TW200841063A - Thermally tunable optical dispersion compensation devices - Google Patents

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200841063 (1) 九、發明說明 [相關申請案之交互參照] 此申請案交互參照在2006年3月31日申請之美國專 利申請案號：1 1 /3 9 5，7 2 9之名爲「可熱調整的光分散補償 裝置」之申請案。 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例有關於光學通訊的領域。詳言之’本 發明的一或更多實施例有關於光分散補償。 【先前技術】 光纖及其他光學材料中會出現光分散。光纖之中一常 見的分散來源爲色散（CD)。 由於光的速度取決於光傳播於其中之媒體的折射率， 因此會出現色散。在許多可用作光纖的材料中，折射率會 隨光的波長而變化。因此，具有不同波長的光會以稍微不 同速度傳送經過光纖。這會導致傳送之脈衝的不同波長之 光線經過一段傳輸時間與長度後會散開或分散。此種分散 通常爲不利的。 此技藝中已知用於在纖維中降低光分散的各種方式。 然而’分散補償纖維傾向於昂貴或有增力卩的光學損耗。另 一種方式爲使用電子分散補償。然而，有與電子分散補償 關連的已知缺點，例如’在某些情況中實體大小或耗電量 200841063 (2) 光分散補償爲可用的又另一種方式。 【發明內容】及【實施方式】 在下列的說明中，提出各種的特定細節。然而， 解到本發明的實施例可不以這些特定的細節加以實行 其他的例子中，未詳細顯示熟知的電路、結構、及技 ^ 不模糊此說明的理解。 I.具有ODC裝置的光學接收器 第1圖爲根據本發明的一或更多實施例之包含光 補償（ODC)裝置102的光學接收器100之區塊圖。 接收器亦包含光偵測器裝置1 04、接收處理邏輯1 06 控制邏輯1 〇 8。 例如一部分由於色散而造成的已分散的光1 1 0可 到ODC裝置中。舉例而言，ODC裝置能夠光學地耦 φ 光纖、嵌入式光導、或其他已分散之光的來源。ODC " 可光學地補償或減少光之分散量。如此所用，補償光 ^ 不需要完全補償或補償到某程度，而僅減少光分散到 特定實施的足夠之量即可。於後將詳細討論各種的 裝置。ODC裝置提供具有減少的分散之已分散補償 1 1 2作爲輸出。 光偵測器裝置可與ODC裝置的輸出光學地耦合 收已分散補償的光。光偵測器裝置可偵測接收到之已 補償的光。光偵測器裝置可將接收到的光轉變成對應 可了 。在 術以 分散 光學 、及 輸入 合至 裝置 分散 針對 ODC 的光 並接 分散 的輸 -5- 200841063 ， (3) 出電性信號114，例如電流。適當的光偵測器裝置的範例 包括’但不限於，磷化銦（InP )與砷化鎵（GaAs )正本 質負 _ 雜結構（Positive-Intrinsic-Negative doped ( PIN )structure )光電二極體，以及InP崩潰光電二極體（ APD ) ’雖本發明的範圍不僅限於這些特定的光偵測器裝 置。 接收處理邏輯可與光偵測器裝置的輸出電性耦合。接 φ 收處理邏輯可包括如電路之硬體、軟體、韌體、或其之組 合。接收處理邏輯可處理對應於接收到之已分散補償的光 之電性信號。舉例而言，接收處理邏輯可包括解多工器/ 時脈資料復原（DMUX/CDR)電路。DMUX/CDR電路可包 括內建CDR電路的解多工器。然而，本發明的的範圍不 僅限於此特定類型的接收邏輯。在本發明的一或更多實施 例中，此邏輯可包括錯誤校正邏輯，以校正接收到的資料 中之錯誤。在本發明的一或更多實施例中，錯誤校正邏輯 φ 可產生錯誤度量，如對應於先前已分散補償的信號之位元 " 錯誤率（BER)並且提供錯誤度量給控制邏輯。 、 控制邏輯可與接收處理邏輯及0DC裝置耦合。在本 發明的一或更多實施例中，控制邏輯可從接收處理邏輯接 收BER或其他錯誤度量，並可至少部分地根據BER或其 他錯誤度量來調整，或控制，或以其他方式調節ODC裝 置。在本發明的一或更多實施例中，反饋迴路可根據錯誤 度量來調整或其他方式調節0DC裝置，以調節光分散補 償的量，雖然此非必需的。高BER可能表示裝置沒有被 200841063 (4) 光學調整，並且可因而執行調整以較佳調整裝置並降低 BER。在本發明的一或更多實施例中，調整ODC裝置可包 括控制ODC裝置的一或更多溫度以提供具有特定特性之 光分散補償。亦可或替代地非必要地根據其他資訊控制 ODC裝置。在某些的實施中，此種自動調整或調節潛在有 好處，例如，在其中已接收之光學信號的傳輸長度未知或 其中產生的光分散量爲可變或未知的塞取（add-drop )網 雌 路中。 II.標準具之介紹 在本發明的一或更多實施例中，標準具可用來光分散 補償，雖本發明的範疇不限於此態樣。標準具可包括具有 兩個或更多大致上爲扁平行反射的表面之光學裝置。反射 表面可設置在可包括透明固體、氣體、或真空的光學腔體 之相對端。光可在反射表面之間來回反射。根據光的干擾 ，其取決於腔體的厚度與光學屬性，在某些頻率於標準具 中會出現共振。標準具可用來光補償。 一種適合的標準具種類之範例爲基洛斯托諾斯（ Gires-Tournois; G-T)標準具，雖本發明的範圍不限於G-T標準具。G-T標準具爲光學全通共振過濾器的一種。在 本發明的替代實施例中，亦可非必要地利用其他種類的全 通共振過濾器。第2A圖爲根據本發明的一或更多實施例 之G-T標準具216的剖面之區塊圖。G-T標準具包括兩個 或更多反射器218及220，由光學腔體222所分隔。詳言 200841063 (5) 之，G-T標準具包括在光學腔體兩側上的局部反射器218 及高反射器220。

