TW202331361A - 矽基光調變器的控制晶片及控制方法 - Google Patents

矽基光調變器的控制晶片及控制方法 Download PDF

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王祥忠
孫雨舟
郭金明
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Abstract

本發明公開一種矽基光調變器的控制晶片及控制方法，其旨在實現對矽基光調變器在不同環境溫度下的自動溫度補償，以避免矽基光調變器的工作點因溫度影響而發生偏移的問題，從而使得矽基光調變器能夠一直工作於最佳工作點，並且提高產品的可靠性。

Description

矽基光調變器的控制晶片及控制方法
本發明係主張中國專利申請案第202210056145.8號（申請日：2022年01月18日）之優先權，該申請案之完整內容納入為本發明專利說明書的一部分以供參照。
本發明涉及光通訊技術領域，特別涉及一種矽基光調變器的控制晶片及控制方法。
矽基光調變器是片上光邏輯、光互聯和光處理器的核心裝置之一，用於將射頻電訊號轉化為高速光訊號。它可以與雷射器、探測器和其他波長分波多工裝置構成一個完整的功能性網路。
目前的矽基光調變器具有較高消光比和易整合的特點，其一般是基於SOI（silicon-on-insulator，絕緣體覆矽）製程所製造。基於SOI製程的矽基光調變器一般由光波導負載和行進波電極組成，電磁波在行進波電極間傳輸，光載波在負載光波導中傳輸。在光載波和電磁波傳輸過程中，電磁波與光載波相互作用使光載波的相位發生變化，從而完成電訊號到光訊號的調變。
然而，目前的矽基光調變器需要設定其工作點以及合適的頻寬，但是並未提供相應的控制晶片，而且矽基光調變器的工作點容易受溫度影響而發生偏移，於是使得矽基光調變器無法工作於最佳工作點。
因此，需要對現有技術問題提出解決方法。
本發明的目的在於，本發明實施例提供一種矽基光調變器的控制晶片及控制方法，其實現對矽基光調變器在不同環境溫度下的自動溫度補償，以避免矽基光調變器的工作點因溫度影響而發生偏移的問題，從而使得矽基光調變器能夠一直工作於最佳工作點（或稱目標工作點）。
根據本發明的一方面，本發明一實施例提供了一種矽基光調變器的控制晶片，矽基光調變器包括用於接收入射光訊號並轉成待調變的光訊號的輸入耦合器、用於調變光訊號的相位的相移臂、用於給相移臂加熱的加熱件、用於將調變後的光訊號轉成出射光訊號的輸出耦合器以及用於監測出射光訊號以獲得監測結果的監測探測器，其中，控制晶片包括獲取單元、比較單元和調整單元；獲取單元用於獲取監測探測器的監測結果；比較單元與獲取單元相連，用於將監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值進行比較；調整單元與比較單元相連，用於根據監測結果和設定值的比較結果調整施加於加熱件的電學參數值而改變相移臂的光學參數值，以使監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內。
進一步地，加熱件設置在相移臂的附近，並且加熱件用於通過其溫度值的改變以改變相移臂的光學參數值，以相應地調整經由相移臂的光訊號的相位。
進一步地，加熱件的溫度值是根據施加於加熱件的電壓或電流大小而決定的。
進一步地，相移臂為至少一對，監測探測器為一個或至少一對，一個或每對監測探測器通過同一個輸出耦合器與相應一對的相移臂相連。
進一步地，每對相移臂中的至少一個為可調相移臂。
進一步地，矽基光調變器的工作點為根據監測探測器的監測結果而決定的，其中，監測結果用於表示相移臂的光學參數值。
根據本發明的另一方面，本發明一實施例提供了一種矽基光調變器的控制方法，其包括：
獲取矽基光調變器的監測探測器的監測結果；
比較監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值；
