KR20150013894A - 광 변조기들을 사용하는 진화된 변조 포맷들 - Google Patents

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Abstract

시스템, 예를 들어, 광 변조기는 광 도파관 및 복수의 광 공진기들을 포함한다. 광 도파관은 평탄한 기판의 표면을 따라 위치된다. 복수의 광 공진기들은 또한 표면을 따라 위치되고 광 도파관에 결합된다. 상기 광 공진기들의 각각은 상이한 광 주파수에서 광 도파관에 공진으로 결합되도록 구성된다.

Description

광 변조기들을 사용하는 진화된 변조 포맷들{ADVANCED MODULATION FORMATS USING OPTICAL MODULATORS}
본 출원은 일반적으로 광 통신 시스템(optical communication)들 및 방법들에 관한 것이다.
본 섹션에서는 본 발명들의 더 양호한 이해를 용이하게 하는 데 도움을 줄 수 있는 양태들이 도입된다. 따라서, 이 섹션의 진술들은 이 관점으로 판독될 수 있고 종래 기술에 있거나 종래 기술에 없는 것에 대한 인정들로서 이해되지 않아야 한다.
광 변조기(optical modulator)들은 흔히 하나 이상의 마하-젠더(Mach-Zehnder) 간섭계(interferometer)들을 사용한다. 이 디바이스들은 전형적으로 전기 광 변조기들을 포함한다. 그와 같은 변조기들은 실리콘, 화합물 반도체들 및 LiNbO3를 포함하는 다양한 광학 매체에서 구현되었다. 이 디바이스들은 고속 수행이 가능한데 반해, 이것들은 또한 예를 들어, 세그먼트(segment)들의 굴절률(refractive index)을 변조하기 위해 도파관 세그먼트들을 가열하거나 전기적으로 분극시키는 데 상당한 전력을 소비할 수 있다. 광학 시스템 내에 통합되면, 시스템의 전력 소비의 상당한 부분의 원인이 광 변조기들일 수 있다.
하나의 양태는 시스템, 예를 들어, 광 변조기를 제공한다. 시스템은 광 도파관(optical waveguide) 및 복수의 광 공진기들을 포함한다. 광 도파관은 편평한 기판의 표면을 따라 위치된다. 복수의 광 공진기들은 또한 표면을 따라 위치되고 광 도파관에 결합된다. 광 공진기들의 각각은 상이한 광 주파수(optical frequency)에서 광 도파관에 공진으로 결합되도록 구성된다.
다른 양태는 방법, 예를 들어 광학 시스템, 예를 들어 변조기를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 기판의 표면을 따라 광 도파관, 그리고 복수의 광 공진기들을 형성하는 단계를 포함한다. 형성하는 단계는 공진기들의 각각이 광 도파관의 세그먼트들에 인접하고 이 광 도파관에 광학적으로 결합되도록 수행된다. 공진기들의 각각은 상이한 광 주파수에서 공진하도록 구성된다.
상술한 실시예들의 일부는 제 2 광 도파관 및 제 2 광 도파관에 광학적으로 결합되는 제 2 복수의 광 공진기들을 포함한다. 제 2 복수의 광 공진기 각각은 제 1 복수의 광 공진기들 중 대응하는 하나와 대략 동일한 광 주파수에서 제 2 광 도파관에 공진으로 결합되도록 구성된다. 일부 그와 같은 실시예들에서 제 1 광 도파관은 광학 전력 분배기(splitter)의 제 1 출력을 광학 출력 합성기(combiner)의 제 1 입력에 종단 접속(end-connect)시킬 수 있고 제 2 광 도파관은 광학 전력 분배기의 제 2 출력을 광학 전력 합성기의 제 2 입력에 종단 접속시킬 수 있다. 일부 그와 같은 실시예들에서 제 1 및 제 2 광 도파관들 및 광 공진기들은 일련의 파장들에서 광 캐리어(carrier)들을 쿼드러처 위상 시프트 키(quadrature phase-shift keyed; QPSK) 광학적으로 변조하도록 구성된다.
상술한 실시예들 중 임의의 실시예에서 광 공진기들의 일부는 자체의 연관되는 광 도파관에 과결합(overcouple)될 수 있다. 임의의 실시예에서 광 도파관 및 공진기들의 광학 코어 영역들은 유전체 층 위에 위치되는 실리콘에 형성될 수 있다. 임의의 실시예는 광학 신호를 출력하도록 구성되는 광원을 포함하여, 광학 신호가 광 공진기들의 공진 주파수들에 대응하는 주파수 성분들을 포함하도록 할 수 있다. 임의의 실시예에서, 각각의 광 공진기는 자체로의 준-정적 광경로(quasi-static optical path)의 조정들이 가능하도록 구성되는 제 1 광학 위상 변조기 및 적어도 약 1 GHz의 주파수에서 광경로 조정들이 가능하도록 구성되는 제 2 광학 위상 변조기를 포함할 수 있다.
이후에 언급되는 다음의 설명들은 이제 첨부 도면들과 함께 취해진다:
도 1은 광 시스템, 예를 들어, 쿼드러처 위상 시프트 키(quadrature phase-shift keyed; QPSK)가 분배기(splitter), 합성기, 분배기의 출력들을 합성기의 입력들에 결합하는 한 쌍의 2개의 광 도파관들 및 복수의 쌍들의 광학 마이크로캐비티(microcavity) 공진기들, 예를 들어, 링 공진기들을 사용하여 구현되는 본 발명의 하나의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 2는 광학 시스템의 하나의 실시예에 따라, 도 1의 광 경로 및 근접 링 공진기의 단면도를 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 링 공진기에 결합되는 도파관의 예시 진폭 및 위상 특성들을 도시하는 도면이다.
도 4는 단일 릴 공진기, 예를 들어, 준-정적(quasi-static) 광 경로 길이 조정기 및 1 또는 수 GHz에서 수십 GHz 사이의 레이트(rate)로 경로 길이를 변조하도록 구성되는 고속 광 경로 길이 조정기를 구비하는, 도 1의 링 공진기들 중 하나를 도시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 전기 광 변조기들(도 5a 및 도 5b) 및 열 위상 시프터(shifter)들(도 5c 내지 도 5e)을 포함하는 공진기의 광 경로 길이를 변경하는데 사용될 수 있는 피처(feature)들을 도시하는, 도 4의 공진기의 다양한 실시예들의 단면도들을 도시하는 도면들이다.