局部反射器218比高反射器220具有更低的反射率。 舉例而言，根據特定的實施，局部反射器可例如具有在約 10至70%，或約20至60%的範圍內的反射率，而高反射 器可具有大於9 0 %、或大於9 5 %、或大於9 9 %之反射率。 爲使說明清楚，如此所用，「局部反射器」具有小於70% 的反射率，而「高反射器」具有大於90%的反射率。高反 射器的反射率接近全反射率。 舉例而言，反射器可包括一或更多反射表面。適當的 反射表面包括，但不限於，由反射單層提供的那些，如高 反射金屬層，及由堆疊層提供的那些，如介電堆疊。適合 的高反射金屬層包括，但不限於，金與銀層。介電堆疊可 包括具有不同折射率之多材料層。在本發明的一特定實施 例中，高反射器可爲金層，而局部反射器可爲矽與二氧化 矽之介電堆疊，雖本發明的範圍不如此受限。 光學腔體可設置在反射器之間。光學腔體可包括固體 、氣體、或真空。在本發明的一或更多實施例中，光學腔 體可包括晶態矽，如單晶矽，雖本發明的範圍不限於此態 樣。 在一些實施中使用晶態矽可提供某些潛在的優點，容 後詳述。 當入射光的頻率接近G-T標準具的共振頻率時，在 G-T標準具可使光延遲。當光學路徑接近（q) ( lambda 200841063 (6) )/2時會出現共振頻率，其中q爲整數，且1 ambda代表 標準具材料內測量到之光的波長。 第2B圖顯示範例G-Τ標準具之延遲對頻率的圖。顯 示兩個延遲曲線。如所示，各延遲曲線具有實質上羅倫茲 (Lorentzian)的形狀。各延遲曲線具有峰値或最大延遲 。如所示，因G-Τ標準具造成的延遲爲頻率的函數。在本 發明的一或更多實施例中，此種延遲可用來補償光分散。 φ G-Τ標準具之半峰處全寬度（full-width half max; FWHM)測量曲線的寬度。FWHM絕大部分根據標準具的 局部反射器。 G-Τ標準具之自由頻譜範圍（FSR )代表頻率空間中 相鄰峰値之間的距離。FSR可根據經過光學腔體的光學路 徑長度、或反射器間的間隔、及光學腔體的折射率。藉由 調整反射器間的間隔、光學腔體的折射率、或兩者來調整 標準具之F SR。標準具的各共振模式出現在半波長的整數 φ 倍數。在某些光學通訊協定中，可以約50 GHz的FSR來 " 間隔通道。舉例而言，3 mm的空氣光學路徑長度或1 mm 、 的砂光學路徑長度可提供此種5 0 G Η z的F S R。 可藉由調整或調節標準具的溫度來光學地調整或調節 標準具。溫度的改變會導致材料厚度、材料折射率、或某 種組合之相應的改變。右溫度改變足夠，可在頻域中調動 峰値或最大延遲一個週期或模式。 在本發明的一或更多實施例中，溫度的改變亦改變反 射率。因此’可使用熱調整來改變標準具的F w Η μ。 200841063 (7) III·第一範例ODC裝置設計 在本發明的一或更多實施例中，由G-T標準具所提供 的延遲可用來補償或減少光分散。第3圖爲根據本發明的 一或更多實施例之0DC裝置302的區塊圖。〇DC裝置包 括例如串聯光學耦合在一起之兩個或更多（複數個）標準 具3 16A_D。標準具藉由集體地延遲光線來補償光分散， 雖本發明不限於此態樣。 詳言之，所示的0DC裝置包括第一 G-T標準具316A 、第二G-T標準具316B、第三G-T標準具316C、及第四 G-T標準具316D，雖本發明不限於此態樣。在本發明的替 代實施例中，可非必要地包括更少或更多的標準具。標準 具可光學地具有在此其他處所述之標準具的一些或所有的 特性。爲使說明簡單，並爲了避免模糊說明，討論將傾向 於強調不同及/或額外的特性。 第一 G-T標準具316A具有第一局部反射器318A、第 二G-T標準具316B具有第二局部反射器318B、第三G-T 標準具316C具有第三局部反射器318C、及第四G-T標準 具316D具有第四局部反射器318D。在本發明的一或更多 實施例中，標準具的局部反射器可能全都有不同的反射率 ，雖此非必需的。藉由使用例如具有不同材料、厚度、或 堆疊層數量的反射器來使標準具的反射率有所差異。不同 的反射率會給予標準具不同的延遲回應曲線，此之特徵爲 不同的峰値延遲及不同的FWHM。亦即，標準具可全都具 -10- 200841063 (8) 有不同的FWHM與不同的峰値延遲，雖此非必需的。如同 將於後進一步詳述，不同的FWHM與不同的峰値延遲允許 標準具之延遲的總合近似頻域中之線性延遲回應。 ODC裝置亦包括一或更多熱裝置或溫度控制裝置（未 圖示）。在本發明的一或更多實施例中，一或更多或每一 個標準具可分別加以冷卻及/或加熱。例如，針對一或更 多或每一個標準具可包括一或更多個別的專用熱裝置或溫 φ 度控制裝置，如熱電控制器（TEC )、電阻式加熱器、及/ 或熱電冷卻氣。這允許冷卻及/或加熱標準具至不同溫度 。替代地，可以共同的冷卻及/或加熱裝置將兩個或更多 或所有的標準具冷卻及/或加熱至相同或類似的溫度。在 本發明的一或更多實施例中，標準具之一或更多或所有的 反射率爲溫度相依，雖此非必需的。如同將於後進一步詳 細地解釋，溫度相依的反射率允許補償不同的分散量。 標準具之設計的其它態樣，如高反射器及光腔體的厚 φ 度，可非必要地爲相同或類似，雖本發明之範圍不限於此 " 態樣。此潛在地有助於簡化製造。 IV.顯示以第一範例ODC裝置設計之補償光分散的 圖 第4圖爲根據本發明的一或更多實施例之顯示第3圖 之ODC裝置如何補償光分散的圖。該圖顯示繪製在y軸 上以漠秒（ps)爲單位的延遲相對於在X軸上以千兆赫（ GHz )爲單位的頻率。 -11 - 200841063 (9) 一條直線（標示爲「線」）代表可取消光纖造成的光 分散量之光分散補償的量。在一些光纖中，產生的光分散 量隨光的頻率大約線性地變化。特別圖示的直線具有約 2 00 0 ps/nm的光分散斜率，並且足以代表特定光纖而非所 有光纖的光分散量。 標示爲1、2、3、及4之四個不同的延遲曲線各代表 四個G-T標準具的不同者之延遲對頻率回應曲線。延遲區 ^ 現的形狀實質上爲Lorentzian。較小的FWHM傾向於導致 較高的峰値延遲。如所示，每一個曲線具有不同的中央頻 率或峰値或最大延遲。亦即，四個不同延遲曲線的中央頻 率或峰値在頻率上位移。在本發明的一或更多實施例中， 中央頻率的位移可至少部分地因光的相位位移造成，例如 ，因相位調節或隔層的厚度差異而造成，該相位調節或隔 層可非必要地爲反射介電堆疊的一部分，並且幫助調節反 射振幅與相位至適合的値，雖此非必需的。標示爲「1」 φ 之兩個曲線的峰値間的距離代表對應的標準具之FSR。 ' 亦顯示代表四個不同延遲曲線的總合之群延遲曲線（ ^ 標示爲「群延遲曲線」）。如所示，群延遲曲線具有非常 近似用來代表光纖中預期的光分散程度之直線的約爲線性 的形狀。群延遲曲線代表四個不同的G-T標準具之結合的 效果並可用來補償或減少光分散。 此僅爲一範例。本發明的範圍不僅限於此一範例。在 本發明的替代實施例中，標準具可非必要地基於不同的頻 寬。例如’取代約20 GHz的頻寬，標準具可基於約15 -12- 200841063 (10) GHz的頻寬或約l〇 GHz的頻寬，舉例而言。以10、15、 及2 0 GHz的ODC裝置作的模擬似乎表示，頻寬越低，群 延遲曲線更貼切地近似代表光分散的直線。 在本發明的更進一步替代的實施例中，在ODC裝置 中可光學地包括不同數量的標準具。例如，取代四個標準 具’ ODC裝置可包括五個或六個標準具，舉例而言。以4 、5、及6個標準具之ODC裝置所作的模擬似乎表示，標 準具數量越多，群延遲曲線更貼切地近似代表光分散的直 線0 V·改變分散斜率 第5圖爲顯示代表可取消光纖造成的光分散量之光分 散補償的量之斜率從一個實施到另一者有所變化的圖。該 圖顯示在y軸上的延遲相對於X軸上的頻率。顯示兩條直 線。當繪製成延遲相對於頻率時，不同的直線有不同的斜 率。不同的斜率可代表取消產生的光分散之光分散補償的 不同量。所產生的光分散量會因各種因素而變化，例如， 纖維材料的差異、纖維的狀況、是否有使用分散補償纖維 、是否已執行光分散預先補償、及類似者。在某些情況中 ，斜率甚至可接近零或甚至爲負的。由於斜率會改變，在 一些實施例較佳能夠調節或調整ODC裝置，使得代表標 準具之結合延遲回應的群延遲曲線會近似有不同斜率之線 。這有助於允許單一 ODC裝置補償各種類型的光分散。 VI·具有溫度相依反射器的標準具 -13- 200841063 (11) 第6A圖爲根據本發明的一或更多實施例之G-T標準 具616的剖面區塊圖。G_T標準具包括溫度相依的局部反 射器618、高反射器620、及設置在溫度相依的局部反射 器與高反射器間的厚光學腔體622。 溫度相依的局部反射器本身具有與標準具有點類似的 結構，如法布里一拍羅（Fabry-Perot; F-P)標準具。詳言 之’溫度相依的局部反射器包括第一外部低或局部反射器 φ 632、第二內部低或局部反射器634、及設置在第一與第二 反射器間的薄光學腔體632。 在本發明的一或更多實施例中，內部第二低反射器可 具有比外部第一低反射器的反射率更大。舉例而言，但非 限制，第一低反射器可具有約5至1 5%的反射率，以及第 二低反射器具有約20至40%的反射率，雖本發明的範圍 不限於此態樣。低反射器的每一個可例如包括單一反射層 或介墊堆疊。 • 高反射器可同樣地爲單一反射層或介墊堆疊。高反射 器可具有較低反射器明顯較大的反射率。舉例而言，高反 ’ 射器可具有至少9 0 %、至少9 8 %、或至少9 9 %的反射率。 薄光學腔體可比厚光學腔體更薄或否則具有更短的光 學路徑長度。舉例而言，並且非限制，厚光學腔體可具有 提供約50 GHz的FSR之光學路徑長度，而薄光學腔體可 具有提供約275 GHz的FSR之光學路徑長度，雖本發明之 範圍不如此受限。其他的FSR亦爲恰當的。在本發明的一 或更多實施例中，薄光學腔體之光學路徑長度小於厚光學 -14 - 200841063 (12) 腔體之光學厚度的一半，雖本發明之範圍不如此受限。 在本發明的一或更多實施例中，一或更多或各薄與厚 光學腔體可包括晶態矽、砷化鎵、或另一高折射率材料， 雖本發明之範圍不限於此態樣。諸如矽與砷化鎵的半導體 材料可提供隨溫度相對大幅改變的折射率，並且可非必要 地用於光學腔體中以於相對小範圍的溫度上之改善地調整 。舉例而Η，單晶砂具有約10 GHz /°C之熱光學（thermo· φ optic )係數，相較於融熔矽土之1 GHz/°C的熱光學係數 。對於如融熔矽土之材料會需要明顯較大的溫度範圍來達 成相同或類似的調整。這些較大的溫度範圍有缺.點，例如 ’增加耗電量、不利於對流作用、以及當重覆大範圍地加 熱及冷卻構件時降低可靠性等等。傳統上，晶態矽不常用 於光學元件，因其有熱敏感的傾向並且在常遇到的波長會 吸收的傾向。 較厚光學腔體可實質上如同G-T標準具般作用，具有 φ 高反射器及具有根據薄覆蓋的光學腔體的復合反射率之有 ' 效反射率的低反射器。溫度相依局部反射器可被視爲法布 、 里一珀羅（Fabry-Perot; F-P)標準具。在本發明的一或更 多實施例中，溫度相依局部反射器具有至少0.01 %/°C的溫 度相依反射率，雖本發明不如此受限。F-P標準具的復合 反射率非隨波長改變固定，而係週期地變化，其之週期大 約等於F-P腔體的FSR。此復合反射率F-P腔體可以與熱 調整G-T標準具（孤立考量）雷同的方式加以熱調整。 當G-T標準具如所示與所述般光學地耦合至F-Ρ腔體 -15- 200841063 (13) 時，熱調整該耦合結構可被理解爲熱調整G-T標準具’其 中局部反射器的反射率爲溫度相依並且被熱調整至各種不 同局部反射率。一種方法可包括改變標準具的溫度以改變 局部反射器的反射率。非限制性地進一步描述特定槪念’ 讓我們考量具有與第6A圖中所示者類似的結構之標準具 的具體範例。較厚的G-T腔體可具有約50〇112的？3尺， 較薄的F-P腔體可具有約275 GHz的FSR，並且這些腔體 Φ 可自單晶矽製造而成，其具有約10 GHz/°C的熱光係數。 若當加熱此標準具時觀察在特定波長之群延遲峰値，會有 一連串的群延遲峰値掃過此特定的波長，具有對應至G-T 標準具的峰値並約每5°C間隔一個。由於G-T腔體具有50 GHz的FSR以及10 GHz/°C的調整率，約5°C爲G-T腔體 之共振間的溫度間隔。這些峰値不具有相同的FWHM。更 確切地，FWHM係根據在那個特定溫度與波長之F-P腔體 的溫度相依反射率，使得改變溫度可包括改變FWHM。F-φ P腔體約每275 GHz可具有共振，對應於約27·5 t的熱 ^ 週期。當腔體調整到不共振時，F-P腔體的反射率在此週 ' 期中可相對平順地變化，以及在27.5 t：的間隔處接著重 新接近下一個共振。從G-T腔體的角度來看，在約每50 GHz的共振（其可由5 °C的溫度改變來達成）所取樣之反 射率可設定那個共振峰値群延遲。因此，不僅可熱調整反 射率，還可多次熱解決標準具的調整週期。這允許調整 ODC裝置的中央頻率與分散斜率兩者。本發明的範圍不限 於此特定範例。 -16-