當判定監測結果與設定值之間的差值超過預設範圍時，調整施加於矽基調變器的加熱件的電學參數值而改變矽基調變器的相移臂的光學參數值；直至監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內。
進一步地，獲取矽基光調變器的監測探測器的監測結果的步驟之前，包括：獲取當前環境溫度值；基於當前環境溫度值，決定目標工作點的設定值。
進一步地，基於當前環境溫度值，決定目標工作點的設定值的步驟，包括：根據不同的當前環境溫度值，決定相應目標工作點的設定值。
進一步地，決定目標工作點的設定值的方法，包括：獲取監測探測器的目標監測結果；基於目標監測結果，決定目標工作點的設定值以及加熱件的相應溫度值。
進一步地，調整施加於矽基調變器的加熱件的電學參數值的方法，包括：通過控制晶片調整施加於加熱件的電壓或電流大小。
進一步地，在調整施加於矽基調變器的加熱件的電學參數值以改變矽基調變器的相移臂的光學參數值的步驟之後和在直至監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內的步驟之前，控制方法還包括：基於調整後相移臂的光學參數值，調變經由相移臂的光訊號的相位；基於調變後經由相移臂的光訊號的相位，更新監測探測器的監測結果。
本發明實施例提供了矽基光調變器的控制晶片及控制方法，其實現對矽基光調變器在不同環境溫度下的自動溫度補償，以避免矽基光調變器的工作點因溫度影響而發生偏移的問題，從而使得矽基光調變器能夠一直工作於最佳工作點。此外，通過控制晶片，可以提供加熱件的壓控或流控方式，以改變相移臂的相位，而且也能夠調整矽基光調變器的頻寬偏壓，以及監控監測探測器的監測結果，從而能夠保證矽基光調變器在不同溫度條件下的工作穩定性，以提高產品的可靠性。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所提供的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所提供的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
文中的術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域具有通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
圖1為本發明一實施例所提供的一種矽基光調變器的控制晶片與矽基光調變器的連接示意圖。圖2為圖1的相移臂的示意圖。圖3為控制晶片的架構示意圖。圖4為本發明實施例的摻雜結構的俯視圖。圖5為本發明實施例的矽基光調變器工作於不同工作點的效果示意圖。
參閱圖1至圖5，本發明一實施例提供了一種矽基光調變器的控制晶片，矽基光調變器包括用於接收入射光訊號並轉成待調變的光訊號的輸入耦合器120、用於給相移臂加熱的加熱件180（如圖2所示）、用於調變光訊號的相位且至少一對的相移臂131、132、用於將調變後的光訊號轉成出射光訊號的輸出耦合器140以及用於監測出射光訊號以獲得監測結果的至少一對的監測探測器（monitor photodetector，簡稱MPD）151、152。結合圖3所示，控制晶片170包括獲取單元171、比較單元172和調整單元173。獲取單元171用於獲取監測探測器的監測結果；比較單元172與獲取單元171相連，用於將監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值進行比較；調整單元173與比較單元172相連，用於根據監測結果和設定值的比較結果調整施加於加熱件的電學參數值而改變相移臂的光學參數值，以使監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內，從而使得矽基光調變器趨向工作於目標工作點。