도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b는 예를 들어, 부족결합된(undercoupled) 링 공진기(도 6a 및 도 6b) 및 과결합된(overcoupled) 링 공진기(도 7a 및 도 7b)를 구비하는 도 1의 도파관들 중 하나의 진폭 및 위상 특성들을 도시하는 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1에서의 네 링 공진기들에 결합되는 도파관과 연관되는 네 전달 특성의 진폭 및 위상 응답을 각각 도시하며, 각 링 공진기가 2개의 미리 결정된 공진 주파수들 중 하나를 WDM 채널 주파수 위 그리고 아래로 가지도록 제어 가능한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는 캐리어 신호를 변조하기 위해, 도 1의 링 공진기들의 공진 주파수들을 제어하도록 구성되는 제어기의 실시예들을 도시하는 도면들이다.
도 10은 본원에서 예를 들어 다양한 실시예들, 예를 들어, 도 1 내지 도 9에 의해 기술되는 광학 시스템을 제조하기 위한 방법을 제시하는 도면이다.
발명자는 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 제어 가능 광 마이크로캐비티(microcavity) 공진기들, 예를 들어 링 공진기들을 사용하여 복수의 각 파장들에서 광 캐리어 신호의 위상을 변조함으로써 종래의 변조기들의 일부 제약들이 극복될 수 있음을 알아냈다. 그와 같은 어셈블리는 파장 분할 멀티플렉스드(wave-division multiplexed; WDM) 통신 시스템에서 복수의 채널들의 쿼드러처 위상 시프트 키(QPSK) 변조를 제공할 수 있는 컴팩트하고 저전력인 광 변조기의 기저를 형성할 수 있다. 일부 설명되는 실시예들은 각각의 링 공진기의 공진 주파수의 준 정적인 조정을 제공하여 제조 편차를 보상함으로써 그와 같은 편차에 상대적으로 강할 것으로 기대된다. 일부 설명되는 실시예들은 반도체 프로세싱에서 통상적으로 사용되는 프로세싱 툴(tool)들을 사용하여, 일반적이고 비싸지 않은 반도체 기판들, 예를 들어 실리콘 웨이퍼들 상에 형성될 수 있다. 그러므로 일부 실시예들은 March-Zehnder 간섭계(March-Zehnder Interferometer; MZI)들을 사용하는 아키텍처들과 같은 다른 아키텍처들을 사용하는 유사한 시스템들보다 더 낮은 비용으로 제조 가능할 것으로 기대된다.
실리콘은 LiNbO3 및 III-V 반도체들과 비교하여 상대적으로 약한 전기-광학 반응을 가진다. 이 작은 응답으로 인해 저전압 실리콘 MZI를 이용하는 Si 계열 변조기들을 사용하는 데에는 현저한 어려움이 있다. 그러나, 발명자는 실리콘의 전기 광학 응답이 마이크로캐비티 공진기들에 기초하여 효과적이고 비용 효율적인 광 변조기들을 실현하는 데 충분할 수 있다는 것을 인식하였다. 더욱이, 저전압 실리콘 변조기들은 일부 일체형 광 디바이스들의 전력 소비를 현저하게 낮출 잠재성을 가지고 있다.
도 1로 전환하여, 장치(100)는 하나의 실시예, 예를 들어, WDM QPSK 변조기에 따라 도시된다. 1X2 결합기(110)는 변조될 광 캐리어 신호(120), 예를 들어, 복수의 WDM 채널 파장들(λ1, λ2, λ3,... λM) 또는 등가적으로 복수의 WDM 채널 주파수들(f1, f2, f3,... fM)을 가지는 비변조된 (CW) 레이저 출력을 수신한다. 일부 실시예들에서 캐리어 신호(120)는 장치(100)에 의해 적용 가능한 추가 변조와 양립 가능하지 않는 방식으로 이미 변조되었을 수 있다. 예를 들어, 반송파 신호(120)는 또한 데이터를 전송하도록 이전에 변조되었던 세트{f1, f2, f3,.. fM}의 원소가 아닌 주파수를 포함할 수 있다.
광원(125)은 반송파 신호(120)를 발생시킬 수 있다. 광원(125)은 캐리어 신호(120)를 발생시키기 위해 예를 들어 레이저들 및 합성기들과 같은 광학 소자(들)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 광원(125)은 채널 주파수들(f1, f2, f3,... fM)에서 신호 성분들을 가지는 빗(comb)(127)에 의해서 예시되는 바와 같은 주파수 빗(frequency comb)을 발생시킨다. 주파수들은 임의의 특정한 값들로 제한되지 않고, 광 통신들에서 사용되는 임의의 파장 대역 내에, 예를 들어 S 대역(1460nm 내지 1530nm), C 대역(1530nm 내지 1565nm) 또는 L 대역(1565nm 내지 1625nm) 내에 있을 수 있다. 더욱이, 빗(127)의 주파수 성분들은 WDM 그리드(grid) 간격(Δf), 예를 들어, 동일한 주파수 차, 예를 들어 약 100 GHz에 의해 주파수 성분들이 규칙적이고, 대략 균일한 간격으로 이격될 수 있다.
결합기(110)는 예를 들어, 캐리어 신호(120)를 대략 동일한 전력으로 분리하여, 제 1 캐리어 부분(120a)을 제 1 광 도파관(130)으로, 예를 들어, 평면 또는 리지(ridge) 도파관으로 지향시킨다. 결합기(110)는 제 2 캐리어 부분(120b)을 제 2 광 도파관(140), 예를 들어, 평면 또는 리지 도파관으로 지향시킨다. 광 도파관들(130 및 140)의 코어 영역들은 예를 들어 밑에 있는 유전체 재료 및/또는 위에 있는 유전체 재료 및/또는 공기를 포함할 수 있는 클래딩(cladding)(145)에 의해 둘러싸인다. 일부 실시예들에서 위상 시프터(180)는 광 도파관(140)의 광경로에 위치되는 부분을 가진다. 예시되는 실시예에서 위상 시프터(180)는 캐리어 부분(120b)에 약 π/2, 예를 들어 π/2 ± 20% 또는 더 일반적으로 (π/2 ± 10%) + nπ의 순 위상 시프트를 가하도록 구성되고, 여기서 n=0,1,2...이다. 광 합성기(170)는 광 도파관들(130 및 140)로부터 제 1 및 제 2 신호 부분들을 수신하고 이 신호 부분들을 출력 신호(199)로 합성한다.