200841063 (14) 茲可考量達成溫度相依反射率的其他方 具有如單晶矽之厚的高熱光係數材料層之介 發明的一或更多實施例中，厚高熱光係數材 少0 · 5微米之厚度。可例如藉由沉積或磨光 。此技藝中已知的其他溫度相依局部反射器 的。 現在，無須使用G-T標準具。在本發明序 施例中，可使用光學環來取代G-T標準具以远 光分散。圍繞環的光學路徑長度可粗略地等同 準具之光學腔體的光學路徑長度。類似地，場 效耦合係數粗略地等同於G-T標準具之局部反 第6B圖爲根據本發明的一或更多實施仿 造於基底644上之環共振器615A-B與617A-置6 02的上視平面區塊圖。一嵌入式波導613 基底中或上。亦在基底中微製造兩對光學環， 施例中可非必要地包括更少或更多的光學環雙 非意味著圓形，並且環可非必要地爲橢圓形窜 第一對包括第一較小環61 7A以及第一較 第二對包括第二較小環61 7B以及第二較大環 個較小環可與波導逐漸消失地或否則光學地奉 一對內的環可逐漸消失地或否則光學地耦合才 耦合的量可至少部分地基於分隔距離，亦可3 於耦合長度。一般而言，分隔距離越小且耦¥ :，例如使用 i堆疊。在本 f層可具有至 〔形成此厚層 ;爲潛在恰當 3 —或更多實 【遲光並補償 通過G-T標 !至波導的有 :射率。 !1之包括微製 B的ODC裝 ;係微製造於 雖在替代實 ί。環一詞並 ξ其他非圓形 大環615Α。 6 1 5 Β。每一 I合，而在每 Ξ —起。光學 ΐ少部分地基 Γ長度越大， -17- 200841063 (15) 則光學耦合越大。 在本發明的一或更多實施例中，較小的光學環可以不 同的光學耦合量與波導光學地耦合。例如，在本發明的一 或更多實施例中，光學環可使用不同的分隔距離及/或不 同的耦合長度。舉例而言，如圖解的實施例中所示，一或 更多光學環在波導的方向中可拉長或呈橢圓狀以增加與波 導的耦合長度。

較小環可提供溫度相依有效耦合係數至其對應的較大 環。可以與溫度相依局部反射率大約雷同的方式使用這些 不同的有效耦合來補償不同光分散量。 所示的ODC裝置包括針對第一對環之非必要的第一 單石積體溫度感應器693A，以及針對第二對環之非必要 的第二單石積體溫度感應器693B。所示的ODC裝置亦包 括針對第一對環之非必要的第一單石積體溫度控制裝置 6 94A，如電阻式加熱器，以及針對第二對環之非必要的第 二單石積體溫度控制裝置694B。如所示，可在接近環的 附近非必要地製造溫度感應器與溫度控制裝置，並可非必 要地保角地依照環的形狀。如所示，可在環對間設置非必 要的熱絕緣器692，如有機或無機絕緣器，以互相熱絕緣 環對。 VII·顯示以第一範例0DC裝置設計補償具有不同分 散斜率之光分散的圖 第7A-B圖顯示根據本發明之一或更多實施例之與第 -18 - 200841063 (16) 3圖中所示者類似的0 D c裝置如何補償變化的光分散量’ 該ODC裝置具有與第6A圖中所示者類似且含有溫度相依 局部反射率的一或更多標準具。該些圖顯示可調整0DC 裝置，使得群延遲曲線近似有不同斜率以代表出現在光纖 中的預期不同的光分散量之不同的線。在上方的圖中’群 延遲曲線近似具有約2000 ps/nm的線，而在下方的圖中 ^ ，群延遲曲線近似具有約1 000 ps/nm的線。可變的反射 ^ 率允許改變標準具的FWHM、峰値群延遲、及出現峰値延 遲的波長，因此可用與針對2000 ps/nm所用者的不同組 曲線來達成1〇〇〇 ps/nm的斜率。舉例而言，但非限制地 ，針對1 000 ps/nm斜率的該組曲線具有較小的峰延遲以 及相應地較寬之FWHM。藉由在循環週期上（其針對矽光 學共振器約爲30°C )熱調整標準具已達成不僅這些而係多 個慢慢變化的不同斜率。可透過模擬以及實際裝置的準直 來預估達成適當斜率的溫度。