本發明的矽基光調變器的控制晶片170實現對矽基光調變器在不同環境溫度（或稱全溫）下的自動溫度補償，以避免矽基光調變器的工作點因溫度影響而發生偏移的問題，從而使得矽基光調變器能夠一直工作於最佳工作點，從而提高產品的可靠性。
以下將結合圖1至圖5進一步詳細描述矽基光調變器的結構及工作機制。
參閱圖1所示，矽基光調變器包括輸入耦合器120、相移臂模組130、輸出耦合器140、監測探測器模組150和加熱件180（如圖2所示）。在本實施例中，矽基光調變器還包括：輸入埠110和輸出埠160。
具體地，輸入埠110包括至少兩個輸入端IN1、IN2，輸出埠160包括至少兩個輸出端OUT1、OUT2。在本實施例中，輸入端的數量為兩個，輸出端的數量為兩個。輸入耦合器120分別與輸入埠110中的每一輸入端IN1、IN2相連，用於接收通過每一輸入端IN1、IN2所輸入的入射光訊號，並且轉成待調變的光訊號。在本實施例中，輸入耦合器120為2*2的耦合器，其中2*2表示輸入為2個，輸出為2個。而且入射光訊號的光強度為3dB，其中入射光訊號的光強度不限於此。
同樣，輸出耦合器140分別與輸出埠160中的每一輸出端OUT1、OUT2相連，用於將經由相移臂模組130的相移臂調變後的光訊號轉成出射光訊號，並且將出射光訊號通過每一所述輸出埠160輸出。在本實施例中，輸出耦合器140為2*2的耦合器，其中2*2表示輸入為2個，輸出為2個。而且出射光訊號的光強度為3dB，其中出射光訊號的光強度不限於此。
相移臂為用於調變光訊號的相位。相移臂模組130中的第一相移臂131、第二相移臂132可以根據實際需求，可以調變光訊號的相位，也可以不調變光訊號的相位。在本實施例中，相移臂模組130中的相移臂的數量為兩個，即為一對，而在其他部分實施例中，相移臂模組130中的相移臂的數量可以為一個或多對。每一相移臂分別與輸入耦合器120和輸出耦合器140相連。在一些實施例中，每一對相移臂中的至少一個為可調相移臂。在本實施例中，第一相移臂131、第二相移臂132均為可調相移臂。而在其他部分實施例中，第一相移臂131、第二相移臂132中的一個為可調相移臂。需說明的是，可調相移臂是指可以改變相移臂的光學參數值。其中，光學參數可以為折射率，但不限於此。若折射率發生變化時，經由相移臂的光訊號的相位也相應發生變化。進一步地，第一相移臂131、第二相移臂132的光學參數值可以根據加熱件180的溫度值而決定的，並且第一相移臂131、第二相移臂132的光學參數值與經由第一相移臂131、第二相移臂132的光訊號的相位相對應，具體參閱下文描述。
在本實施例中，監測探測器模組150包括兩個監測探測器，即一對。而在其他部分實施例中，監測探測器模組150模組可包括一個或多對監測探測器。第一監測探測器151、第二監測探測器152用於監測經由相移臂模組130和輸出耦合器140的光訊號，並且可以將其中部分光訊號轉換成電訊號，以輸出監測結果。該監測結果用於回饋第一相移臂131、第二相移臂132的相位情況以及提供可調相移臂的調諧資訊。
控制晶片170可以獲取監測探測器的監測結果。進一步地，當監測探測器為一個，且該監測探測器通過輸出耦合器與至少一對相移臂相連，在這種情況下，控制晶片170可以通過該監測探測器得到相應的監測結果。需說明的是，可以通過對輸出耦合器的特定設置（例如對多個經由相移臂的光訊號進行部分遮罩操作（或稱干擾操作）），使得該監測探測器得到所需對應相移臂的監測結果。當監測探測器為至少一對，且每對監測探測器中的兩個監測探測器通過同一輸出耦合器與至少一對相移臂相連，在這種情況下，控制晶片170可以通過每對監測探測器中的兩個監測探測器得到相應的監測結果，這樣，可以進一步得到監測結果之間的比值。