장치(100)는 마이크로캐비티 공진기들, 예를 들어, 링 공진기들의 제 1 세트(150) 및 제 2 세트(160)를 포함한다. 편의를 위해 제 1 및 제 2 세트들(150 및 160)은 각각 링 공진기들(150) 및 링 공진기들(160)로 칭해질 수 있고, 단일 링 공진기는 더 이상의 구분이 필요하지 않을 때 링 공진기(150 또는 160)로 칭해질 수 있다. 링 공진기들(150 및 160)은 각각 상기 링 공진기의 자유 스펙트럼 범위(free spectral range; FSR)에 의해 분리되는 일련의 공진 주파수들 중 하나에서 공진한다. 특정한 링 공진기의 공진 주파수들은 링 코어 및 크래딩 재료들의 광학적 속성들과 특정한 링의 기하구조로부터 결정될 수 있다. 다양한 실시예들에서 캐리어 신호(120)의 광의 주파수 범위는 전형적으로 가장 작은 FSR을 가지는 링 공진기의 하나의 FSR 기간 내에 있도록 제한된다. FSR은 전형적으로 링 공진기의 광 평면 길이에 반비례하므로, 링 직경이 더 작을수록 결과적으로 링 공진기들(150 및 160)의 FSR이 더 커질 것이므로, 캐리어 신호(120) 주파수 범위에 대한 제약이 완화된다. 그러므로, 캐리어 신호(120)의 주파수 범위는 전형적으로 단지 링 공진기들(150, 160)의 각각의 단일 공진 주파수를 포함할 수 있다. 이 단일 공진 주파수는 본원에서 일반적으로 fr로 칭해질 수 있다. 제 1 세트(150)는 f1, f2, f3,...fM 근처에 대응하는 공진 주파수들을 가지는 링 공진기들(150-1, 150-2, 150-3,...150-M)를 포함한다. 제 2 세트(160)는 또한 f1, f2, f3,...fM 근처에 대응하는 공진 주파수들을 가지는 링 공진기들(160-1, 160-2, 160-3,...160-M)을 포함한다. "근처(near)"라 함은 링 공진기들(150 및 160)의 각각의 fr이 대응하는 WDM 채널 주파수, 예를 들어, f1, f2,...fM 중 하나를 포함하는 협소한 범위 내에서 아래에 기술되는 바와 같이 제어될 수 있음을 의미한다. 이 범위는 예를 들어, 대략 그리드 간격 Δf보다 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 범위는 Δf의 약 10%를 넘지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서 링 공진기들(150 및 160)은 도시된 바와 같이 링 공진기 쌍들로 조직되고, 하나의 쌍은 대략 동일한 공진 파장을 가지고 도파관들(130 및 140)에 대략 수직인 축에 정렬되는 두 세트들(150 및 160)의 각각에 속하는 링 공진기를 포함한다. 그러나, 실시예들은 그와 같이 쌍을 이루는 것으로 제한되지 않는다. 도시된 실시예에서 제 1 쌍은 f1 근처에서 공진 주파수를 가지는 링 공진기(150-1) 및 링 공진기(160-1)를 포함한다. 제 2 쌍은 f2 근처에서 공진 주파수를 가지는 링 공진기(150-2) 및 링 공진기(160-2)를 포함한다. 제 3 쌍은 f3 근처에서 공진 주파수를 가지는 링 공진기(150-3) 및 링 공진기(160-3)를 포함한다. 제 M 쌍은 fM 근처에서 공진 주파수를 가지는 링 공진기(150-M) 및 링 공진기(160-M)를 포함한다. 실시예들은 제 1 및 제 2 링 공진기 세트들(150 및 160)에서 임의의 특정한 수의 링 공진기들로 제한되지 않는다. 더욱이, 세트들(150 및 160) 중 하나 또는 이 둘 모두는 세트들(150, 160) 중 다른 세트들 내의 동일한 공진 주파수를 가지는 링 공진기와 정합되지 않는 하나 이상의 링 공진기들을 포함할 수 있다.
도 2는 도파관(130)의 코어 및 대표적인 링 공진기(150)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 이후에 참조하기 위해, 도파관(130)의 코어 및 링 공진기(150)의 광 코어의 세그먼트가 측거리 D만큼 이격되어 있는 것으로 도시된다. 도파관(130) 및 링 공진기(150)는 각각 폭 W 및 높이 H를 가진다. 도파관(130)의 코어 및 링 공진기(150)의 광 코어의 세그먼트가 각각 동일한 폭을 가지는 것으로 도시될지라도, 실시예들은 그와 같은 경우들로 제한되지 않는다. 도파관(130) 및 링 공진기(150)의 코어들은 기판(210), 예를 들어, 실리콘 웨이퍼 위에 반도체, 예를 들어 실리콘으로 형성될 수 있다. 클래딩(145)은 기판(210)과 도파관(130) 사이에, 그리고 기판(210)과 도파관 링 공진기(150) 사이에 위치되는 유전체 층(220)을 포함한다. 클래딩(145)은 또한 유전체 층(220)에 걸쳐 놓이는 유전체(230)를 포함할 수 있다. 유전체 층(220) 및 유전체(230)는 도파관(130) 및 링 공진기(150-1)에 대한 클래딩 역할을 함으로써 광 신호들이 실질적으로 이 구조들 내에서 한정되거나 이 구조들에 의해 가이드된다.
장치(100)를 형성할 수 있는 종래의 플랫폼은 실리콘-온-인슐레이터(silicon-on-insulator; SOI) 웨이퍼이지만, 본 발명의 실시예들은 이로 제한되지 않는다. 예를 들어, CVD 유전체 층, 예를 들어, 플라즈마 산화막(plasma oxide)이 임의의 적절한 기판 상에 형성될 수 있고, 실리콘 층이 이 위에 임의의 적절한 방법으로 형성될 수 있다. 다른 실시예들은 예를 들어, 유리, 사파이어 또는 화합물 반도체로부터 형성되는 기판을 사용할 수 있다. 유전체(230)는 적절한 유전체 재료, 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB) 또는 공기일 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, "공기(air)"는 진공을 포함한다.