VIII.第二範例ODC裝置設計 第8A圖爲根據本發明之一或更多實施例的ODC裝置 8 02的區塊圖。ODC裝置包括加熱到實質上相同或類似溫 度之具有相同或類似厚度標準具之第一所謂的「正曲線」 群840以及加熱到實質上相同或類似溫度之具有相同或類 似厚度標準具之第二所謂的「負曲線」群842。在本發明 的一或更多實施例中，標準具可包括G-T標準具，雖本發 明的範圍不限於此態樣。 -19- 200841063 (17) 正曲線群包括第一標準具816A、第二標準具816B、 及第三標準具816C。負曲線群包括第四標準具816D、第 五標準具816E、第六標準具816F、及第七標準具816G。 在本發明的替代實施例中，群組之一者或兩者可非必要地 包括更少或更多的標準具。群組無須具有相同或類似數量 的標準具。標準具可非必要地具有在此其他處所討論之標 準具的一些或所有的特性。爲使說明簡單，並且爲了避免 φ 模糊說明，討論傾向於強調不同及/或額外的特性。 正與負曲線群的標準具互相光學地耦合。在本發明的 一或更多實施例中，正與負曲線群的交替標準具以串聯的 方式互相光學地耦合，雖此非必需的。 第一標準具具有第一局部反射器818A、第二標準具 具有第二局部反射器818B、及第三標準具具有第三局部 反射器818C。類似地，第四標準具具有第四局部反射器 8 1 8D、第五標準具具有第五局部反射器81 8E、第六標準 Φ 具具有第六局部反射器818F、第七標準具具有第七局部 反射器 8 1 8 G。 在本發明的一或更多實施例中，具有複數個不同的反 射率及FWHM之標準具可包括在正與負曲線群的每一個之 內。如上所述，藉由使用具有不同的材料、不同的厚度、 或不同數量的堆疊層之反射器等等來使反射率變得不同。 不同的反射率之標準具可具有不同延遲回應曲線，其特徵 在於不同的峰値延遲與不同的FWHM。將於後進一步詳細 解釋，在本發明的一或更多實施例中，可選擇不同的反射 -20 - 200841063 (18) 率來提供具有實質上拋物線狀的裙延遲曲線（在群組內之 標準具的延遲曲線之總和），雖本發明不如此受限。 在本發明的一或更多實施例中，正曲線群的標準具可 一起加熱至實質上相同或類似的溫度。類似地，在此種實 施例中，負曲線群的標準具可一起加熱至實質上相同或類 似的溫度。如此所用，除非另有所指，當標準具間的溫度 差在1 °c內則實質上爲相同。在一些實施例中，控制僅兩 Φ 個溫度或更少比控制更多溫度提供某些優點。加熱標準具 的不同方式將進一步於後討論。 標準具的設計之其他的態樣，例如，高反射器與光學 共振器厚度可非必要地爲相同或類似，雖此非必要的。此 潛在地有助於簡化製造。替代地，可非必要地使用不同的 高反射器及/或不同的光學共振器厚度。 可考量大約同功的ODC裝置，其中用光環取代G-T 標準具。第8B圖爲根據本發明的一或更多實施例之包括 φ 於基底上微製造之第一群光環共振器815A-C及第二群光 ' 環共振器815 D-F之ODC裝置802的上視平面區塊圖。第 ’ 一與第二群光環的每一個與嵌入式波導813光學地耦合。 第一熱裝置850，例如，電阻式加熱器，可非必要地 微製造於基底上或否則單石整合在第一群環之附近。類似 地’第二熱裝置852可非必要地微製造於基底上或否則單 石整合在第一群環之附近。可非必要地類似地包括單石積 體溫度感應器，雖此非必需的。 絕緣材料892可非必要地設置在第一群環與第二群環 -21 -

200841063 (19) 之間以提供改良的熱隔離，雖此非必需的。 IX.第二範例ODC裝置設計的具體範例 再次參照基於G-T標準具的ODC裝置，^ 據本發明之一或更多實施例的與基底944耦合 置902之上視平面區塊圖。ODC裝置包括第一 具「正曲線」群9 4 0，以及第二所謂的標準具 群 942 〇 標準具正曲線群的包括第一標準具91 6A 具916B、及第三標準具916C。標準具的負曲 四標準具916D、第五標準具916E、第六標準』 第七標準具916G。如討論，在本發明的替代 在群組之一或兩者中可非必要地包括更少或更 。群組亦可非必要地具有相同或類似數量的標〗 在所示的實施例中，標準具正曲線群係單 一第一單石基底946上。類似地，標準具負曲 製造在單一第二單石基底948上。標準具基底 並且可拿取與放置（pick_and-placed)或否則 至較大的基底944。一旦安裝，可以環氧化物 其他黏接劑貼合標準具基底。可在一晶圓上批 具基底以及較大的封裝基底可在不同的晶圓上 雖替代地各組可一起製造在單一晶圓上。如所 實質上平行對齊標準具基底，使得標準具互相 訊。在本發明的一或更多實施例中，光學上平 寒9圖爲根 之ODC裝 所謂的標準 「負曲線」 、第二標準 線群包括第 姜916F 、及 實施例中， 多的標準具 隼具。 石製造在單 線群係單石 以剖面顯示 安裝或附接 、焊料、或 次製造標準 批次製造， 示，可互相 反射光學通 行間隔體可 -22- 200841063 (20) 包含在標主俊基底之間來改善平行度，雖此非必需的。舉 例而言，標準具基底可具有約一微米高乘數微米寬的程度 之尺寸，雖本發明的範圍不限於這些特定的尺寸。爲使說 明簡單與清楚，說明之圖中所述的元件並非決定依照比例 繪製。例如，相對於其他元件會放大某些元件的尺寸，以 強調或清楚化。可在此所示以外的其他方位中使用裝置。 標準具正曲線群分享如高度反射金屬層或介電堆疊之 第一高反射器92ΌΑ，以及如已磨光單晶矽基底之單一第 一單石基底。正曲線群的每一個標準具可具有不同的局部 反射器。詳言之，第一標準具有第一局部反射器91 8A、 第二標準具有第二局部反射器91 8B、及第三標準具有第 三局部反射器9 1 8 C。 標準具負曲線群分享如高度反射金屬層或介電堆疊之 第二高反射器920B，以及如已磨光單晶矽基底之單一第 一單石基底。負曲線群的每一個標準具可具有不同的局部 反射器。詳言之，第四標準具有第四局部反射器91 8D、 第五標準具有第五局部反射器91 8E、第六標準具有第六

局部反射器918F、及第七標準具有第七局部反射器918G 〇 在本發明的一或更多實施例中，第一與第三反射器可 非必要地具有相同或類似的反射率及/或FWHM、第四與 第七反射器可非必要地具有相同或類似的反射率及/或 FWHM、及第五與第六反射器可非必要地具有相同或類似 的反射率及/或FWHM。換言之，在群組中’反射率於群 -23- 200841063 (21) 組中央呈對稱。然而，本發明的範圍不限於此態樣。 根據本發明的一或更多實施例，製造一群標準具的方 法可包括磨光單石基底、在已磨光的基底之一側上形成第 一高反射器、及在已磨光的基底之另一側上形成複數個局 部反射器。根據本發明的一或更多實施例，形成局部反射 器的方法可包括沉積阻層、圖案化該阻層以保護所有除了 欲沉積的位置、在欲沉積的位置上沉積代表局部反射器的 一或更多層、移除已圖案化的阻層、及重覆沉積阻層、圖 案化該阻層、及沉積代表局部反射器的一或更多層的操作 ，以形成不同的局部反射器。然而，本發明的範圍不僅限 於此方法。 正與負曲線群的標準具互相光學地耦合。如所示，可 將標準具正曲線群的局部反射器放置並實質上對齊以面對 標準具負曲線群的局部反射器並與之平行。在所示的實施 例中，正與負曲線群的標準具以串聯方式互相光學地耦合 ，雖此非必需的。 來自如光纖及/或準直透鏡之來源的光分散的光可撞 擊第四標準具的第四局部反射器。第四標準具反射光到第 一標準具。第一標準具反射光到第五標準具、第五標準具 反射光到第二標準具、第二標準具反射光到第六標準具、 第六標準具反射光到第三標準具、第三標準具反射光到第 七標準具、及第七標準具反射光到另一目的地’如透鏡及 /或光偵測器裝置。該些標準具對光集體地執行光分散補 償，使得由第七標準具反射的光可代表已光分散補償的光 -24-

200841063 (22) 可於第一加熱區域95 0中以一群組的方式一起加 /或冷卻標準具正曲線群。類似地，可於第二加熱區塌 中以一群組的方式一起加熱及/或冷卻標準具負曲線 在此範例組態中，藉由控制區域中的加熱及/或冷卻 別熱光性調整群組的一或更多或每一個。欲達成兩區 的熱隔絕，可在區域間包括熱阻障件或絕緣件。各種 的加熱器之範例例如爲電阻式加熱器，容後詳述。在 明的一或更多替代的實施例中，如熱電冷卻器之冷卻 非必要地包括在一或吏多群組中，雖此非必需的。被 卻至環境溫度爲另一種選擇。 X.顯示正與負群延遲曲線的圖 第1 0 A圖爲根據本發明的一或更多實施例之顯 的標準具正曲線群之延遲曲線的圖。分別標示爲1、 3的三個不同的延遲曲線代表標準具正曲線群之第 二、及第三標準具的延遲相對於頻率回應的曲線。 ，不同的延遲曲線的每一個具有不同的中央頻率或 遲。換言之，三個不同的延遲曲線的中央頻率或峰 在頻率上位移。在本發明的一或更多實施例中，中 的位移可能係至少一部分地因爲用來調節光的相位 的厚度之差異所造成，雖此爲非必需的。其他位移 方式亦潛在爲恰當的。如進一步所示，第一與第三 的曲線具有實質上類似的形狀或FWHM及峰値延遲 熱及 952 群。 可個 域間 適合 本發 器可 動冷 所謂 、及 、第 所示 値延 延遲 頻率 一層 率的 準具 雖此 -25- 200841063 (23)

