＡＭ３２０の温度が安定化させられ得る。摂氏±１度の範囲内の熱的安定性を有することが、ＥＡＭ３２０による変調の後の、光学出力信号１１４の出力光学アイダイアグラムでの対応する安定性を可能なものにする。

図１５は、光学変調振幅（「ＯＭＡ」）検知のために布置される、集積されたＰＤ３１９を伴う、例示的なＥＡＳ３００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。この実装形態では、ＰＤ３１９は、出口端部１５７に近接して配置され、ＥＡＭ３２０の一部を形成しない。しかしながら、別の実装形態では、ＰＤ３１９は、ＥＡＭ３２０の一部であり得る。

ＰＤ３１９は、導波路１０６の側部１５８の横側で配置される検出器アノード３１９Ａと、導波路１０６の側部１５９の横側で配置される検出器カソード３１９Ｃとを含み得る。検出器アノード３１９Ａおよび検出器カソード３１９Ｃは、それぞれ、導波路１０６の対向する側で、ならびに、側部１５８および１５９に隣接して、互いに対して位置合わせされ得る。検出器アノード３１９Ａおよび検出器カソード３１９Ｃは、アノードセグメント１１１およびカソードセグメント１１０と一緒に形成され得るものであり、なぜならば、同じ材料が、これらのアノードおよびカソードのすべてに対して使用され得るからである。

セグメント化された実装形態では、検出器アノード３１９Ａおよび検出器カソード３１９Ｃは、ＳＥＡＭ１２０に対する、最後のステージのアノードセグメント１１１－Ｎ、および、最後のステージのカソードセグメント１１０－１から間をおいて隔置され得る。しかしながら、この実装形態では、検出器アノード３１９Ａおよび検出器カソード３１９Ｃは、一体型アノード１１１の出口側３５７、および、対応する一体型カソード１１０の出口側３５７から間をおいて隔置され得る。かくして、ＰＤ３１９は、導波路１０６の出口端部１５７と、ＥＡＭ３２０の出口側３５７との間に配置され得る。ＰＤ３１９は、追加的に詳細に下記で説明されるように、ＯＭＡ検知のために、出力光学信号１１４のＯＭＡを検出するための検出される振幅に比例するフォト電流信号を提供するように構成され得る。

同じ光学導波路１０６を参照するＥＡＭ３２０およびＰＤ３１９をカスケード接続することによってなどで、ＥＡＭ３２０の出口側または端部３５７から間をおいて隔置されるＰＤ３１９を集積することにより、ＥＡＭ３２０で変調された光学出力信号１１４のＯＭＡ検知の振幅検出が、より少ない熱的バイアスを伴うＰＤ３１９により実行され得る。当然ながら、導波路１０６を通過する光は、発熱体であり、そのため、多少の熱的影響力が、ＰＤ３１９に、その光から結果的に生じることがある。しかしながら、近似的に１０ミクロンの最小の長さ方向の距離Ｌ５を想定すると、任意選択の加熱要素のみならず、ＥＡＭ３２０から、誘電層１０５を通して伝導される熱は、ＯＭＡ検出を高めるように、熱的隔離隔置により大幅に減衰させられ得る。換言すれば、光は、ＰＤ３１９によるＯＭＡ検知より前にＥＡＭ３２０を通過し、そのため、ＰＤ３１９は、ＥＡＭ３２０で変調された光のＯＭＡを検知するように布置され得る。ＰＤ３１９によるＯＭＡ検出の応答性は、ＰＤ３１９を、ＥＡＭ３２０から離れて布置される、すなわち、ＥＡＭ３２０の温度高下に相対的に非敏感であるように離れて十分に遠くに布置されるようにすることにより高められ得る。

それらの道筋に沿えば、ＰＤ３１９およびＥＡＭ３２０は、それらのＰＤ３１９およびＥＡＭ３２０の、それぞれの導波路１０６部分に対する、例えばＧｅＳｉなどの同じ材料から形成され得るものであり、ＰＤ３１９およびＥＡＭ３２０は、１つまたは複数の加熱要素１１５からの熱的隔離のためのみならず、例えば誘電層１０５の誘電材料によってなどで、お互いからの熱的隔離のために、互いから間をおいて隔置され得る。ＯＭＡ検知に対して、ＰＤ３１９と関連付けられる、または、そのＰＤ３１９の導波路１０６部分は、ＥＡＭ３２０と関連付けられる、または、そのＥＡＭ３２０の導波路１０６部分とは異なる材料から形成され得る。それらの道筋に沿えば、ＰＤ３１９と関連付けられる、または、そのＰＤ３１９の導波路１０６部分は、Ｇｅから形成され得るものであり、しかるに、ＥＡＭ３２０と関連付けられる、または、そのＥＡＭ３２０の導波路１０６部分は、ＧｅＳｉから形成され得る。このことは、ＰＤ３１９と関連付けられる、または、そのＰＤ３１９の導波路１０６部分は、Ｓｉをまったく欠いているということを意味すると解されることは、そのような実装形態が使用され得るとしても行われるべきではなく、むしろ、ＰＤ３１９と関連付けられる、または、そのＰＤ３１９の、そのような導波路１０６部分は、ＥＡＭ３２０と関連付けられる、または、そのＥＡＭ３２０の導波路１０６部分より大幅に少ないＳｉを有するように形成される。

ＳＥＡＭ１２０に似て、ＥＡＭ３２０は、導波路１０６に関して、電界吸収型変調のために配置される。光学入力信号１１３の光は、ＰＤ３１９の導波路１０６部分、すなわち、ＰＤ３１９の導波路１０６部分に進入する前に、ＥＡＭ３２０の導波路１０６部分を通って進む。しかしながら、ＰＤ３１９の長さＬ４は、ＥＡＭ３２０の長さＬ２と比較して小さいので、ＰＤ３１９により引き起こされる挿入損失は、無視できるものであり得る。

ＰＤ３１９は、ＥＡＭ３２０の温度変化または高下に対する十分な非敏感性を伴う、ＥＡＭ３２０で変調された光のアイ開口を追跡するためのＰＤ３１９の電流を出力するために、ＥＡＭ３２０に関して遠位に布置され得る。換言すれば、ＰＤ３１９は、１つまたは複数の加熱要素１１５により規定されるような局所的熱的環境３５５とは別々の、自己規定される局所的熱的環境３５４を有するものであり、その局所的熱的環境３５５内には、ＥＡＭ３２０が配置される。ＰＤ３１９によるＯＭＡ検出を、ＥＡＭ３２０からの十分な熱的隔離に起因して、十分に応答的にすることは、熱的制御ループの使用を排除するものではない。ＰＤ３１９は、導波路１０６に関して、出口端部１５７に提供される光学出力信号１１４に対する変調された光を検出することを、温度の変化に起因する吸収係数の変化に関してシフトし得る、そのような光の検出されるＯＭＡに比例するフォト電流を提供するために行うために配置され得る。