在本實施例中，相移臂模組130包括第一相移臂131和第二相移臂132。監測探測器模組150包括第一監測探測器151和第二監測探測器152。第一監測探測器151與第一相移臂131對應，第二監測探測器152與第二相移臂132對應。第一監測探測器151的監測結果為第一監測結果，其回饋第一相移臂131的相位資訊，並且可以用第一相移臂131的光學參數值（例如折射率）來表示。同樣，第二監測探測器152的監測結果為第二監測結果，其回饋第二相移臂132的相位資訊，並且可以用第二相移臂132的光學參數值（例如折射率）來表示。於是，控制晶片170的獲取單元171可以得到監測結果之間的比值。換言之，在本實施例中的監測結果之間的比值即為經由第一相移臂131的光訊號的實際相位與經由第二相移臂132的光訊號的實際相位之間的比值。也可以說，監測結果之間的比值即為第一相移臂131的實際折射率與第二相移臂132的實際折射率之間的比值。
控制晶片170的比較單元172用於在獲取監測結果之後，可以將監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值進行比較。需說明的是，所述將監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值進行比較，可以包括以下兩種情況：一種情況為當監測探測器為一個時，控制晶片170將所得到的相應監測結果與設定值進行比較；另一種情況為當監測探測器為至少一對時，控制晶片170將監測結果之間的比值與設定值進行比較。在本實施例中，所述比較是指將監測結果之間的比值與設定值進行比較。
控制晶片170的調整單元173用於根據監測結果和設定值的比較結果，調整施加於加熱件的電學參數值而改變相移臂的光學參數值，以使監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內。在本實施例中，具體為控制晶片170的調整單元173可以根據監測結果之間的比值與設定值之間的比較結果，調整施加於加熱件180的電學參數值而改變相移臂模組130的相移臂的光學參數值。其中，預設範圍可以根據實際需求而預先設定好。
在本實施例中，加熱件180可以為發熱電阻。當然，在其他部分實施例中，加熱件180也可以為其他可供熱或調溫裝置。如圖2所示，加熱件180設置在相移臂模組130的相移臂的附近。相移臂模組130的相移臂（位於波導層，圖中未標注）的底部依次設置埋氧層220和矽基基板210。
加熱件180用於通過改變其溫度值而改變相移臂模組130的相移臂的光學參數值，進而相應地調整經由相移臂模組130的相移臂的光訊號的相位。換言之，相移臂模組130的相移臂的光學參數值（例如折射率）可以根據加熱件180的溫度值而決定，並且與經由相移臂模組130的相移臂的光訊號的相位相對應。
在本實施例中，加熱件180的溫度值可以根據施加於加熱件180的電壓或電流大小而決定。若電壓值為固定時，通過控制晶片170對電流值的控制，可以使加熱件180的溫度值發生相應的變化。若電流值為固定時，通過控制晶片170對電壓值的控制，也可以使加熱件180的溫度值發生相應的變化。
當通過控制晶片170改變加熱件180的電學參數值時，加熱件180的溫度值發生相應的變化。當加熱件180的溫度值發生變化後，相移臂模組130的相移臂的光學參數值（例如折射率）和經由相移臂模組130的相移臂的光訊號的相位也相應地發生變化。於是，監測探測器模組150的監測探測器的監測結果會發生改變。在本實施例中，具體為第一監測結果與第二監測結果之間的比值也會得到發生改變。隨著控制晶片170不斷調整電學參數值，比值也會不斷變化。在此調整過程中，可以採用PID（Proportion Integration Differentiation，即比例積分微分）控制演算法進行調整，直至監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內，這樣使得矽基光調變器可以趨向工作於目標工作點。