非必需的。在該特定所示的實施例中，標準具有約2〇 GHz的FSR，雖此非必需的。亦顯示標示爲「正群組」的 群延遲曲線，其代表標準具正曲線群之第一、第二、及第 三標準具的三個不同延遲曲線的總合。如所示，在本發明 的一或更多實施例中，標準具正曲線群之群延遲曲線可實 質上具有拋物線的形狀。該拋物線開口朝上並大致上爲凸 狀。該凸拋物線形狀係在群延遲曲線的群延遲峰値間，並 具有在約1 93 500 GHz的頻率之最小値。 第1 0B圖爲根據本發明的一或更多實施例之顯示所謂 的標準具負曲線群之延遲曲線的圖。分別標示爲4、5、6 、及7的四個不同的延遲曲線代表標準具負曲線群之第四 、第五、第六、及第七標準具的延遲相對於頻率回應的曲 線。如所示，不同的延遲曲線的每一個具有不同的中央頻 率或峰値延遲。換言之，四個不同的延遲曲線的中央頻率 或峰値延遲在頻率上位移。在本發明的一或更多實施例中 ，中央頻率的位移可能係至少一部分地因爲用來調節光的 相位之一層的厚度之差異所造成，雖此爲非必需的。其他 位移頻率的方式亦潛在爲恰當的。如進一步所示，第四與 第七標準具的曲線具有實質上類似的形狀或FWHM及峰値 延遲，雖此非必需的。類似地，第五與第六標準具的曲線 具有實質上類似的形狀或FWHM及峰値延遲，雖此非必需 的。在該特定所示的實施例中，標準具有約100 GHz的 FSR，雖此非必需的。舉例而言，約〇·4 mm厚度的晶態矽 光學腔體可提供此FSR。亦顯示標示爲「負群組」的群延 -26- 200841063 (24) 遲曲線，其代表標準具負曲線群之第四、第五、第六、及 第七標準具的四個不同延遲曲線的總合。如所示，在本發 明的一或更多實施例中，標準具負曲線群之群延遲曲線可 實質上具有拋物線的形狀。該拋物線開口朝下並大致上爲 凹狀。該凹拋物線形狀係在群延遲曲線的群延遲峰値間， 並具有在約1 93 5 00 GHz的頻率之最大値。 φ XI.顯示以第二範例ODC裝置設計補償具有不同分 散斜率之光分散的圖 在本發明的一或更多實施例中，可將如拋物線之凸與 凹群延遲曲線加在一起、重疊、或其他方式結合以達成直 線或能取消由光纖產生的光分散量之光分散補償量的其他 表示。如上述，至少根據第一估計，在一些光纖中，產生 的光分散量約隨光的頻率線性變化。可將凹與凸拋物線加 在一起或其他方式結合以提供頗爲接近直線的近似値。 φ 在本發明的一或更多實施例中，藉由調節標準具正曲 胃 線群、標準具負曲線群、或兩者的溫度來變更線的斜率或 • ODC裝置的ODC補償特性。調節溫度可包括加熱、冷卻 、或加熱與冷卻兩者。 例如，以相同或類似的量加熱一群組並且冷卻另一群 可改變斜率而不改變中央波長。作爲另一範例，若所有群 皆加熱相同或類似的量，可改變中央波長而不改變分散斜 率。作爲又一範例，加熱一群而非所有的群可改變分散斜 率，並且亦移動中央波長（出現峰値延遲的頻率）。 -27- 200841063 (25) 第11A-E圖爲顯示根據本發明之各種實施例之如何將 針對群組之不同溫度的顯示在第10A-B圖中的正與負曲線 加在一起以提供不同程度之光分散校正的圖。第1 1A-E圖 分別顯示將正與負曲線加在一起以提供具有約6000 ps/nm 、3 000 ps/nm、0 ps/nm (例如無實質分散校正）、-3 000 ps/nm、及-6000 ps/nm、的斜率之線。因此，可將多個不 同標準具群的多個群延遲曲線加在一起以代表不同光分散 φ 量與種類。 在從A、到B、到C、到D、及接著到E的順序中， 每一個接續的圖與前一個圖之差別在於將正曲線在頻率上 調高約2.5 GHz以及將負曲線在頻率上調降約2.5 GHz。 例如但非限制，若正曲線群的腔體從單晶矽製成，其具有 約10 GHz/°C的熱光調整率，則可將正曲線群冷卻約0.2 5 °C以增加頻率約2.5 GHz。若負曲線群的腔體從晶態矽製 成’則可將標準具負曲線群加熱約0.25 °C以降低頻率約 • 2.5 GHz。 這些僅爲幾個範例。本發明的範圍不僅限於這些特定 • 的範例。例如，取代線性關係，群延遲曲線的結合亦可表 現出或近似非線性的表示。作爲另一範例，取代僅兩群延 遲曲線’可結合三個或更多群延遲曲線。作爲又一範例， 取代拋物線曲線，可非必要的使用具有其它形狀的曲線。 進一步的變更與改變對得到此揭露之優點後的熟悉該項技 藝者而言爲明顯者。 -28- 200841063 (26) XII.範例加熱器與溫度感應器 第12圖顯示根據本發明之一或更多實施例的用於一 或更多標準具1 2 1 6之溫度控制及溫度感應組態。該一或 更多標準具1216係安裝在基底1 244上。在一態樣中，該 一或更多標準具可包括單一標準具。替代地，該一或更多 標準具可包括具有複數個標準具的標準具晶圓。 舉例而言，基底可包括矽或玻璃基底，雖此爲非必需 φ 的。可非必要地包括一非必要的熱隔離區域，如包括氮化 砂’或另一熱絕緣材料，以進一步熱隔離一或更多標準具 ’雖此爲非必要且非必需的。若基底包括玻璃或否則足夠 絕緣的材料，則一般無須額外的熱隔離區域。 加熱與感應組態包括如電線接合墊之複數個電性接點 1 290A-F，以及如金屬跡線的複數個導電路徑1291A_F。 在本發明的一或更多實施例中，電性接點與導電路徑可微 製造成在基底上之圖案化的導電金屬或其他層，雖此非必 需的。 所示的實施例包括與第一導電路徑1291A耦合之第一 ♦ 電性接點129 0A、與第二導電路徑129 1B耦合之第二電性 接點1 290B、與第三導電路徑1291 C耦合之第三電性接點 1 290C、與第四導電路徑12910耦合之第四電性接點 1 290D、與第五導電路徑1291E耦合之第五電性接點 1 290E、及與第六導電路徑1291F耦合之第六電性接點 1 29GF。然而，本發明的範圍不限於此特定所示的組態。 亦可非必要地包括更少或更多電性接點及/或導線。 -29- 200841063 (27) 電性接點可例如透過電線接合與控制邏輯耦合。第三 至第六電性接點1 29 0C-F以及第三至第六導電路徑 1 29 1C-F可用來監控標準具的溫度。一對電性接點，如電 性接點1 290C與1 29 0F，可用來載送固定電流。另一對電 性接點，如電性接點1 290D與1 290E，可用來探針電壓降 或改變。微製造的四電線探針可有助於隔離RTD功能與 來自電線接合或其他來源之雜散串聯電阻。將受監視的資 φ 料提供至控制邏輯，以進行準直及/或熱光調整的控制。 電性接點1 290A與1 290B及導電路徑1291A與1 292B 可用作溫度控制或熱光調整，如加熱及/或冷卻。在本發 明的一或更多實施例中，導電路徑可爲相對厚或否則包括 足夠的導電材料，使得在這些導電路徑中不會因電阻產生 許多熱量，除了在一或更多標準具的最接近之局部地區。 如上述，在本發明的一或更多實施例中，晶態矽或另 一高折射率材料可包括在G-T標準具的光學腔體中。晶態 φ 矽之相對大的熱光係數允許標準具在相對小的溫度範圍（ ~ 如約30°C )上加以熱光調整。當在如此小溫度範圍上調整 • 時，標準具溫度的準確感應有利於操作。 考慮過將溫度控制裝置與溫度感應器包括在標準具的 附近以促進標準具之溫度的準確感應與控制之不同方式。 在本發明的一或更多實施例中，諸如電阻式加熱器及/或 熱墊冷卻器之溫度控制裝置以及溫度感應器可與對應的導 電路徑耦合並且直接設置在一或更多標準具下方或以其他 方式設置在標準具附近。如此所用，除非另有所指，溫度 -30- 200841063 (28) 控制裝置與溫度感應器若在標準具的至少一部 內，則其可視爲在標準具的附近。在本發明的 施例中，溫度控制裝置與溫度感應器可包括諸 適當金屬之微影圖案化的金屬結構。 當如此緊密接近地設置，溫度控制裝置可 地加熱及/或冷卻標準具，並且溫度感應器可 標準具的溫度。若與標準具有直接接觸，可進 述者。如此緊密的接近及/或接觸亦有助於降ί 冷卻標準具所耗費的功率。針對標準具非必要 學腔體可進一步有助於降低標準具內的實質熱 矽有相對良好的導熱性。這有助於標準具之準 制。 作爲另一種選擇，在本發明的一或更多實 度控制裝置及/或溫度感應器可非必要地與標 石整合，以提供進一步的加熱效率與溫度感應 此非必需的。第1 3圖爲根據本發明之一或更 具有積體電阻式加熱器1 394與積體溫度感應 G-T標準具1316的透視圖。在本發明的一替 ，G-T標準具可非必要地包括積體熱電冷卻器 裝置或積體冷卻裝置與積體加熱裝置兩者。 標準具可微製造於標準具基底中。該標準 延遲某些頻率之光的光學孔徑1 3 95，如此其他 本發明的一或更多實施例中，標準具可包括單 體，雖此非必需的。矽的高導熱性傾向於降低 份之一毫米 一或更多實 如鉛或另一 有效且迅速 準確地感應 一步促進上 s力α熱及/或 地使用矽光 梯度，因爲 確的溫度控 施例中，溫 準具基底單 準確性，雖 多實施例的 器1393之 代實施例中 或其他冷卻 具有可用來 處所述。在 晶矽光學腔 標準具中的 -31 - 200841063 (29) 熱梯度。