ＥＡＭ３２０は、側部１５８の横側の変調器アノード１１１と、側部１５９の横側の変調器カソード１１０とを有し、変調器アノード１１１および変調器カソード１１０は、側部１５８および１５９にそれぞれ面する、ならびに、第１のドーパント部分から第２のドーパント部分への導波路１０６を横切る電場を提供して、光学入力信号１１３を変調するために、互いに対して位置合わせされる表面を有する。そのことに対応して、ＰＤ３１９は、側部１５８の横側の検出器アノード３１９Ａと、側部１５９の横側の検出器カソード３１９Ｃとを有する。

任意選択で、図１４の集積された加熱要素１１５－１および１１５－２の、いずれかまたは両方などの、少なくとも１つの集積された加熱要素１１５は、ＥＡＭ３２０の横側で、および、そのＥＡＭ３２０から間をおいて隔置されて、長さ方向にそれぞれ配置され得る。しかしながら、そのような加熱要素１１５は、十分な熱的分離を提供して、ＰＤ３１９によるＯＭＡ検知に負の影響力を及ぼす温度高下を低減するために、長さＬ５だけＰＤ３１９から離れて長手方向に隔置され得る。

図１４および１５の両方に関して、ＥＡＭ３２０は、コンパクトにされた構成のために、ただし、ＯＭＡ検出のためのＥＡＭ３２０およびＰＤ３１９に関しての十分な分離を伴って、そのようなＥＡＭ３２０と密接に集積される、ＰＤ３１８および／またはＰＤ３１９を含み得る。どちらの実装形態でも、熱的制御ループが、温度を安定化させて、そのようなＥＡＭ３２０による変調を高める、および／または、ＰＤ３１９によるＯＭＡ検出を高めるために実装され得る。

図１６は、熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ３１８、および、ＯＭＡ検知のために布置される、集積されたＰＤ３１９を伴う、例示的なＥＡＳ３００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図である。事実上、図１６のＥＡＳ３００は、合わさってＰＤ－ＥＭＡ－ＰＤ構成を形成する、図１４および１５の各々のＥＡＳ３００の組み合わせである。よって、上記の説明は、図１６のＥＡＳ３００に関して、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。

光は、温度により影響を及ぼされる、吸収により影響を及ぼされる光学パワーに比例するフォト電流を提供するための、ＰＤ３１８による強度検知のために、光学入力信号として入口端部１５６で導波路１０６に進入するものであり、かくして、そのようなフォト電流は、信号光への温度の影響の指示物である。そのようなフォト電流は、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０の両方を合わせて加熱するための、加熱要素１１５の温度を調整するための、熱的制御に対するフィードバック制御ループの一部として提供され得る。ＰＤ３１８を通過する後、そのような光は、ＥＡＭ３２０により変調され、そのような変調された光は、ＰＤ３１９によるＯＭＡ検出のために検知され、そのＰＤ３１９は、そのような変調された光の検知された振幅に比例する出力電流を提供する。加熱要素１１５、ＰＤ３１８、およびＥＡＭ３２０の局所的熱的環境とは別々の局所的熱的環境内のＰＤ３１９を有することにより、熱的調節が、コンパクトな設置面積のための、同じ集積されたデバイス構造の中でのデータアイ制御のための、ＰＤ３１９によるＯＭＡ検出によるＥＡＭ３２０の熱的制御のために提供され得る。

図１７は、熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ３１８、および、ＯＭＡ検知のために布置される、集積されたＰＤ３１９を伴う、例示的なＥＡＳ３００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図であり、両方のＰＤは、加熱要素１１５により規定される、同じまたは共通の熱的環境３５５内にある。事実上、図１７のＥＡＳ３００は、加熱要素１１５－１と１１５－２との間に挟まれたＰＤ－ＥＡＭ－ＰＤ構成である。かくして、ＰＤ３１８－ＥＡＭ３２０－ＰＤ３１９構成が、全体として、加熱要素１１５－１および１１５－２により規定される同じ局所的熱的環境３５５の中にあり得る。

上記の説明の大部分は、図１７のＥＡＳ３００に関して、制限ではなく明確性の目的で繰り返されない。この実装形態では、ＰＤ３１９は、使用されることがあり、または、ＯＭＡ検知ＰＤ３１９よりむしろ、強度検知ＰＤによって置換されることがある。ＰＤ３１９は、ＥＡＭ３２０の出口側３５７から間をおいて、ただし、その出口側３５７の近位に隔置され得る。加熱要素１１５－１および１１５－２の長さは、そのようなＰＤ３１８－ＥＡＭ３２０－ＰＤ３１９構成の外方端部を超えて延在し得る。かくして、ＰＤ３１８およびＰＤ３１９の両方が、加熱要素１１５－１と１１５－２との間に配設され得る。この構成では、ＰＤ３１９は、熱的隔離のためにＥＡＭ３２０から間をおいて隔置されないものであり、なぜならば、ＥＡＭ３２０の熱的高下は、許容範囲の中で制御され得るからであるが、そのことは、用途ごとに変動し得る。

図１８は、熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ３１８、および、ＯＭＡ検知のために布置される、集積されたＰＤ３１９を伴う、例示的なＥＡＳ３００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図であり、両方のＰＤは、ＳＥＡＭ１２０に対する加熱要素１１５により規定される、同じまたは共通の熱的環境３５５内にある。一体型アノードおよびカソードを伴うＥＡＭ３２０よりむしろ、少なくとも２つのアノードセグメント１１１－１および１１１－２と、少なくとも２つの対応するカソードセグメント１１０－１および１１０－２とを有するＳＥＡＭ１２０が使用される。上記の説明の大部分が、図１８の説明に適用されるので、そのような説明は、制限ではなく明確性の目的で、全体的には繰り返されない。