應理解的是，在不同的環境溫度情況下，矽基光調變器的目標工作點與每一個環境溫度相對應。矽基光調變器的目標工作點為基於監測探測器模組150監測探測器的監測結果而決定的，其中，監測結果可以表示相移臂模組130的相移臂的光學參數值。而在實際情況中，由於矽基光調變器的實際工作點容易受到外界環境變化（例如環境溫度）而發生偏移，因此，通過控制晶片170、加熱件180、相移臂模組130的相移臂和監測探測器模組150監測探測器的協同配合，當監測到經由相移臂模組130的相移臂的光訊號的相位發生偏移後，通過加熱件180的加熱作用以調整經由相移臂模組130的相移臂的光訊號的相位，從而使得矽基光調變器在不同環境溫度下可以趨向工作於目標工作點，這樣可以進一步提高產品的可靠性。
參閱圖4，在本實施例中，所述矽基光調變器還包括設於矽基基板上的摻雜結構，摻雜結構包括光波導330，以及分別設置于光波導兩側的P型摻雜區域310和N型摻雜區域320；P型摻雜區域310與光波導330之間通過多根P型摻雜連接臂311連接，N型摻雜區域320與光波導330之間通過多根N型摻雜連接臂321連接；所述多根P型摻雜連接臂311的末端312與所述多根N型摻雜連接臂321的末端322沿光傳播方向（圖4中的虛線箭頭方向）週期性排列形成與光傳播方向垂直的PN結耗盡層。
進一步地，控制晶片170還用於調整P型摻雜區域310的電極的電勢和N型摻雜區域320的電極的電勢中的至少一個，以相應地改變PN結耗盡層的寬度，使得相移臂模組130中的相移臂的光學參數值發生相應的變化。具體地，控制晶片170可以調整P型摻雜區域310的電極的電勢，也可以調整N型摻雜區域320的電極的電勢，或者對P型摻雜區域310的電極的電勢和N型摻雜區域320的電極的電勢均作調整，從而改變PN結耗盡層的寬度。當PN結耗盡層的寬度發生變化時，相移臂模組130的相移臂的光學參數值（例如折射率）也會發生變化，從而能夠調整監測結果與設定值之間的差值，使其介於預設範圍之內，從而使得矽基光調變器可趨向工作於目標工作點。
如圖5所示，橫坐標表示矽基光調變器中的相移臂模組130的相移臂的相位，縱坐標表示矽基光調變器中的監測探測器模組150的監測探測器的監測結果。其中，A點為工作於第一溫度時的目標工作點，B點為工作於第二溫度時的目標工作點，沿箭頭1方向（即朝上方向），表示經由第一相移臂131的光訊號發生偏差，沿箭頭2方向（即朝下方向），表示經由第二相移臂132的光訊號發生偏差。
本發明的矽基光調變器的控制晶片可以實現對矽基光調變器的在不同環境溫度下的自動溫度補償，以避免矽基光調變器的工作點因溫度影響而發生偏移的問題，從而使得矽基光調變器能夠一直工作於最佳工作點。
圖6為本發明一實施例所提供的一種矽基光調變器的控制方法的步驟流程圖。
參閱圖6，本發明一實施例提供了一種矽基光調變器的控制方法。矽基光調變器的具體結構如上文所述，在此不再贅述。
矽基光調變器的控制方法包括：
步驟S110，獲取矽基光調變器的監測探測器的監測結果。
具體地，在本實施例中，獲取每對監測探測器中的兩個監測探測器的監測結果之間的比值。
需要說明的是，在本實施例中，監測探測器為一對，相移臂為一對。監測探測器和相移臂是成對連接，並且通過同一個輸入耦合器連接。在其他部分實施中，監測探測器可以為一個或多對，相移臂為多對。一個或每對監測探測器通過同一個輸出耦合器與相應一對的相移臂相連。
步驟S120，比較監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值。
在本實施例中，比較比值與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值。
步驟S130，當判定監測結果與設定值之間的差值超過預設範圍時，調整施加於矽基調變器的加熱件的電學參數值而改變矽基調變器的相移臂的光學參數值。
在本實施例中，當判定比值與設定值之間的差值超過預設範圍時，調整施加於矽基調變器的加熱件的電學參數值而改變相移臂的光學參數值。
步驟S140，直至監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內。