可非必要地在光學孔徑的附近微製造或否則單石整合 溫度感應器。如此所用，若它們在兩毫米內則它們在附近 。詳言之，溫度感應器可包括微製造的金屬線或跡線在光 學孔徑之周圍的至少一部分附近。在本發明的一或更多實 施例中，溫度感應器可包括鈾電阻式熱裝置（RTD )，雖 此非必需的。鉑可提供高熱電阻係數、良好的化學穩定性 、並且爲頗爲重的元素，因此具有良好的電遷移容限。 在本發明的一或更多實施例中，可使用僅有加熱器的 設計，其以環境被動冷卻機制取代冷卻裝置。舉例而言， 在本發明的一或更多實施例中，光學接收器之指定操作溫 度範圍可從約-5°c至70°C。在此種實施例中，標準具的正 常操作溫度可比收發器的最大指定操作溫度高約1 〇 °C至 4〇°C，例如，約80°C至110°C。這使得正常標準具操作溫 度及環境間有約10°c至40°c的差異，其足以允許足夠的 冷卻以根據僅加熱能力而無冷卻能力來控制溫度。然而， 本發明之範圍不如此受限。例如，在一替代的實施例中， 可非必要地包括冷卻裝置以主動冷卻標準具，雖此非必要 的。 XIII.封裝設計 第14圖爲根據本發明的一或更多實施例之光學接收 器封裝1460的上視平面區塊圖。在本發明的一或更多實 施例中，光學接收器封裝可包括接收器光學次總成（ -32- 200841063 (30) ROSA )，雖本發明的範圍不限於此態樣。 光學接收器封裝包括通口 1 462、第一準直透鏡1464 、0DC裝置1 402、第二準直透鏡1466、及光偵測器裝置 1404。這些構件可全都裝入封裝的共同殼體中。在一態樣 中’封裝可包括蝴蝶形封裝，雖本發明的範圍不限於此態 樣。 通口能夠與光纖1 463或其他光源光學地耦合。在本 φ 發明的一或更多實施例中，光纖可包括玻璃單模光纖，雖 本發明的範圍不限於此態樣。例如塑膠光學及多模光纖之 其他光纖譯潛在恰當的。舉例而言，通口可包括光學電纜 插座。可沿如虛線所示的光學路徑提供從光纖提供光至封 裝。 第一準直透鏡係包括在該光學路徑中。準直透鏡可準 直接收到的光。在一態樣中，準直透鏡將光準直到約3 00 微米的直徑，使得瑞利（Raleigh)範圍足以達成意圖的目 φ 的地，雖此非必要的。第一準直透鏡可將光聚焦至或否則 ~ 提供光線至〇DC裝置。 ’ 如所示，光學路徑可以離軸（off-axis )或非正交角 度接近0DC裝置的第一標準具，以從一標準具產生反射 至另一者。當以離軸方式且以小直徑的光束使用標準具， 可將入射角度維持爲小以管理光束干擾。大的角度會有導 致「光束偏離（beam walk off )」的傾向，其會造成干擾 的物理重疊。在本發明的一或更多實施例中，0DC裝置的 標準具可在其光學路徑中包括晶態矽或具有大於融熔矽土 -33- 200841063 (31) 玻璃的折射率之折射率的另一相對高折射率材料，以增進 離軸性能。亦即，若使用矽作爲標準具的光學路徑長度， 則光會較強烈地折射到標準具中並可在與法線呈較小之角 度於標準具中傳播。此效果與矽的折射率成正比或至少與 其相關。額外地，實際上較薄的矽片可用來達成相同或類 似的光學厚度。此效果亦與矽土之折射率成正比或至少與 其相關。因此，具有約3 · 4的折射率之矽標準具可比具有 φ 約1.5的折射率之融熔矽土標準具傾斜約五倍，而不損及 性能。此潛在有助於免除使用分束器的需要。矽亦可類似 地容忍較小的光束直徑。 ODC裝置可具有如此其他處所述之特徵、性能、及設 計特徵彈性。ODC裝置的最後一個標準具可反射已光分散 補償的光至第二準直透鏡，其位在光學路徑中。在所示的 實施例中，第二準直透鏡係朝向封裝的前端，或在接收光 線的那端，雖此非必需的。在本發明的一替代實施例中， φ ODC裝置的群組可非必要地具有相同數量的標準具，使光 ~ 學信號可朝封裝的後面反射。 * 第二準直透鏡，其爲非必要的，可有助於準直光偵測 器裝置上的光。此可有助於在光偵測器裝置上提供光緊密 的聚焦，此允許更小與其在更便宜的光偵測器裝置，雖此 非必需的。光偵測器裝置可將接收到的光轉變成一或更多 對應的電性信號，其可以此技藝中已知的傳統方式加以處 理0 -34- 200841063 (32) XIII.範例光學收發器 第1 5圖爲根據本發明之一或更多實施例之光學收發 器1 570的區塊圖。在此技藝中光學收發器亦有時稱爲光 學轉發器（transponder)。