ＰＤ３１８は、導波路１０６に関して、前のような場所であるが、アノード／カソードセグメントの対の間に配設される。例えば、検出器アノード３１８Ａは、導波路１０６の側部１５８に沿って、アノードセグメント１１１－１とアノードセグメント１１１－２との間に、ならびに、それらのアノードセグメント１１１－１およびアノードセグメント１１１－２から間をおいて隔置されて配置され、同じように、検出器カソード３１８Ｃは、導波路１０６の側部１５９に沿って、カソードセグメント１１０－１とカソードセグメント１１０－２との間に、ならびに、それらのカソードセグメント１１０－１およびカソードセグメント１１０－２から間をおいて隔置されて配置される。この構成では、ＰＤ３１８は、熱的検知のための光の強度、または、光の変調の部分物もしくはセグメントのアイ開口のためのそのような光のＯＭＡの、いずれかまたは両方を検知するために使用され得る。

図１９は、熱的検知のために布置される、集積されたＰＤ３１８、および、ＯＭＡ検知のために布置される、集積されたＰＤ３１９を伴う、例示的なＥＡＳ３００を例解的に図示するトップダウン断面視図のブロック線図であり、そのようなＰＤは、異なる局所的熱的環境内にある。上記の説明の大部分が、図１８の説明に適用されるので、そのような説明は、制限ではなく明確性の目的で、全体的には繰り返されない。

少なくとも２つのアノードセグメント１１１－１および１１１－２と、少なくとも２つの対応するカソードセグメント１１０－１および１１０－２とを有するＳＥＡＭ１２０が使用される。ＰＤ３１８は、導波路１０６に関して、前のような場所であるが、アノード／カソードセグメントの対の間に配設される。例えば、検出器アノード３１８Ａは、導波路１０６の側部１５８に沿って、アノードセグメント１１１－１とアノードセグメント１１１－２との間に、ならびに、それらのアノードセグメント１１１－１およびアノードセグメント１１１－２から間をおいて隔置されて配置され、同じように、検出器カソード３１８Ｃは、導波路１０６の側部１５９に沿って、カソードセグメント１１０－１とカソードセグメント１１０－２との間に、ならびに、それらのカソードセグメント１１０－１およびカソードセグメント１１０－２から間をおいて隔置されて配置される。この構成では、ＰＤ３１８は、熱的検知のための光の強度、または、光の変調の部分物もしくはセグメントのアイ開口のためのそのような光のＯＭＡの、いずれかまたは両方を検知するために使用され得る。

この実装形態では、ＰＤ３１９は、ＯＭＡ検知のために、加熱要素１１５から離れて隔置される。ＰＤ３１９は、ＥＡＭ３２０の出口側３５７からもまた間をおいて隔置され得る。加熱要素１１５の長さは、そのようなＰＤ３１８－ＥＡＭ３２０構成の外方端部を超えて延在し得る。かくして、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０は、別の実装形態では、加熱要素１１５の近位に、または、加熱要素１１５－１と１１５－２との間に配設され得るものであり、ＰＤ３１９は、ＯＭＡ検知のために、そのような加熱要素、または複数の加熱要素から離れて隔置される。ＰＤ３１９は、１つまたは複数の加熱要素１１５により規定されるような局所的熱的環境３５５とは別々の、自己規定される局所的熱的環境３５４を有するものであり、その局所的熱的環境３５５内には、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０が配置される。

図２０は、電気ドメインに対する送信器に対する、例示的なＥＡＳ３００を例解的に図示する概略線図である。図２０は、図１ないし２０を同時的に参照してさらに説明されるが、制限ではなく、例としての明確性の目的で、図１６のＥＡＳ３００が実装されるということが想定されるものとする。

少しでもＥＡＭ３２０により変調されるより前に、光学入力信号１１３は、ＰＤ３１８に近接する導波路１０６、すなわち、ＥＡＭ３２０のＰＤアノード３１８ＡとＰＤカソード３１８Ｃとの間の導波路１０６部分を通過し得る。ＰＤ３１８は、フォトダイオードを有するフォトダイオード回路１９８を含み得るものであり、そのようなＰＤ回路１９８は、従来のものであってよく、かくして、制限ではなく明確性の目的で、不必要に詳細には説明されない。この例での適応的熱的調節のために、ＰＡＭバイレベル検出のためのフォトダイオードが、導波路１０６のバス入口端部１５６の付近に、すなわち、ＥＡＭ３２０より前の導波路１０６に沿って実装され得る。

ＰＤ供給電圧１２９と接地１２８との間でバイアスされ得るＰＤ３１８は、導波路１０６の一部分を通過する光学入力信号１１３の、検出される光子、すなわち、検出される発光強度に応じて、ＰＤ回路１９８からのフォト電流信号３３１を出力し得る。実装形態では、光学入力信号１１３は、例えばレーザダイオードからなどの、レーザビームであり得るものであり、ＥＡＳ３００は、フォトニック集積回路においてのものであり得る。ＰＤ３１８から出力されるフォト電流信号３３１は、光学入力信号１１３のパワーを表し得るものであり、なぜならば、知られているように、導波路を通過する、検出される発光強度は、パワーに関係付けられるからである。

入力データ１２１が、エンコーダ３２２に提供される。この例では、エンコーダ３２２は、ＰＡＭまたはＰＡＭ２エンコーダであるが、別の実装形態では、別の型のバイレベル変調が、入力データ１２１をエンコーダによってエンコードするために使用され得る。

エンコーダ３２２の出力は、エンコードされた入力３２６である。ＰＡＭエンコードされた入力３２６に対するこの例では、「ハイ」ビット（「Ｂｉｔ＿Ｈ」）駆動信号３２３が、ハイ状態に対してアクティブであり得るものであり、または、「ロー」ビット（「Ｂｉｔ＿Ｌ」）駆動信号に対して、ハイビット駆動信号３２３は、ロー状態に対して非アクティブであり得る。しかしながら、別の実装形態では、２つの駆動信号が、入力データ１２１に応答的にエンコードするためのワンホット構成で、エンコーダから出力され得る。

この例では、エンコーダ３２２からの出力としてのＥＡＭ３２０へのエンコードされた入力３２６は、最も大である量の制御される電気光学吸収を、駆動信号３２３のアサーションを結果的に生じさせる、入力データ１２１の論理ハイ入力に応答的にする。この例では、エンコーダ３２２からの出力としてのＥＡＭ３２０へのエンコードされた入力３２６は、最も少ない量の吸収を、アサートされない駆動信号３２３を結果的に生じさせる、入力データ１２１の論理ロー入力に応答的にする。一般的には、光においての２つのステップは、温度計であれ、バイナリであれ、または、他の形でエンコードされるものであれ、検出可能な振幅レベルを提供するために、電界吸収により制御され得る。