도파관(130) 및 링 공진기(150)는 임의의 종래의 또는 비종래의 광학 재료 시스템, 예를 들어, 실리콘, LiNbO3, GaAs 또는 InP와 같은 화합물 반도체 또는 전기-광학 폴리머로부터 형성될 수 있다. 본원에서 기술되는 일부 실시예들은 비제한적인 예로서 Si에서 구현된다. 본 발명의 범위 내의 실시예들이 Si로 제한되지 않더라도, 이 재료는 다른 재료 시스템들에 비해 어떤 이익들, 예를 들어, 상대적으로 낮은 비용, 양호하게 개발되어 있는 제조 기반구조를 제공한다.
다시 도 1을 참조하면, 세트(150) 내의 링 공진기들의 각각은 도파관(130)에 광학적으로 결합된다. 세트(160) 내의 링 공진기들의 각각은 도파관(140)에 광학적으로 결합된다. 본원에서 그리고 청구항들에서, 링 공진기는 상기 릴 공진기가 아래에서 더 설명되는 바와 같이 상기 도파관에 과결합(overcouple) 또는 부족결합(undercouple)될 때 도파관에 광학적으로 결합되는 것으로 규정된다.
광 소자의 분야의 당업자가 인정하는 바와 같이, 도파관(130) 내에서 전파되는 광은 예를 들어, 에바네슨트 결합(evanescent coupling)을 통해 세트(150)의 링 공진기들에 결합될 수 있고, 도파관(140) 내에서 전파되는 광은 예를 들어, 에바네슨트 광의 결합을 통해 세트(160)의 링 공진기들에 결합될 수 있다. 그와 같은 결합에 의해, 도파관들(130, 140) 내에서 전파되는 광 에너지의 부분은 링 공진기들(150, 160)에 결합된다. 결합의 정도를 다른 요인들 중에서, 전파 광의 파장에 좌우된다. 마이크로캐비티 공진기의 광 경로 길이가 결합된 광의 파장의 정수배이면, 상대적인 최대 결합이 발생하여, 도파관의 통과대역(passband) 내에 노치(notch)를 일으킬 수 있다. 아래에서 더 논의되는 바와 같이, 이 노치 반응은 저전력 광 변조기에서 사용하기 위해 활용될 수 있다.
본원에서 링 공진기 및 도파관의 가까운 세그먼트, 예를 들어, 링 공진기(150) 및 도파관(130)의 인접한 세그먼트는 이들 사이의 결합이 링 공진기에서의 왕복 손실과 대략 동일할 때 임계 결합되는(critically coupled) 것으로 규정된다. 이 경우에, D = Dc이다(도 2). 예를 들어, 왕복 손실이 약 1 dB라면, 링 공진기(150) 및 도파관(130)은 이들 사이의 결합이 또한 약 1 dB일 때 임계 결합된다. 즉, 링 공진기 가까이에 있는 도파관 내에서 전파되는 광 신호의 1 dB 부분은 예를 들어, 에바네슨트 결합에 의해 링 공진기로 전달된다. D < Dc이면, 링 공진기 및 도파관은 과결합되는, 예를 들어, 링 공진기 내에서 결합된 신호가 한 번 왕복할 때 손실되는 것보다 더 큰 신호의 부분이 도파관에서 링 공진기로 결합된다. 역으로 D > Dc이면, 링 공진기 및 도파관은 부족결합되는, 예를 들어, 결합이 링 공진기에서의 왕복 손실보다 더 적다. 아래에서 더 제공되는 바와 같이, D가 최대 결합 거리 Dmax보다 더 크면, 링 공진기 및 도파관은 비결합된(uncoupled) 것으로 간주될 수 있다.
이 양태들은 임의의 링 공진기의 공진 주파수가 약 f'인 도 3a 내지 도 3b에 의해 더 도시된다. 도 3a 및 도 3b는 각각 도파관 및 링 공진기가 부족결합된 경우, 링 공진기, 예를 들어, 링 공진기(150-1)에 인접한 세그먼트에 결합되는 도파관, 예를 들어, 도파관(130)의 전달 함수 GUC(f)의 간소화되고 비제한적인 증폭 및 위상 특성들을 도시한다. 도 3c 및 도 3d는 각각 도파관 및 링 공진기가 과결합되는 경우, 링 공진기, 예를 들어, 링 공진기(150-1)에 결합되는 도파관, 예를 들어 도파관(130)의 전달 함수 GOC(f)의 간소화되고 비제한적인 진폭 및 위상 특성들을 도시한다.
전달 함수들 GUC(f) 및 GOC(f)의 진폭 특성들은 질적으로 유사하여, 각각 부족결합된 경우(도 3a) 및 과결합된 경우(도 3c) 모두에 대해 f'에서 국지적 최소값을 가진다. 부족결합된 경우에 대해 전달 함수 GUC(f)의 위상(도 3b)은 f << f'에서의 φ0부터 f' - δ(δ는 작은 값, 예를 들어, Δf의 약 5%보다 더 크지 않다)에서의 국지적 최대값 φmax까지, 그리고 f' + δ에서의 국지적인 최소값 φmin부터 f >> f'에서의 φ0까지 증가한다. 위상은 약 f'에서 미확정(indeterminant) 값을 가질 수 있다. 과결합된 경우에 대해 전달 함수 GOC(f)의 위상(도 3d)은 f << f'에서의 초기 값 φmin=φ0부터 f >> fr에서의 φmax=φ0 + 2π의 최종 값까지 원만하게 증가한다. 도 3b 및 도 3d 모두에서 φ0는 임의적이고 φ0는 두 도면들에서 상이할 수 있다.
아래에서 더 논의되는 바와 같이, φmax - φmin가 약 π 라디안일 때, 링 공진기(150)와 도파관(130) 사이의 결합은 도파관(130) 내에서 전파되는 신호에 대한 이진 위상 시프트 키(binary phase-shift keyed; BPSK) 변조를 일으키는 데 이용될 수 있다. 과결합된 경우 φmax - φmin는 항상 이 조건을 만족시킬 것으로 예상된다. 부족결합된 경우 φmax - φmin는 링 공진기와 도파관 사이의 결합이 충분이 강할 때, 예를 들어, D ≤ DMAX일 때, 적어도 대략 π일 수 있다.