光學收發器包括光學接收器1500、光學發送器1372 、控制邏輯1 5 74、實體媒體附接（PMA )裝置1 576、及 電性介面1 5 7 8。這些構件可與電路板1 5 8 〇實體及/或電性 耦合及/或包含在一殻體中。 光學接收器與光學發送器一起形成光學介面15 82。舉 例而言，殼體可包含插座以接收光學電纜及/或纖維之配 對端子端部。電纜及/或纖維可以光學信號的形式從光學 網路傳遞資料至光學收發器並且從光學收發器傳遞資料至 光學網路。 詳言之，光學接收器可從光學網路接收光學信號。光 學接收器可將接收到的光學信號轉變成電性信號並且與 PMA單元交換電性信號。PMA單元可與主機裝置或電子 裝置的其他發信媒體交換電性信號，該電子裝置中以電性 介面的方式利用光學收發器。PMA單元可包括各種處理能 力，例如，時脈倍增器/多工器，以及時脈與資料復原/解 多工器。該電性介面可例如提供輸入/輸出資料輸送、時 脈通道、控制與監視通道、及DC功率與接地。在本發明 的一或更多實施例中，光學接收器可包括接收器光學次總 成（ROSA)，雖此非必需的。 光學發送器可接收來自PMA單元的電性信號並且可 -35- 200841063 (33) 發送對應的光學信號至光學網路。在本發明的一或更多實 施例中，光學發送器可包括一或更多垂直腔表面發射雷射 (VCSEL)，雖可非必要地使用其他光源種類。在本發明 的一或更多實施例中，光學發送器可包括發送器光學次總 成（TOSA)，雖此非必需的。 如所述的實施例中所示，光學接收器可包括在此揭露 的ODC裝置1 502以補償接收到的光中的光分散。在本發 φ 明的一或更多實施例中，ODC裝置可與光學收發器的接收 器光學次總成封裝中的光學接收器共同封裝。多來源協定 (MSA )收發器尺寸的空間限制不利於個別封裝的〇DC 單元。額外地，光學接收器技術在用途上有比光學發送器 技術更通用的傾向，光學發送器技術傾向於相對較應用特 定的。例如，可從在此所述的ODC單元得到利益之高性 能的轉發器常用鈮酸鋰調變器，其傾向於大到無法與ODC 單元共同封裝。替代地，在本發明的一或更多實施例中， φ 光學發送器亦可非必要地或替代地包括在此所揭露之Ο D C ^ 裝置。舉例而言，光學發送器的ODC裝置可執行光分散 | 預先補償。 控制邏輯可例如包括微控制器或類比硬體。控制邏輯 可設定PMA、光學接收器、及光學發送器的控制參數，其 會隨時間、溫度及類似者而變化。非限制性地，且爲了進 一步描述某些槪念，本發明之一或更多實施例的光學收發 器的特定範例爲自美國加州聖塔克拉克的英特爾公司取得 之TXN 13 600光學收發器，雖本發明的範圍不限於此種光 -36- 200841063 (34) 學收發器。TXN 1 3 600可調整光學收發器可提供適用於高 密度分波多工（DWDM )網路應用之長距離，例如，在一 些情況中80 km或更多，C頻帶與L頻帶可調整10 Gbps 收發器。舉例而言，英特爾TXN 1 3 600光學收發器可各包 括鈮酸鋰馬赫任德（Mach-Zehnder )調變器或其他調變器 、微控制器、MUX ( 9位元FIFO ) /DeMUX、時脈與資料 復原（CDR)單元、抖動過濾器、APD與PIN接收器選擇 φ 、及可溫度調整外部腔雷射，雖本發明的範圍不限於這些 特定的構件。這些構件可裝在4.1 ”L X 3.5”W X .53”Η或其 他尺寸裝置內，其可能有相對低耗電量，如少於約1 1 . 5 W 耗電量。在一態樣中，該裝置包括3 00個接腳的MS Α模 組，雖此非必需的。TXN 1 3 600光學收發器可非必要地允 許調整接收器決定臨限値，以提供足夠的位元錯誤率（ BER)與足夠的信號完整性。這些僅爲適合的光學收發器 的一個範例。其他種類的光學收發器亦爲適當的。 ’ XIV.範例網路設備 ^ 在本發明的各種實施例中，在此揭露的光學收發器可 包括在網路設備中。適合的網路設備類型包括，但不限於 ，多服務供應平台（MSPP )、光學交換器、光學路由器 、交互連結、光學塞取多工器、及 10 Gbps/OC-192 DWDM裝置。 第16圖爲根據本發明的一或更多實施例之包括包括 0DC裝置1 602之光學收發器1 670的網路設備1 684之區 -37- 200841063 (35) 塊圖。舉例而言，網路設備可爲路由器。替代地，作爲另 一範例，網路設備可爲交換器。交換器可爲交換器核心（ switch fabric) 〇 網路設備可包括一或更多處理器1 686以及記憶體 1 6 8 8。適合的處理器包括，但不限於，由美國加州聖塔克 拉克的英特爾公司所製造者。光學收發器、處理器、及記 憶體透過一或更多匯流排或其他互連互相耦合或否則通訊 φ 。使用於某些網路設備而非所有的網路設備中的一種記憶 體爲動態隨機存取記憶體（DRAM )。在本發明的一或更 多實施例中，記憶體可用來儲存由一或更多處理器執行以 操作網路設備的指令。 XV.其他事項 在說明與申請專利範圍中，可使用「耦合」與「連接 」用詞及其衍生詞。應了解到這些用詞並非意圖作爲彼此 # 的同義詞。確切地，在特定實施例中，「連接」可用來表 示互相直接物理或電性接觸的兩個或更多元件。「耦合」 ^ 可意指直接物理或電性接觸的兩個或更多元件。然而，「 耦合」亦可意指非互相直接接觸的兩個或更多元件，但仍 能合作或彼此互動，例如透過居中構件。 在上述說明中，爲了解釋，已提出各種特定細節以提 供本發明之實施例詳盡的理解。然而，對熟悉該項技藝者 很明顯的，可不以這些特定細節的一些實行一或更多其他 實施例。所述之特定實施例並非提供來限制本發明而係用 -38- 200841063 (36) 來說明本發明。不應由於上所提供的特定範例而應由於下 之申請專利範圍來決定本發明的範圍。可對在此揭露之實 施利作出變更，如對實施例之構件的大小、組態、功能、 材料、及操作方式。本發明的實施例涵蓋所有與圖中所示 及說明書中所述者有等效關係者。在其他例子中，已經以 區塊圖的形式或免去細節地顯示已知的電路、結構、裝置 、及操作，以避免混淆說明之理解。 φ 爲了清楚，在申請專利範圍中，任何沒有明確陳述爲 執行指定之功能的「機構」或執行指定之功能的「步驟」 的元件不應解釋爲35 U.S.C·段落 112第6行中指出的「 機構」或「步驟」。詳言之，在此申請專利範圍中任何可 能的「步驟」之使用並非意圖援用35 U.S.C.段落 112第 6行之條款。 整份說明書中對於例如「一實施例」、「實施例」、 「一或更多實施例」之參照意指特定特徵可包括在本發明 # 的實行中。類似地，在說明中，各種特徵有時會被集結在 一起至單一實施例、圖、或說明中，以利於揭露之流暢性 ^ 並有助於各種具發明性態樣的理解。然而，此種揭露方式 不應解釋爲反映本發明需要比每一條申請專利範圍中明確 指出還要更多的特徵之意圖。確切地，如下列申請專利範 圍所反映，具發明性的態樣可存在於比單一揭露之實施例 的所有特徵更少中。因此，詳細說明之後的申請專利範圍 在此明確包含在此詳細說明中，其中每一條申請專利範圍 獨立作爲本發明的一個別之實施例。 -39- 200841063 (37) 故，雖已藉由數個實施例描述本發明，熟悉該項技藝 者將可理解到本發明不受限於所述的特定實施例，而可以 落入所附的申請專利範圍之精神與範疇內的變更與修改加 以實行。說明因此應視爲範例性而非限制性者。 【圖式簡單說明】

第1圖爲根據本發明的一或更多實施例之包含光分散 補償（ODC )裝置的光學接收器之區塊圖。 第2A圖爲根據本發明的一或更多實施例之G-T標準 具的剖面之區塊圖。 第2B圖顯示範例G-T標準具之延遲對頻率的圖。 第3圖爲根據本發明的一或更多實施例之〇DC裝置 的區塊圖。 第4圖爲根據本發明的一或更多實施例之顯示第3圖 之ODC裝置如何補償光分散的圖。 第5圖爲顯示從一個實施到另一者有所變化之光分散 補償量的圖。 第6A圖爲根據本發明的一或更多實施例之具有溫度 相依反射率之G-T標準具的剖面區塊圖。 第όΒ圖爲根據本發明的一或更多實施例之包括微製 造於基底上之環共振器與的ODC裝置的上視平面區塊圖 第7Α-Β圖顯示根據本發明之一或更多實施例之與第 3圖中所示者類似的ODC裝置如何補償變化的光分散量， -40- 200841063 (38) 該ODC裝置具有與第6A圖中所示者類似且含有溫度相依 局部反射率的一或更多標準具。 第8A圖爲根據本發明之一或更多實施例的0DC裝置 的區塊圖。 第8B圖爲根據本發明的一或更多實施例之包括於基 底上微製造之第一與第二群光環共振器之0DC裝置的上 視平面區塊圖。 第9圖爲根據本發明之一或更多實施例的與基底耦合 之0DC裝置之上視平面區塊圖。 第10A圖爲根據本發明的一或更多實施例之顯示標準 具正曲線群之延遲曲線的圖。 第10B圖爲根據本發明的一或更多實施例之顯示標準 具負曲線群之延遲曲線的圖。 第1 1 A-E圖爲顯示根據本發明之各種實施例之如何將 針對群組之不同溫度的顯示在第10A-B圖中的正與負曲線 加在一起以提供不同程度之光分散校正的圖。 第12圖顯示根據本發明之一或更多實施例的用於一 或更多標準具之溫度控制及溫度感應組態。 第13圖爲根據本發明之一或更多實施例的具有積體 電阻式加熱器與積體溫度感應器之G-T標準具的透視圖。 第14圖爲根據本發明的一或更多實施例之光學接收 器封裝的上視平面區塊圖。 第15圖爲根據本發明之一或更多實施例之光學收發 器的區塊圖。 -41 - 200841063 (39) 第16圖爲根據本發明的一或更多實施例之包括包括 ODC裝置之光學收發器的網路設備之區塊圖。 【主要元件符號說明】 1〇〇 :光學接收器 102 :光分散補償（ODC)裝置 104 :光偵測器裝置 106 :接收處理邏輯 108 :控制邏輯 1 1 〇 :已分散的光 1 1 2 :已分散補償的光 1 1 4 :電性信號 21 6 : G-T標準具 2 1 8 :局部反射器 220 :高反射器 222 :光學腔體 3 02 ： ODC 裝置 316A-D :標準具 318A-D :局部反射器 6 1 3 :嵌入式波導 615A-B、 617A-B:環共振器 616 : G-T標準具 6 1 8 :溫度相依的局部反射器 620 :高反射器 42- 200841063 (40)