この例では、ＥＡＭ３２０は、駆動信号３２３を受信するためにそれぞれ結合される、対応するＮＲＺ電圧モードドライバ１２４により駆動される。ＮＲＺ電圧モードドライバ１２４の実装形態は、高速ＤＡＣよりも、複雑さが著しく少なく、少ないパワーを使用する。

駆動信号３２３に応じたＮＲＺ電圧モードドライバ１２４のＮＲＺ電圧出力３２５は、ＮＲＺ電圧をアノード１１１に提供し得る。ＥＡＭ３２０のアノード１１１は、アノード信号バス１０９を経て、ＮＲＺ電圧出力３２５のＮＲＺ電圧を受信し得る。ＮＲＺ電圧が使用されるが、例えば、非ＮＲＺ電圧または反転ＮＲＺ（「ＮＲＺＩ」）電圧などの、他の型の電圧が使用され得る。

ＮＲＺ電圧は、電場を、対応するカソード１１０に、導波路１０６の対応する部分を通して伝導するために、アノード１１１に印加され得る。カソード１１０は、カソードバス１９９を通して、接地１２８に結合され得る。エンコードされた入力３２６は、かくして、入力光学信号１１３を、その入力光学信号１１３の電気光学変調により変調して、変調された出力光学信号１１４を提供するために使用され得るものであり、そのような変調は、エンコードされた入力３２６の変調コードを効果的に表す。カソード１１０は、導波路１０６を横切ってアノード１１１の表面区域に面する表面区域を有し得る。

少しでもＥＡＭ３２０により変調される後に、光学入力信号１１３は、ＰＤ３１９に近接する導波路１０６を、すなわち、ＥＡＭ３２０のＰＤアノード３１９ＡとＰＤカソード３１９Ｃとの間の導波路１０６部分を通過し得る。ＰＤ３１９は、振幅を検出するためのＯＭＡ回路３９９を含み得るものであり、そのＯＭＡ回路３９９は、従来のものであってよく、かくして、制限ではなく明確性の目的で、不必要に詳細には説明されない。

ＰＤ供給電圧１２９と接地１２８との間でバイアスされ得るＰＤ３１９は、導波路１０６を通過する光学出力信号１１４の、検出される光子、すなわち、検出される振幅に応じてフォト電流信号３３２を出力し得る。ＰＤ３１９から出力されるフォト電流信号３３２は、光学出力信号１１４の、その光学出力信号１１４のＰＡＭと関連付けられるＯＭＡデータアイを表し得るものであり、そのデータアイは、この例では一般的には、２つの別個のパルス振幅レベルを有するデータアイである。

熱的調節回路３５０が、１または２のいずれかの変数入力熱的制御ループを有し得る。２変数入力熱的制御ループに対しては、ＣＣＶＳ１２７－１が、フォト電流信号３３１を受信して、出力電圧信号（「Ｖｏｕｔ」）３３３を提供するように構成され得るものであり、ＣＣＶＳ１２７－２が、フォト電流信号３３２を受信して、出力電圧信号（「Ｖｏｕｔ」）３３４を提供するように構成され得る。ＣＣＶＳ１２７－１および１２７－２は、例えばそれぞれのＴＩＡによって実装される回路であり得る。

熱的調節回路３５０のレベル追跡回路３３０が、出力電圧信号３３３および３３４を受信して、アイ開口調整信号１３３を提供するように構成され得る。レベル追跡回路３３０は、何の変調状態を光学出力信号１１４のアイ開口において探すべきかを知るために、パワーレベルおよびＯＭＡレベル追跡のために構成され得る。レベル追跡回路３３０は、１つまたは複数の駆動信号１２３を受信して、意図される変調レベルを事前に知るように構成され得る。レベル追跡回路３３０は、アイ開口の、そのアイ開口の何らかの１つまたは複数の振幅レベルに関しての線形性が、何らかの１つまたは複数の対応する振幅レベルの線形性を高めるために調整されるべきであるかどうかを決定するために、１つまたは複数の駆動信号１２３、ならびに、出力電圧信号３３３および３３４の状態に応答的に構成され得る。

熱的調節回路３５０の熱的コントローラ１３６が、レベル追跡回路３３０からのアイ開口調整信号１３３を受信して、熱的制御信号１３７を提供するように構成され得る。熱的制御信号１３７は、Ｎビットコード化信号であり得る。熱的調節回路３５０のヒータドライバ１３４が、熱的制御信号１３７を受信して、この例では、それぞれ加熱要素もしくはセグメント１１５－１および１１５－２に対する、ヒータアクティブ化信号１３５－１および１３５－２などの、ヒータアクティブ化信号１３５のうちの１つもアサートしない、または、それらのヒータアクティブ化信号１３５のうちの１つもしくは複数をアサートするように構成され得る。それらの道筋に沿えば、入力光学信号１１３は、例えば導波路１０６を加熱する熱源であり得るものであり、かくして、そのような入力光学信号１１３のパワーは、そのような入力光学信号により発せられる熱の量に関係付けられる指示物であり得るということが理解されるべきである。加うるに、導波路１０６に対するＥＡＭ３２０の吸収曲線は、温度依存変数成分を有し、そのため、ＯＭＡは、ＥＡＭのそのような温度依存変数成分に関係付けられ得る。それらの道筋に沿えば、ＯＭＡは、導波路１０６の熱と関連付けられる別の指示物を提供するために使用され得る。

集積されたヒータ１６５の加熱要素１１５－１および１１５－２は、集積されたヒータ１６５の熱的コントローラ回路１３６により別々に制御され、集積されたヒータ１６５のヒータドライバ回路１３４により別々に駆動され得る。この例では、互いに対応する、アノード側加熱要素１１５－１およびカソード側加熱要素１１５－２の両方が実装されるということが想定されるものとする。加熱要素１１５－１および１１５－２は、両方がヒータドライバ１３４に結合され得るが、各々のアノード側およびカソード側加熱要素は、熱的コントローラ回路１３６により別々に制御され、ヒータドライバ回路１３４により別々に駆動され得る。しかしながら、別の実装形態では、加熱要素対のアノード－カソード側は、互いに関して独立的に制御されることなく、対応するヒータアクティブ化信号を受信するために共通に結合され得る。