따라서, 본원에서 그리고 청구항들에서 광 도파관 및 마이크로캐비티 공진기는 자신들이 과결합되거나, 임계 결합되거나 부족결합될 때 "광학적으로 결합"된다. 링 공진기 및 가까이 있는 도파관에 대한 용어 "부족결합된"은 이 링 공진기 및 도파관이 과결합되지 않지만 도파관의 전달 함수의 적어도 약 π 라디안의 위상 변화를 일으키는 데 충분하게 결합되는 것을 의미하는 것으로 규정된다. 링 공진기에 의해 발생되는 전달 함수의 임의의 위상 변화가 약 π 라디안보다 더 작도록 자체의 코어 세그먼트들이 도파관으로부터 충분이 멀리 있는, 예를 들어, D > DMAX인 링 공진기는 "비결합되는(uncoupled)"으로 간주된다.
다시 도 1을 참조하면, 세트(150)의 링 공진기들의 각각은 상이한 물리적 경로 길이를 가질 수 있다. 링 공진기들은 임의의 특정한 경로 형상으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 링 공진기들의 광 경로는 원형, 타원 또는 "레이스트랙" 형상을 가질 수 있으나, 원형의 경로 형상이 링 공진기에서의 손실들을 줄이는 데 바람직할 수 있다. 원형 경로의 예시 경우에서, 링 공진기(150-1)는 반경 r1을 가질 수 있고, 링 공진기(150-2)는 반경 r2 > r1을 가질 수 있고, 링 공진기(150-3)는 반경 r3 > r2를 가질 수 있고, 기타 나머지도 이와 같다. 반경 r1은 링 공진기(150-1)가 자신과 도파관(130)의 광 결합으로 하여금 약 f1에서 공진하도록 하는 물리적 경로 길이를 가지도록 선택될 수 있다. 반경 r2는 링 공진기(150-2)가 자신과 도파관(130)의 광 결합으로 하여금 약 f2에서 공진하도록 하는 물리적 경로 길이를 가지도록 선택될 수 있다. 반경 r3은 링 공진기(150-3)가 자신과 도파관(130)의 광 결합으로 하여금 약 f3에서 공진하도록 하는 물리적 경로 길이를 가지도록 선택될 수 있고, 기타도 마찬가지로 도시된 바와 같다.
도 4는 링 공진기들(150, 160) 중 임의의 공진기를 나타낼 수 있는 공진 주파수(f')를 가지는 단일 링 공진기(410)의 비제한적인 실시예를 도시한다. 링 공진기(410)는 광 경로 길이(l)을 가지고 2개의 전기 또는 열적 제어 가능 광 경로 길이 조정기들, 예를 들어, 위상 시프터들(420 및 430)을 포함한다. 제어기(440)는 전기 또는 열적 제어 가능 위상 시프터(420)를 제어하기 위해 적절하게 구성되는 신호를 제공한다. 제어기(450)는 제어 라인(460)을 통해 전기 또는 열적 제어 가능 위상 시프터(430)를 제어하기 위해 적절하게 구성되는 신호를 제공한다.
제어 가능 위상 시프터(420)는 광 경로 길이(l)에 준-정적, 예를 들어, 상대적으로 느린 조정을 제공하도록 구성될 수 있고, 반면에 조정기(430)는 동일한 광 경로 길이(l)에 대한 상대적인 빠른 조정을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 가능 위상 시프터(420)는 대략 1초의 응답 시간을 가지는 열적 위상 시프터일 수 있다. 그와 같은 느린 위상 시프터는 예를 들어, 광 경로 길이(l)의 제조 또는 동작 온도 변화의 원인이 되는 광 경로 길이(l)를 미세 튜닝(tuning)하기 위해 사용될 수 있다. 각 공진기의 fr은 예를 들어, 그와 같은 느린 위상 시프터들을 적절하게 세팅함으로써 WDM 채널 주파수들(f1...fM) 중 하나와 대략 동일하도록 튜닝될 수 있다. 제어 가능 위상 시프터(430)는 두 개의 미리 결정된 값들 중 하나 사이의 광 경로 길이를 빠르게 변조시키기 위하여 사용 가능한 전기 광 위상 시프터일 수 있다. 예를 들어, 제어기(450)는 광 캐리어의 데이터 변조를 제공하기 위해 1 또는 3 내지 4 GHz 및 수십 GHz 사이의 레이트로 광 경로 길이(l)를 변조할 수 있다. 더 후술되는 바와 같이, 변조는 링 공진기(410)로 하여금 fn - δ 및 fn + δ(여기서 n = 1, 2, 3,...m)의 공진 주파수 사이에서 신속하게 스위칭(switching)되도록 함으로써 채널 주파수들(f1, f2, f3,...fM) 중 하나를 가지며 인접하고 광학적으로 결합되거나 결합 가능한 도파관에서 전파되고 있는 광 캐리어 신호 상의 데이터를 전하도록 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 링 공진기들(150-1, 150-2, 150-3,...150-M)의 각각은 대응하는 제어 라인(155-1, 155-2, 155-3,...155-M)을 포함한다. 유사하게 링 공진기들(160-1, 160-2, 160-3,...160-M)의 각각은 대응하는 제어 라인(165-1, 165-2, 165-3,...165-M)을 포함한다. 제어 라인들(155 및 165)의 각각은 도 4에서 제어 라인(460)에 대하여 기술되는 바와 같이 변조 신호를 대응하는 링 공진기로서 제공하도록 구성될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 반도체, 예를 들어 실리콘으로 형성되고 조정 가능한 공진 주파수들을 가지도록 구성되는 링 공진기들의 여러 예들의 단면들을 제한 없이 도시한다. 도 5a 내지 도 5e의 실시예들이 링 공진기들(150 및 160)의 공진 주파수의 가변 제어가 가능한 적절한 구조들의 예로서 제시될지라도, 본 발명의 실시예들은 임의의 종래의 또는 향후에 발견되는 방법에 의해 구현될 수 있는 임의의 특정한 유형의 공진 주파수 제어로 제한되지 않는다.