622 ： 632 ： 634 ： 64 4 ： 692 ： 693 A 693 B 694 A 694B 802 ： 813 ： 816A 816B 8 1 6C 816D 816E 8 1 6F 816G 81 8 A 81 8B 8 1 8C 81 8D 818E 818F 光學腔體 第一外部低或局部反射器 第二內部低或局部反射器 基底 熱絕緣器 :第一單石積體溫度感應器 :第二單石積體溫度感應器 :第一單石積體溫度控制裝置 :第二單石積體溫度控制裝置 ODC裝置 嵌入式波導 :第一標準具 :第二標準具 :第三標準具 :第四標準具 :第五標準具 :第六標準具 :第七標準具 :第一局部反射器 :第二局部反射器 :第三局部反射器 :第四局部反射器 :第五局部反射器 :第六局部反射器 -43- 200841063 (41)

818G 840 ： 842 ： 8 5 0 ： 8 52 ： 8 92 ： 902 ： 91 8 A 9 1 8B 91 8C 9 1 8D 9 1 8E 91 8F 91 8G 920 A 920B 940 ： 9 42 ： 944 ： 946 ： 948 ： 95 0 ： 95 2 ： 1216 :第七局部反射器 正曲線群 負曲線群 第一熱裝置 第二熱裝置 絕緣材料 ODC裝置 :第一局部反射器 :第二局部反射器 :第三局部反射器 :第四局部反射器 :第五局部反射器 :第六局部反射器 :第七局部反射器 :第一高反射器 :第二高反射器 正曲線群 負曲線群 基底 單一第一單石基底 單一第二單石基底 第一加熱區域 第二加熱區域 :標準具 -44 200841063 (42) 1 29 0A-F :電性接點 1291A-F:導電路徑 1316 ： G-T標準具 1 3 72 ： 光學發送器 1 3 9 3 ： 積體溫度感應器 1 3 94 ： 積體電阻式加熱器 1 3 9 5 ： 光學孔徑 • 1402 ： ODC裝置 1 463 ： 光纖 1 404 ： 光偵測器裝置 1 460 ： 光學接收器封裝 1 462 ： 通口 1 464 ： 第一準直透鏡 1 466 ： 第二準直透鏡 1 500 ： 光學接收器 • 1502 ： ODC裝置 ^ 1570 ： 光學收發器 • 1574 ： 控制邏輯 1 576 ： 實體媒體附接（PMA)裝置 1 578 ： 電性介面 1 5 8 0 ： 電路板 1 582 ： 光學介面 1 602 ： ODC裝置 1 670 ： 光學收發器 -45- 200841063 (43) 1 6 8 4 :網路設備 1 6 8 6 :處理器 1 6 8 8 :記憶體

Claims (1)

1. (1) 200841063 十、申請專利範圍 1. 一種設備，包含： 第一群光學共振器裝置，透過集體地延遲光線來補償 光分散，該第一群光學共振器裝置具有第一群延遲曲線， 其在頻率的峰値之間具有凸面形狀；及 一或更多第一熱裝置，以一群的方式改變該第一群光 學共振器裝置的溫度；

   第二群光學共振器裝置，與該第一群光學共振器裝置 光學地耦合，透過集體地延遲光線來補償光分散，該第二 群光學共振器裝置具有第二群延遲曲線，其在頻率的峰値 上具有凹面形狀；以及 一或更多第二熱裝置，以一群的方式改變該第二群光 學共振器裝置的溫度。 2 .如申請專利範圍第1項之設備，其中該第一群光學 共振器裝置包含光學環。 3 .如申請專利範圍第1項之設備，其中該第一群光學 共振器裝置包含基洛斯托諾斯（Gires-Tournois; G-T)標 準具（e talon)。 4 .如申請專利範圍第3項之設備，其中該第一群的該 些G-T標準具爲單石整合在基底上，其中該第一群的該些 G-T標準具之光學腔體包含該基底的不同部分，以及其中 該第一群的該些G-T標準具的高反射器共用形成在該基底 上的一或多層。 5 .如申請專利範圍第3項之設備，其中該第一群的該 -47- 200841063 (2) 些G_T標準具具有相同的光學路徑長度，以及複數個 的局部反射率。 6. 如申請專利範圍第3項之設備，其中該第一與 群之交替的G-T標準具爲串聯式光學耦合。 7. 如申請專利範圍第3項之設備，其中該些G-T 具的至少一者包含包括晶態矽的光學腔體。 8 .如申請專利範圍第1項之設備，其中該凸面與 φ 形狀的組合在已光分散的光線之一頻率範圍上近似一 線。 9. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該凸面與 形狀包含拋物線形狀。 10. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該一或 第一熱裝置包含單石整合並鄰近該第一群之光學共振 置的電阻式加熱器。 1 1 .如申請專利範圍第1項之設備，進一步包含 • 部分地根據由接收處理邏輯所偵測到的錯誤來控制該 ^ 與第二熱裝置之控制器。 ^ 12.如申請專利範圍第1項之設備，進一步包含 該第一與第二群光學共振器裝置以及該第一與第二熱 的接收器光學次總成。 1 3 . —種系統，包含： 光分散補償裝置，包含： 選自基洛斯托諾斯（G-T )標準具以及光學環共 的第一群光學裝置，以透過集體地延遲光線來補償光 不同 第二 標準 凹面 條直 凹面 更多 器裝 至少 第一 圍繞 裝置 振器 分散 -48- 200841063 (3) ，該第一群光學裝置具有第一群延遲曲線，其 値之間具有凸面形狀；及 至少一第一熱裝置，以熱光學地調整該第 置至實質上相同的溫度； 選自G-T標準具以及光學環共振器的第二 ，以與該第一群光學裝置光學地耦合，以透過 光線來補償光分散，該第二群光學裝置具有第 φ 線，其在頻率的峰値具有凹面形狀； 至少一第二熱裝置，以熱光學地調整該第 置至實質上相同的溫度；以及 玻璃單模光纖，以提供光線至該光分散補 14. 如申請專利範圍第13項之系統，其中 面形狀包含拋物線形狀。 15. 如申請專利範圍第13項之系統，其中 該些光學裝置包含單石整合至基底的G-T標準 φ 16.如申請專利範圍第13項之系統，其中 ^ 該些光學裝置包含具有相同光學路徑長度以及 • 的局部反射率之G-T標準具。 17.如申請專利範圍第13項之系統，其中 該些光學裝置之至少一者包含具有包括晶態矽 的G-T標準具。 1 8 . —種方法，包含： 熱調整光分散補償裝置，包括藉由調節選 學共振器裝置之溫度以及第二群光學共振器裝 在頻率的峰 一群光學裝 群光學裝置 集體地延遲 二群延遲曲 二群光學裝 ί賞裝置。 該凹面與凸 該第一群的 具。 該第一群的 複數個不同 該第一群的 之光學腔體 自第一群光 置之溫度的 -49- 200841063 (4) 一或更多溫度，使該第一群光學共振器裝置的該第一群延 遲曲線的凸面部分重疊該第二群光學共振器裝置的第二群 延遲曲線的凹面部分；以及 以已熱調整的該光分散補償裝置來補償光分散。 1 9.如申請專利範圍第1 8項之方法，進一步包含偵測 已光分散補償的光學信號中之錯誤，以及其中該調節該一 或更多溫度取決於該偵測到的錯誤。 φ 20.如申請專利範圍第18項之方法，其中使該凸面與 凹面部分重疊包含使凸面與凹面拋物線狀的部分重疊以近 似一條線。 2 1 ·如申請專利範圍第1 8項之方法’其中該調節該一 或更多溫度包含以實質上相同的量來增加該第一群之溫度 以及降低該第二群之溫度。 -50-