加熱要素１１５－１および１１５－２にそれぞれ提供される、加熱アクティブ化信号１３５－１および１３５－２は、アノード１１１およびカソード１１０を、異なるまたは同じ温度に、独立的に調節するために使用され得る。この実装形態では、制御信号１３７は、光学ＰＡＭ振幅レベルの線形性の微細な調節のための適応的調整を実行するために、ヒータドライバ回路１３４に、加熱要素１１５－１および１１５－２のいずれかが、ターンオンもしくはオフされる、または現在の状態で維持されるべきである、それらの加熱要素１１５－１および１１５－２のいずれも、ターンオンもしくはオフされる、または現在の状態で維持されるべきではない、あるいは、それらの加熱要素１１５－１および１１５－２の両方が、ターンオンもしくはオフされる、または現在の状態で維持されるべきであるということを指示し得る。

１つまたは複数の集積された加熱要素１１５の制御によって、温度高下に対して補償することにおいて柔軟性を提供することは、ＥＡＭ３２０の線形性を高めることを手助けする。集積されたヒータ１６５は、熱的コントローラ回路１３６およびヒータドライバ回路１３４によって、互いに独立的に加熱要素１１５の温度を調整するために使用され得るものであり、ヒータドライバ回路１３４は、加熱要素に対応する別々のドライバを有する。かくして、光学ＰＡＭ送信のためにＥＡＭ３２０の非線形性に対して補償することを、そのような補償のためのＤＡＣを有する必要なしに行うことに加えて、集積されたフォトダイオード、および、別々の加熱要素が、ＰＡＭ変調に対する適応的熱的調節に対して使用され得る。

それらの道筋に沿えば、ＥＡＳ３００の電気ドメインの熱的調節回路３５０は、それぞれＰＤ３１８およびＰＤ３１９からの２つの変数入力を伴う熱的制御ループを有し得るものであり、任意選択で、別の実装形態では、ＰＤ３１８または３１９のいずれかが省略され得る。しかしながら、そのような実装形態では、そのような熱的制御ループは、使用されるそのような集積されたＰＤからの１つの変数入力を伴って動作させられ得る。

総括すると、面積を節約し、配置設計を簡単にする、熱的制御および／またはデータアイ制御のための、ＥＡＭまたはＳＥＡＭとの、１つまたは複数の検知ＰＤのコンパクトな集積が説明された。そのような検知ＰＤは、対応するＳＥＡＭまたはＥＡＭと同じ材料を使用し得るものであり、そのことは、温度追跡を簡単にする。ＯＭＡ追跡が、ＯＭＡ検出ＰＤによって、送信器アイ拡張のためにサポートされる。熱的制御ループが、パワー追跡ＰＤおよびＯＭＡ追跡ＰＤの、いずれかまたは両方を有するＥＡＳに対して実装され得る。１つまたは複数の集積されたＰＤからの情報を追跡することによって、集積されたヒータは、熱的制御を提供して、ヒータ出力パワーを調整して、ＥＡＭまたはＳＥＡＭの温度を制御することができる。

図２１は、例示的な波長分割多重（「ＷＤＭ」）システム３７０を例解的に図示するブロック線図である。ＷＤＭシステム３７０は、電気ドメインＩＣ３８０と、フォトニクスＩＣ３９０とを含み得る。ＩＣ３８０および３９０は、例えばフリップチップインターフェイス３８１などのマイクロバンプインターフェイスを通して、互いに結合され得る。ＩＣ３８０および３９０は、この例では４つの異なる波長に対するものである、２つ以上の異なる波長に対する波長セクション３９１に区分けされ得る。導波路１０６は、ＩＣ３９０のそのような区分けされた波長セクション３９１の各々を通過させるために、光学入力信号１１３を受信し得る。ＩＣ３９０は、本明細書で説明されるような、１つもしくは複数の加熱要素、１つもしくは複数のＰＤ、および／または、ＥＡＭもしくはＳＥＡＭを含み得る。ＩＣ３８０は、波長セクション３９１の各々内に、それぞれの熱的調節回路３５０と、それぞれのシリアライザ－デシリアライザ（「ＳＥＲＤＥＳ」）３８２とを含み得る。熱的調節回路３５０およびＳＥＲＤＥＳ３８２は、ＦＰＧＡ、またはＡＳＩＣ、または他のＩＣなどのＩＣにおいて実装され得る。

図２２は、例示的な電界吸収型変調プロセス４００を例解的に図示するフロー線図である。図２２は、図１２ないし２２を同時的に参照してさらに説明される。

２０１で、入力光学信号１１３が、導波路１０６により、入口端部１５６で受信され得る。４０２で、入力光学信号１１３が受信される概ねほとんど同じ時間に、入力データ１２１に対応するエンコードされた入力３２６の変調コードが、ＥＡＭ３２０により受信され得る。

４０３で、入力光学信号１１３は、ＥＡＭ３２０により電界吸収型変調されることが、そのような光信号が導波路１０６の対応する部分を通過する際に行われ得るものであり、ＥＡＭ３２０は、導波路１０６に隣接する。４０４で、少なくとも１つの加熱要素１１５を有する集積されたヒータ１６５が、対応するアノード１１１および／またはカソード１１０を加熱するために使用され得る。そのような少なくとも１つの加熱要素１１５は、以前に説明されたように、ＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０の横側で、ならびに、それらのＰＤ３１８およびＥＡＭ３２０から間をおいて隔置されて、長さ方向に並んで配置され得る。４０５で、出力光学信号１１４が、導波路１０６の出口端部１５７で、そのような変調コードに対する電界吸収型変調に応答的に変調された入力光学信号１１３として出力され得る。

４０４での熱的に制御される加熱に対して、動作４１１ないし４１７が使用され得る。それらの道筋に沿えば、２０１から、４１１で、光学入力信号１１３は、発光強度に対して、ＰＤ３１８によって検出されることが、そのような検出される発光強度に比例するフォト電流信号３３１を提供するために行われ得る。４１１から、４１２で、ＣＣＶＳ１２７－１から、出力電圧３３３が、フォト電流信号３３１に応答的に付与され得る。４０３から、４１３で、出力光学信号１１４が取得され得るものであり、その出力光学信号１１４のＯＭＡが、ＰＤ３１９によって、そのような出力光学信号１１４について、４０５での出力より前に検出されることが、検出されるＯＭＡに比例するフォト電流信号３３２を提供するための、そのような出力光学信号１１４のデータアイとの関連付けのために行われ得る。データアイに対するフォト電流信号３３２は、２つの別個のパルス振幅レベルを有するＰＡＭと関連付けられ得る。４１３から、４１４で、ＣＣＶＳ１２７－２から、出力電圧３３４が、フォト電流信号３３２に応答的に付与され得る。