도 5a 및 도 5b는 전기 광학 변조에 의해 공진 주파수들이 제어될 수 있는 링 공진기들을 도시한다. 이 구조들은 고 주파수 스위칭을 제공할 수 있으므로 제어 가능한 위상 변조기(430)에 적합할 수 있다. 도 5a에서의 링 공진기는 p-n 접합, 예를 들어, p-n 다이오드를 형성하는 n-도핑되고 p-도핑된 부분들을 가지는 광 코어 영역을 포함한다. 중도핑된(heavily doped) n+ 및 p+ 영역들은 코어 영역에 전기적으로 접촉된다. 코어 영역들은 반도체 코어의 굴절률(refractive index)이 전자 농도(electron concentration)에 좌우되도록 구성된다. 전자 농도는 p-n 접합 상에 가변 역 바이어스를 인가함으로써 변조될 수 있다. 링 공진기의 굴절률 광 경로 길이를 변경함으로써, 링 공진기의 공진 주파수가 변경된다. 도 5b의 링 공진기는 진성 반도체로 형성되는 광 코어 영역을 포함한다. 도핑된 n+ 및 p+ 영역들은 진성 영역에 전기적으로 접촉되고 p-i-n 다이오드를 형성한다. 도 5a에 대하여 기술되는 바와 같이, 도 5b의 링 공진기의 공진 주파수 또한 p-i-n 다이오드에 걸친 역 바이어스의 변조를 통해 진성 영역의 전자 밀도를 바꿈으로써 변조될 수 있다.
도 5c 내지 도 5e는 내부에 링 형상의 도파관 코어를 가열함으로써 공진 주파수들이 변경될 수 있는 링 공진기들의 실시예들을 단면도로 도시한다. 이 구조들은 상대적으로 느린 광 경로 길이 조정들을 제공하므로 제어 가능 위상 시프터(420)에 적합할 수 있다. 도 5c에서, 링 공진기의 도파관의 코어 영역은 p-형 반도체로부터 형성되고 중도핑된 p+ 영역들은 코어 영역과 전기적으로 접촉된다. 도 5d는 코어 영역이 n-형 반도체로부터 형성되고 중도핑된 n+ 영역들이 코어에 전기적으로 접촉된다. 이 실시예들의 각 실시예에서 링 공진기의 도파관 또는 이의 세그먼트는 중도핑된 영역들을 통하여 전류를 코어 영역으로 통하게 함으로써 가열될 수 있다. 응답으로, 저항의 가열은 링 공진기를 데울 것이고, 이것은 열적 광 효과에 의해 링 공진기의 굴절률을 변경시킴으로써, 공진 주파수를 변경시킨다. 도 5e는 가열에 의존하는 다른 실시예를 도시하지만, 이 실시예의 경우 가열은 크래딩 층(520) 위에 형성되는 저항성 히터 요소(510)에 의해 제공된다. 당업자는 저항성 히터 요소들을 형성하는 것을 숙지하고 있다.
이제 도 6a 및 도 6b를 고려하면, 링 공진기, 예를 들어, 링 공진기(150-1)에 부족결합되는 도파관, 예를 들어, 도파관(130)의 전달 함수의 진폭 및 위상 특성들이 도시된다. 다음의 논의는 링 공진기(150-1)를 참조하여 제시된다. 이 설명에 기초하면, 기술되는 원리들 또한 다른 링 공진기들에 적용될 수 있음이 당업자에게는 즉각적으로 자명할 것이다. 링 공진기(150-1)는 자신에게 제어 신호들이 인가되는 것에 응답하여 f1 - δ 및 f1 + δ의 공진 주파수 사이에서 스위칭되도록 구성된다. 링 공진기(150-1)의 경우, 진폭 특성(610) 및 위상 특성(620)은 f1 - δ(즉, f-로 표시됨)에서 더 낮은 공진 주파수와 연관되고 상이한 진폭 특성(630) 및 상이한 위상 특성(640)은 f1 + δ(즉, f+로 표시됨)에서 더 높은 공진 주파수와 연관된다.
먼저 링 공진기의 공진 주파수가 f1 - δ인 경우를 고려하면, f1의 주파수를 가지는 광 신호 부분(120a)이 도파관(130) 내에서 전파될 때, 신호는 진폭 특성(610)에 의해 값(650)으로 감쇠된다. 광 신호의 주파수는 진폭 특성들(610 및 630)이 교차하는 주파수, 예를 들어, f1과 대략 동일하므로 링 공진기의 공진 주파수에 대응하는 것으로 간주된다. 신호의 위상은 위상 특성(620)에 의해 φ-로 표시되는 값(660)으로 시프트된다. 이제 링 공진기의 공진 주파수가 f1 + δ일 때, 신호는 다시 진폭 특성(630)에 의해 대략 동일한 값(650)으로 감쇠된다. 그러나, 신호의 위상은 위상 특성(640)에 의해 φ+로 표시되는 값(670)으로 시프트된다. δ의 크기는 상대 위상 시프트(φ- - φ+)가 대략 π 라디안이 되도록 세팅될 수 있다. 그러므로, 전파 신호는 링 공진기의 공진 주파수를 f1 - δ과 f1 + δ 사이에서 제어 가능하게 스위칭함으로써 BPSK 변조될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 도파관, 예를 들어, 도파관(130)이 제어 가능 링 공진기, 예를 들어 링 공진기(150-1)의 두 상이한 변조 상태들 동안에 이 제어 가능한 링 공진기에 과결합되어 있는 예시 경우에 대한 진폭 및 위상 특성들을 도시한다. 진폭 특성(710) 및 위상 특성(720)은 링 공진기(150-1)의 공진 주파수(fr)가 f1 - δ(즉, f-로 표시됨)일 때 링 공진기와 도파관 사이의 결합에 의해 발생되는 진폭 감소 및 위상 시프트를 각각 기술한다. 진폭 특성(730) 및 위상 특성(740)은 fr = f1 + δ(즉, f+로 표시됨)일 때 링 공진기와 도파관 사이의 결합에 의해 발생되는 진폭 감소 및 위상 시프트를 각각 기술한다. 진폭 특성들(710 및 730) 모두의 경우, 전파되는 신호 진폭은 캐리어 주파수(f1)에서 값(750)으로 감소된다. fr = f1 - δ인 경우에 대해, 주파수(f1)에서의 광 캐리어의 위상 시프트는 위상 특성(720)에 의해 참조번호 760에서 φ-인 것으로 도시된다. fr = f1 + δ인 경우에 대해, 주파수(f1)에서의 광 캐리어의 위상 시프트는 위상 특성(740)에 의해 참조번호 770에서 φ+로서 도시된다. 이전에 기술된 바와 같이, δ의 값은 두 상이한 변조 상태들에 대한 상대적 위상 시프트 φ- - φ+가 대략 π 라디안이도록 선택될 수 있다. 그러므로, 캐리어 주파수(f1)로 도파관(130) 내에서 전파되는 광 캐리어 신호는 과결합된 링 공진기 상에서의 그와 같은 동작에 의해 BPSK 변조될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 복수의 링 공진기들, 예를 들어 링 공진기들(150-1, 150-2, 150-3,...150-M)에 과결합될 때의 도파관, 예를 들어, 도파관(130)의 감쇠 및 위상 특성들을 각각 개략적으로 도시한다. 도파관은 광원(125), 예를 들어, WDM 멀티-채널 광원 또는 파장 튜닝 가능 광원에 의해 생산되는 바에 따라, 복수의 주파수들, 예를 들어, f1, f2, f3,...fM로 전파되는 광 캐리어들을 전송할 수 있다. 링 공진기들(150)의 변조 상태들을 적절하게 스위칭함으로써, f1, f2, f3,...fM에서의 광 캐리어 부분(120a)의 임의의 신호 성분은 도파관(130)과의 결합 특성들이 도 8a 및 도 8b에 도시되는 일련의 링 공진기들에 의해 독자적으로 BPSK 변조될 수 있다. 유사하게, 직렬의 링 공진기들(160)의 상태들을 적절하게 변조함으로써, f1, f2, f3,...fM에서의 캐리어 부분(120b)의 임의의 신호 성분이 BPSK 변조될 수 있다.