４１５で、変調コードに対する出力電圧信号１１４のレベル追跡が、レベル追跡回路３３０を使用して、アイ開口調整信号１３３を提供するために実行され得る。そのようなレベル追跡は、アイ開口調整信号１３３を提供するために、変調コードに対する、パワーレベルを追跡するためのフォト電流信号３３１、および／または、ＯＭＡレベル追跡のためのフォト電流信号３３２のうちの少なくとも１つに応答的であり得る。４１６で、熱的制御信号１３７が、熱的コントローラ回路１３６により、そのようなアイ開口調整信号１３３に応答的に提供され得る。４１７で、少なくとも１つのヒータアクティブ化信号１３５が、ヒータドライバ回路１３４により、少なくとも１つの加熱要素１１５に、熱的制御信号１３７に応答的に、４０４で加熱するために提供され得る。

本明細書で説明される例のうちの１つまたは複数は、ＦＰＧＡにおいて実装され得るので、そのようなＩＣの詳細な説明が提供される。しかしながら、他の型のＩＣが、本明細書で説明される技術から利益を得ることができるということが理解されるべきである。

プログラマブルロジックデバイス（「ＰＬＤ」）は、指定された論理機能を実行するようにプログラムされ得る、よく知られている型の集積回路である。１つの型のＰＬＤ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）は、典型的には、プログラマブルタイルのアレイを含む。これらのプログラマブルタイルは、例えば、入出力ブロック（「ＩＯＢ」）、コンフィギュラブルロジックブロック（「ＣＬＢ」）、専用ランダムアクセスメモリブロック（「ＢＲＡＭ」）、乗算器、デジタル信号処理ブロック（「ＤＳＰ」）、プロセッサ、クロックマネージャ、遅延ロックループ（「ＤＬＬ」）、その他を含み得る。本明細書で使用される際に、「含む」および「含んでいる」は、制限なしに含むことを意味する。

各々のプログラマブルタイルは、典型的には、プログラマブルインターコネクトおよびプログラマブルロジックの両方を含む。プログラマブルインターコネクトは、典型的には、プログラマブルインターコネクトポイント（「ＰＩＰ」）により相互接続される、変動する長さの、大きい数のインターコネクトラインを含む。プログラマブルロジックは、例えば、ファンクションジェネレータ、レジスタ、算術ロジック、その他を含み得るプログラマブル要素を使用して、ユーザ設計の論理を実装する。

プログラマブルインターコネクトおよびプログラマブルロジックは、典型的には、コンフィギュレーションデータのストリームを、どのようにプログラマブル要素が構成されるかを規定する内部コンフィギュレーションメモリセル内にロードすることによりプログラムされる。コンフィギュレーションデータは、メモリから（例えば、外部ＰＲＯＭから）読み出され、または、外部デバイスによりＦＰＧＡ内に書き込まれ得る。個々のメモリセルの集合的状態が、次いで、ＦＰＧＡの機能を決定する。

別の型のＰＬＤは、複合プログラマブルロジックデバイス、すなわちＣＰＬＤである。ＣＰＬＤは、インターコネクトスイッチマトリックスにより、合わさって、および、入出力（「Ｉ／Ｏ」）リソースに接続される、２つ以上の「ファンクションブロック」を含む。ＣＰＬＤの各々のファンクションブロックは、プログラマブルロジックアレイ（「ＰＬＡ」）およびプログラマブルアレイロジック（「ＰＡＬ」）デバイスにおいて使用されるものに類する、２レベルＡＮＤ／ＯＲ構造を含む。ＣＰＬＤでは、コンフィギュレーションデータは、典型的には、不揮発性メモリ内にオンチップで記憶される。いくつかのＣＰＬＤでは、コンフィギュレーションデータは、不揮発性メモリ内にオンチップで記憶され、次いで、揮発性メモリに、初期コンフィギュレーション（プログラミング）シーケンスの一部としてダウンロードされる。

これらのプログラマブルロジックデバイス（「ＰＬＤ」）のすべてに対して、デバイスの機能性は、その目的でデバイスに提供されるデータビットにより制御される。データビットは、揮発性メモリ（例えば、ＦＰＧＡ、および、いくつかのＣＰＬＤにおいてのように、スタティックメモリセル）内に、不揮発性メモリ（例えば、いくつかのＣＰＬＤにおいてのように、フラッシュメモリ）内に、または、任意の他の型のメモリセル内に記憶され得る。

他のＰＬＤは、デバイス上の様々な要素をプログラマブルに相互接続する、金属層などの処理層をあてがうことによりプログラムされる。これらのＰＬＤは、マスクプログラマブルデバイスとして知られている。ＰＬＤは、さらには、他の手立てで、例えば、ヒューズまたはアンチヒューズ技術を使用して実装され得る。用語「ＰＬＤ」および「プログラマブルロジックデバイス」は、これらの例示的なデバイスを含むが、それらの例示的なデバイスに制限されず、無論のこと、部分的にプログラマブルであるのみであるデバイスを包含する。例えば、１つの型のＰＬＤは、ハードコードされたトランジスタロジック、および、ハードコードされたトランジスタロジックをプログラマブルに相互接続するプログラマブルスイッチファブリックの組み合わせを含む。

上記で触れられたように、先進のＦＰＧＡは、いろいろな異なる型のプログラマブルロジックブロックをアレイ内に含むことができる。例えば、図２３は、ＦＰＧＡアーキテクチャ３００を例解するものであり、そのＦＰＧＡアーキテクチャ３００は、マルチギガビットトランシーバ（「ＭＧＴ」）３０１、コンフィギュラブルロジックブロック（「ＣＬＢ」）３０２、ランダムアクセスメモリブロック（「ＢＲＡＭ」）３０３、入出力ブロック（「ＩＯＢ」）３０４、コンフィギュレーションおよびクロッキングロジック（「ＣＯＮＦＩＧ／ＣＬＯＣＫＳ」）３０５、デジタル信号処理ブロック（「ＤＳＰ」）３０６、特殊入出力ブロック（「Ｉ／Ｏ」）３０７（例えば、コンフィギュレーションポートおよびクロックポート）、ならびに、デジタルクロックマネージャ、アナログ－デジタル変換器、システム監視ロジック、その他などの、他のプログラマブルロジック３０８を含む、大きい数の異なるプログラマブルタイルを含む。いくつかのＦＰＧＡは、さらには、専用プロセッサブロック（「ＰＲＯＣ」）３１０を含む。

いくつかのＦＰＧＡでは、各々のプログラマブルタイルは、各々の隣り合うタイル内の対応するインターコネクト要素への、および、そのインターコネクト要素からの標準化された接続を有するプログラマブルインターコネクト要素（「ＩＮＴ」）３１１を含む。それゆえに、合わせて選び取られるプログラマブルインターコネクト要素が、例解されるＦＰＧＡに対するプログラマブルインターコネクト構造を実装する。プログラマブルインターコネクト要素３１１は、さらには、図２３の上部に含まれる例により示されるように、同じタイルの中のプログラマブルロジック要素への、および、そのプログラマブルロジック要素からの接続を含む。

例えば、ＣＬＢ３０２は、単一のプログラマブルインターコネクト要素（「ＩＮＴ」）３１１にプラスして、ユーザ論理を実装するようにプログラムされ得るコンフィギュラブルロジック要素（「ＣＬＥ」）３１２を含み得る。ＢＲＡＭ３０３は、１つまたは複数のプログラマブルインターコネクト要素に加えて、ＢＲＡＭロジック要素（「ＢＲＬ」）３１３を含み得る。典型的には、タイル内に含まれるインターコネクト要素の数は、タイルの高さに依存する。絵で表される実施形態では、ＢＲＡＭタイルは、５つのＣＬＢと同じ高さを有するが、他の数（例えば、４）が、さらには使用され得る。ＤＳＰタイル３０６は、適切な数のプログラマブルインターコネクト要素に加えて、ＤＳＰロジック要素（「ＤＳＰＬ」）３１４を含み得る。ＩＯＢ３０４は、例えば、プログラマブルインターコネクト要素３１１の１つのインスタンスに加えて、入出力ロジック要素（「ＩＯＬ」）３１５の２つのインスタンスを含み得る。当業者には明らかであろうが、例えばＩ／Ｏロジック要素３１５に接続される、実際のＩ／Ｏパッドは、典型的には、入出力ロジック要素３１５の区域に閉じ込められない。

絵で表される実施形態では、（図２３で示される）ダイの中心の付近の水平区域は、コンフィギュレーション、クロック、および、他の制御論理に対して使用される。この水平区域または列から延在する垂直列３０９が、ＦＰＧＡの広さの全域にクロックおよびコンフィギュレーション信号を分配するために使用される。

図２３で例解されるアーキテクチャを利用するいくつかのＦＰＧＡは、ＦＰＧＡの大きい一部を成り立たせる規則的な列状構造を崩す、追加的なロジックブロックを含む。追加的なロジックブロックは、プログラマブルブロックおよび／または専用ロジックであり得る。例えば、プロセッサブロック３１０が、ＣＬＢおよびＢＲＡＭの数個の列に広がる。

図２３は、例示的なＦＰＧＡアーキテクチャを単に例解することを意図されるということに留意されたい。例えば、行内のロジックブロックの数、行の相対的な幅、行の数および順序、行内に含まれるロジックブロックの型、ロジックブロックの相対的なサイズ、ならびに、図２３の上部に含まれるインターコネクト／ロジック実装形態は、純粋に例示的なものである。例えば、実際のＦＰＧＡでは、ＣＬＢの、１つより多い隣り合う行が、典型的には、ユーザ論理の効率的な実装形態を手助けするために、ＣＬＢが現れるところならばどこにも含まれるが、隣り合うＣＬＢ行の数は、ＦＰＧＡの総体的なサイズによって変動する。

前述のことは、例示的な装置および／または方法を説明しているが、本明細書で説明される１つまたは複数の態様による、他の、およびさらなる例が、後に続く特許請求の範囲、および、その特許請求の範囲の均等物により決定される、本明細書の範囲から逸脱することなく考案され得る。ステップを列挙する請求項は、ステップのいかなる順序も示唆しない。商標は、それらの商標のそれぞれの所有者の所有物である。

Claims (14)