도 1을 상기하면, 도파관(140)과 일렬로 있거나 결합되는 위상 시프터(180)(도 1)는 캐리어 부분(120b)에 대략 상대적인 π/2 위상 시프트를 적용할 수 있다. 그리고 나서, 합성기(170)가 캐리어 부분들(120a 및 120b)을 재합성하면, QPSK 변조된 출력 신호(199)는 도파관(130) 및 도파관(140)이 QPSK 변조 출력 신호(199)의 각각의 동상(in-phase) 및 쿼드러처 성분들을 생산하도록 발생될 것이다. 링 공진기들(150 및 160)이 캐리어 신호(120)의 다수의 파장 성분들을 독자적으로 변조할 수 있기 대문에, 장치(100)는 WDM QPSK를 수행할 능력을 제공한다. 장치(100)를 구현한 것들은 매우 컴팩트한, 예를 들어, 통합된 광 디바이스들일 수 있어서, 일부 실시예들에서는 작고 저비용의 WDM QPSK 광 변조기들을 제공할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 입력 데이터를 도 1에 도시되는 바와 같은 제어 라인들(155-1, 155-2, 155-3,...155-M 및 165-1, 165-2, 165-3,...165-M)으로 매핑(mapping)하기 위한 전기 모듈들의 2개의 대표적이고 비제한적인 실시예들을 도시한다. 도 9a는 전기 스위칭 모듈(910)을 도시한다. 스위칭 모듈(910)은 제어 가인들(155-1, 155-2, 155-3,...155-M)의 대응하는 라인들에 대한 입력들(920-1, 920-2, 920-3,...920-M)에서 데이터 스트림들을 수신하도록 구성된다. 스위칭 모듈(910)은 제어 라인들(165-1, 165-2, 165-3,...165-M)의 대응하는 라인들에 대한 입력들(930-1, 930-2, 930-3,...930-M)에서 데이터를 수신하도록 더 구성된다. 전기 스위칭 모듈(910)은 입력들(920-1 내지 920-M 및 930-1 내지 930-M)에서의 데이터 스트림들을 제어 라인들(155-1 내지 155-M 및 165-1 내지 165-M)의 세트로 매핑하는 것을 변경(permute)하도록 제어 가능하다. 상기 원인에 의해, 스위칭 모듈(910)은 수신된 WDM 데이터 스트림들을 도 1의 장치(100)에 의해 변조되는 채널들로 상이하게 매핑할 수 있게 된다. 도 9b는 입력(950)에서 단일 전기 변조 신호를 수신하고 신호로부터 제어 라인들(155-1, 155-2, 155-3,...155-M)의 각각 그리고 제어 라인들(165-1, 165-2, 165-3,...165-M)의 각각에 대한 개별 전기 제어 신호들을 발생시키기 위해 신호를 전력 분배하도록 구성되는 전기 전력 분배기 모듈(940)을 도시한다.
스위칭 모듈(910)에 있어서, 링 공진기들(150 및 160)의 각각은 WDM 광 캐리어의 다른 주파수 채널들과는 관계없이 변조될 수 있는 단일 주파수 채널에 대한 변조기로서 처리될 수 있다. 모듈(910)은 광 변조 채널들의 세트에 대한 개별적인 데이터 스트림들의 재배열이 가능하다. 모듈(940)에 있어서, 입력(950)을 통해 수신되는 데이터 스트림은 조정 방식으로 링 공진기들(150 및 160)을 변조하여 수신된 데이터 스트림을 전송하도록 제어 라인들(155 및 165) 사이에서 전력 분리될 수 있다. 당업자는 독자적이고 조정된 변조의 다양한 합성들을 제공하여 데이터를 전송하기 위해 링 공진기들(150 및 160)이 모듈들(910, 940) 및 이들의 변형들과 같은 모듈들에 의해 동작될 수 있음을 인정할 것이다. 모듈들(910 및 940)의 각각은 수신된 데이터의 제어 출력들로의 원하는 매핑을 구현할 필요가 있을 때 임의로 결합된 전자 구성요소들을 포함할 수 있다. 전자 출력의 유형은 예를 들어, 도 4에 도시되는 바와 같은 링 공진기들(150, 160)의 변조 구성에 적절한 제어 신호의 유형과 대응할 수 있다.
이제 도 10으로 전환하여, 예를 들어, 다양한 실시예들에 따른 광 디바이스를 형성하기 위한 방법(1000)이 기술된다. 방법(1000)의 단계들은 이전에 본원에서 기술된 예를 들어, 도 1 내지 도 9에서의 요소들을 참조하여 제한 없이 기술된다. 방법(1000)의 단계들은 도시된 순서와는 다른 순서로 수행될 수 있고 일부 실시예들에서 완전히 생략될 수 있고/있거나 동시에 또는 병용(parallel) 그룹들로서 수행될 수 있다. 방법(1000)은 본 발명의 단계들이 공통 기판 상에서의 동시 프로세싱에 의한 것과 같이, 병용 방식으로 수행되는 것으로 제한 없이 도시된다. 다른 실시예들, 예를 들어 다수의 기판들을 사용하는 실시예들은 부분적으로 또는 완전히 순차적으로 그리고 임의의 순서로 단계들을 실행할 수 있다.