1. 集積回路（ＩＣ）における電界吸収型変調のためのシステムであって、
   導波路と、
   前記導波路に関して、光学信号に応じてフォト電流信号を提供するために構成されるフォト検出器と、
   前記導波路に関して、前記光学信号の電界吸収型変調のために構成される電界吸収型変調器であって、
   前記フォト検出器および前記電界吸収型変調器は、同じ材料、および、同じ処理作業から形成される、電界吸収型変調器と、
   前記フォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方の横側で、ならびに、前記フォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方から間をおいて隔置されて配置される、集積された加熱要素であって、前記フォト検出器および前記電界吸収型変調器を、前記フォト検出器からの前記フォト電流信号に基づいて、制御可能に加熱するために構成される、集積された加熱要素と、
   前記フォト検出器からの前記フォト電流信号に基づいてアイ開口調整信号を提供するように構成されるレベル追跡回路と、
   前記集積された加熱要素に結合され、前記アイ開口調整信号に基づいて前記集積された加熱要素で前記電界吸収型変調器を制御可能に加熱するように構成される熱的調節回路と、
   を備え、
   前記導波路は、前記光学信号を受信するために構成される入口端部と、前記光学信号を出力するために構成される出口端部とを有し、
   前記フォト検出器は、前記電界吸収型変調器の入口側から間をおいて隔置され、前記導波路の前記入口端部と、前記電界吸収型変調器の前記入口側との間に配置される、
   システム。
2. 前記導波路は、前記導波路の第１のドーパント部分と関連付けられる第１の側部と、前記導波路の第２のドーパント部分と関連付けられる、前記第１の側部の反対の第２の側部とを有し、前記導波路の前記第１の側部および前記第２の側部は、前記導波路の前記入口端部と前記出口端部との間にあり、
   前記フォト検出器は、前記導波路の前記第１の側部の横側の検出器アノードと、前記導波路の前記第２の側部の横側の検出器カソードとを有し、前記検出器アノードおよび前記検出器カソードは、前記第１のドーパント部分から前記第２のドーパント部分への前記導波路を横切る第１の電場を提供して、前記光学信号の発光強度を検出するために、互いに対して位置合わせされる、前記導波路の前記第１の側部、および、前記導波路の前記第２の側部にそれぞれ面する表面を有し、
   前記電界吸収型変調器は、前記導波路の前記第１の側部の横側の変調器アノードと、前記導波路の前記第２の側部の横側の変調器カソードとを有し、前記変調器アノードおよび前記変調器カソードは、前記第１のドーパント部分から前記第２のドーパント部分への前記導波路を横切る第２の電場を提供して、前記光学信号を変調するために、互いに対して位置合わせされる、前記導波路の前記第１の側部および前記第２の側部にそれぞれ面する表面を有する、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記集積された加熱要素は、前記導波路に関してアノード側の、前記検出器アノードおよび前記変調器アノードの両方の横側で、ならびに、前記検出器アノードおよび前記変調器アノードの両方から間をおいて隔置されて配置される、第１の集積された加熱要素であり、前記システムは、
   前記導波路に関してカソード側の、前記検出器カソードおよび前記変調器カソードの両方の横側で、ならびに、前記検出器カソードおよび前記変調器カソードの両方から間をおいて隔置されて配置される、第２の集積された加熱要素
   をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記フォト検出器は、第１のフォト検出器であり、前記システムは、
   前記導波路に関して、前記電界吸収型変調器による変調を有する前記光学信号の光学変調振幅を検出するために配置される第２のフォト検出器であって、前記電界吸収型変調器の出口側から間をおいて隔置され、前記導波路の前記出口端部と、前記電界吸収型変調器の前記出口側との間に配置される、第２のフォト検出器
   をさらに備える、請求項２または３に記載のシステム。
5. 前記集積された加熱要素は、前記導波路に関してアノード側の、前記第１のフォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方の横側で、ならびに、前記第１のフォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方から間をおいて隔置されて配置されることが、前記第１のフォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方の熱的制御のために行われる、第１の集積された加熱要素であり、前記システムは、
   前記導波路に関してカソード側の、前記第１のフォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方の横側で、ならびに、前記第１のフォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方から間をおいて隔置されて配置されることが、前記第１のフォト検出器および前記電界吸収型変調器の両方の熱的制御のために行われる、第２の集積された加熱要素
   をさらに備え、
   前記第１の集積された加熱要素、および、前記第２の集積された加熱要素は、熱的隔離のために、前記第２のフォト検出器から間をおいて隔置される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記集積された加熱要素は、前記導波路に関してアノード側の、前記第１のフォト検出器、前記電界吸収型変調器、および、前記第２のフォト検出器の各々の横側で、ならびに、前記第１のフォト検出器、前記電界吸収型変調器、および、前記第２のフォト検出器の各々から間をおいて隔置されて配置されることが、前記第１のフォト検出器、前記電界吸収型変調器、および、前記第２のフォト検出器の各々の熱的制御のために行われる、第１の集積された加熱要素であり、前記システムは、
   前記導波路に関してカソード側の、前記第１のフォト検出器、前記電界吸収型変調器、および、前記第２のフォト検出器の各々の横側で、ならびに、前記第１のフォト検出器、前記電界吸収型変調器、および、前記第２のフォト検出器の各々から間をおいて隔置されて配置されることが、前記第１のフォト検出器、前記電界吸収型変調器、および、前記第２のフォト検出器の各々の熱的制御のために行われる、第２の集積された加熱要素
   をさらに備える、請求項４または５に記載のシステム。
7. 前記集積された加熱要素に結合される前記熱的調節回路は、
   熱的制御信号を受信して、ヒータアクティブ化信号を前記集積された加熱要素に提供するように構成されるヒータドライバ、を備える、請求項１に記載のシステム。
8. 前記電界吸収型変調器は、
   前記導波路の第１の側部の横側で互いから間をおいて隔置される複数のアノードセグメントを有するセグメント化されたアノードと、
   前記複数のアノードセグメントに対応する、前記導波路の第２の側部の横側で互いから間をおいて隔置される複数のカソードセグメントを有するセグメント化されたカソードと
   を含む、セグメント化された電界吸収型変調器である、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記導波路は、入力光学信号を受信するために構成される入口端部と、前記光学信号の伝搬のための出力を出力するために構成される出口端部とを有し、
   前記セグメント化された電界吸収型変調器は、前記導波路に関して、前記導波路の吸収係数にセグメント的に影響を及ぼすために配置され、
   前記セグメント化されたアノードは、前記導波路の前記第１の側部の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される前記複数のアノードセグメントを有し、
   前記セグメント化されたカソードは、前記複数のアノードセグメントに対応する、前記導波路の前記第２の側部の横側で互いから間をおいて隔置される、長さ方向に並んで配置される前記複数のカソードセグメントを有し、前記導波路の前記第２の側部は、前記導波路の前記第１の側部の反対であり、
   前記複数のアノードおよびカソードセグメントの対は、前記導波路の長手方向に横側で、一連の複数の電界吸収型変調セグメントを設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ、
   集積されたヒータは、前記複数のアノードセグメントの横側の、および、前記複数のアノードセグメントに対応する、長さ方向に並んで配置される、互いから間をおいて隔置される複数のヒータセグメントを有し、
   前記アノード、カソード、およびヒータセグメントは、前記一連の前記複数の電界吸収型変調セグメントを設けるために、互いに対してそれぞれ位置合わせされ、
   前記アノード、カソード、およびヒータセグメントは、互いに対してそれぞれ位置合わせされ、
   前記ヒータセグメントは、前記アノードセグメントと交互配置される、
   請求項８に記載のシステム。
10. 前記導波路の長手方向に横側の、前記複数の電界吸収型変調セグメントのうちの、前記電界吸収型変調セグメントの長さが、電気光学応答での非線形性に対して補償するために使用される、請求項８または９に記載の電界吸収型変調システム。
11. 前記複数の電界吸収型変調セグメントのうちの、２つ以上の電界吸収型変調セグメントは、前記導波路の長手方向に横側で同じ長さを有する、請求項８から１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 複数の電界吸収型変調セグメントは、前記導波路に沿った吸収状態の漸進的進展のための温度計コードを提供するように構成される、請求項８から１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記複数のアノードセグメントは、別々のソースノードに電気的に結合される、請求項８から１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記フォト検出器のフォト電流信号を受信して、出力電圧信号を提供するように構成される電流制御電圧源と、
    前記出力電圧信号を受信して、前記アイ開口調整信号を提供するように構成されるレベル追跡回路と、
    前記アイ開口調整信号を受信して、熱的制御信号を提供するように構成される熱的コントローラと、
    前記熱的制御信号を受信して、複数のヒータセグメントに対応する、複数のヒータアクティブ化信号を提供するように構成されるヒータドライバと
    をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。

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