방법(1000)은 엔트리 1001로 시작한다. 단계 1010에서, 광 도파관, 예를 들어 도파관(130) 및 복수의 광 공진기들, 예를 들어, 공진기들(150)은 기판의 표면을 따라 형성된다. 이 형성은 공진기들의 각각이 광 도파관의 세그먼트들에 인접하고 광학적으로 결합되도록 수행된다. 공진기들의 각각은 상이한 광 주파수에서 공진하도록 구성된다.
방법(1000)의 일부 실시예들은 제 2 광 도파관, 예를 들어, 도파관(140)이 형성되고, 제 2 복수의 광 공진기들, 예를 들어, 공진기들(160)이 표면을 따라 형성되는 단계(1020)를 포함한다. 제 2 복수의 공진기들은 제 2 광 도파관의 세그먼트들에 인접하여 광학적으로 결합된다. 제 2 복수의 공진기 각각은 제 1 복수의 공진기들의 대응하는 공진기의 대략 광 공진 주파수에서 공진하도록 구성된다.
방법(1000)의 일부 실시예들은 제어기들, 예를 들어, 제어기들(440 및 450)이 형성되는 단계(1030)를 포함한다. 제어기들은 공진기들의 공진 주파수들을 변경할 수 있다. 방법(1000)의 일부 실시예들은 광원, 예를 들어 광원(125)이 광 도파관에 종단 결합되는 단계(1040)를 포함한다. 광원은 복수의 공진기들의 상이한 공진 주파수들에 대응하는 주파수 성분들을 포함하는 광 신호를 출력하도록 구성된다.
방법(1000)의 임의의 실시예에서 상기 형성은 광 전력 분배기, 예를 들어, 분배기(110)를 제조하는 것을 포함할 수 있다. 분배기는 광 도파관들 중에 대응하는 도파관들의 종단들에 접속되는 제 1 및 제 2 출력들을 가진다. 임의의 그와 같은 실시예에서 제 1 및 제 2 복수의 광 공진기들은 광 전력 분배기에 의해 수신되는 광 캐리어를 WDM QPSK 변조하는 데 동작 가능할 수 있다.
방법(1000)의 임의의 실시예에서, 상기 형성은 광 합성기, 예를 들어, 합성기(170)를 제조하는 것을 포함할 수 있다. 합성기는 광 도파관들 중 대응하는 도파관들의 종단들에 접속되는 제 1 및 제 2 입력들을 가진다. 임의의 실시예에서, 공진기들의 일부는 광 도파관에 과결합될 수 있다. 임의의 실시예에서 광 도파관 및 공진기들의 광 코어 영역들은 유전체 층에 걸쳐 위치되는 실리콘 영역들에 형성될 수 있다. 임의의 실시예에서 각각의 공진기는 각 공진기의 준 정적 광 경로 조정들이 가능하도록 구성되는 제 1 광 경로 시프터를 포함할 수 있고, 1 GHz 이상의 주파수들에서 광 경로길이들을 변경할 수 있는 제 2 광 위상 시프터를 포함할 수 있다.
본 출원과 관련되는 당업자는 기술된 실시예들에 대해 기타 그리고 부가적인 추가들, 삭제들, 대체들 및 수정들이 행해질 수 있음을 인정할 것이다.

Claims (10)

  1. 편평한 표면을 구비하는 기판과,
    상기 표면을 따라 위치되는 제 1 광 도파관과,
    상기 표면을 따라 위치되고 상기 제 1 광 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 제 1 광 공진기를 포함하고, 상기 복수의 제 1 광 공진기의 각각은 상이한 광 주파수(optical frequency)에서 상기 제 1 광 도파관에 공진으로(resonantly) 결합되도록 구성되는
    시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 광 도파관과,
    상기 제 2 광 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 제 2 광 공진기를 더 포함하고, 상기 복수의 제 2 광 공진기의 각각은 상기 복수의 제 1 광 공진기 중 대응하는 하나와 대략 동일한 광 주파수에서 상기 제 2 광 도파관에 공진으로 결합되도록 구성되는
    시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 광 도파관은 광 전력 분배기의 제 1 출력을 광 전력 합성기의 제 1 입력에 종단 접속(end-connect)시키고, 상기 제 2 광 도파관은 상기 광 전력 분배기의 제 2 출력을 광 전력 합성기의 제 2 입력에 종단 접속시키는
    시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 광 도파관, 제 2 광 도파관, 상기 복수의 제 1 광 공진기 및 상기 복수의 제 2 광 공진기는 일련의 파장에서 광 캐리어들(optical carrier)들을 QPSK 광학적 변조하도록 구성되는
    시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광 공진기들의 일부는 상기 제 1 광 도파관에 과결합(overcouple)되는
    시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광 도파관 및 상기 제 1 공진기들의 광 코어(core) 영역들은 유전체 층 위에 위치되는 실리콘 내에서 형성되는
    시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    광 신호가 상기 제 1 광 공진기들의 공진 주파수들에 대응하는 주파수 성분들을 포합하도록 상기 광 신호를 출력하도록 구성되는 광원(optical source)을 더 포함하는
    시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광 공진기의 각각은 자체의 준 정적 광 경로 조정(quasi-static optical path adjustments)이 가능하도록 구성되는 제 1 광 위상 변조기 및 적어도 약 1GHz의 주파수에서 광 경로 조정이 가능하도록 구성되는 제 2 광 위상 변조기를 포함하는
    시스템.
  9. 복수의 제 1 광 공진기의 각각이 제 1 광 도파관의 세그먼트들에 인접하고 상기 제 1 광 도파관에 광학적으로 결합되도록 기판의 표면을 따라 상기 제 1 광 도파관 및 상기 복수의 제 1 광 공진기를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 제 1 광 공진기의 각각은 상이한 광 주파수에서 공진하도록 구성되는
    방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 형성하는 단계는 복수의 제 2 공진기가 제 2 광 도파관의 세그먼트들에 인접하고 상기 제 2 광 도파관에 광학적으로 결합되도록 상기 표면을 따라 상기 제 2 광 도파관 및 상기 복수의 제 2 광 공진기를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 제 2 공진기의 각각은 상기 복수의 제 1 광 공진기 중 대응하는 공진기의 대략의 광 공진 주파수에서 공진하도록 구성되는
    방법.
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