在本實施例中，基於調整後相移臂的光學參數值，更新監測探測器的監測結果的比值，直至更新後的比值與設定值之間的差值介於預設範圍之內，使得矽基光調變器趨向工作於目標工作點。
以下將結合附圖進一步詳細描述每一步驟。
在步驟S110之前，即獲取矽基光調變器的監測探測器的監測結果的步驟之前，包括：
結合參閱圖7，步驟S101，獲取當前環境溫度值。
步驟S102，基於當前環境溫度值，決定目標工作點的設定值。
在步驟S102中，可以基於當前環境溫度值，通過查表方式，以決定目標工作點的設定值。其中查表中的資料可以通過下文所述的決定目標工作點的設定值的方法而獲得。
在上述步驟S101中，可以進一步包括：根據不同的當前環境溫度值，決定相應目標工作點的設定值。也就是說，在不同的環境溫度情況下，矽基光調變器的目標工作點的設定值與每一個環境溫度相對應。
目標工作點的設定值與監測探測器的監測結果是相關聯的。在一些實施例中，決定目標工作點的設定值的方法，包括：獲取監測探測器的目標監測結果；基於目標監測結果，決定目標工作點的設定值以及加熱件的相應溫度值。
在步驟S130中，在一些實施例中，調整施加於矽基調變器的加熱件的電學參數值的方法可以包括：通過控制晶片調整施加於加熱件的電壓或電流大小。
加熱件設置在相移臂的附近，並且加熱件用於通過其溫度值的改變，可以相應地調整經由相移臂的光訊號的相位。也就是說，相移臂的光學參數值（例如折射率）可以根據加熱件的溫度值而決定，並且與經由相移臂的光訊號的相位相對應。
在本實施例中，加熱件的溫度值可以根據施加於加熱件的電壓或電流大小而決定。若電壓值為固定時，通過控制晶片對電流值的控制，可以使加熱件的溫度值發生相應的變化。若電流值為固定時，通過控制晶片對電壓值的控制，也可以使加熱件的溫度值發生相應的變化。
當通過控制晶片改變加熱件的電學參數值時，加熱件的溫度值發生相應變化。當加熱件的溫度值發生變化後，相移臂的光學參數值（例如折射率）也相應的發生變化。
在此情況下，在調整施加於所述矽基調變器的加熱件的電學參數值以改變矽基調變器的相移臂的光學參數值的步驟之後和在直至監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內的步驟之前，包括：基於調整後相移臂的光學參數值，調變經由相移臂的光訊號的相位；基於調變後經由相移臂的光訊號的相位，更新監測探測器的監測結果。
繼續參閱圖6，在步驟S140中，在更新監測探測器的監測結果的過程中，至少可以通過採用PID控制演算法對加熱件的電學參數值進行調整，直至監測結果與設定值之間的差值介於預設範圍之內，使得矽基光調變器趨向工作於目標工作點。這樣，可以實現對矽基光調變器在不同環境溫度下的自動溫度補償，以避免矽基光調變器的工作點因溫度影響而發生偏移的問題，從而使得矽基光調變器能夠一直工作於最佳工作點。
本發明實施例提供了矽基光調變器的控制晶片及控制方法，其實現對矽基光調變器在不同環境溫度下的自動溫度補償，以避免矽基光調變器的工作點因溫度影響而發生偏移的問題，從而使得矽基光調變器能夠一直工作於最佳工作點。此外，通過控制晶片，可以提供加熱件的壓控或流控方式，以調整相移臂的相位，而且也能夠調整矽基光調變器的頻寬偏壓，以及監控監測探測器的監測結果，從而能夠保證矽基光調變器在不同溫度條件下的工作穩定性，以提高產品的可靠性。
在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。
以上所提供的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
110:輸入埠 IN1, IN2:輸入端 120:輸入耦合器 130:相移臂模組 131, 132:相移臂 140:輸出耦合器 150:監測探測器模組 151, 152:監測探測器 160:輸出埠 OUT1, OUT1:輸出端 170:控制晶片 171:獲取單元 172:比較單元 173:調整單元 180:加熱件 210:矽基基板 220:埋氧層 310:P型摻雜區域 320:N型摻雜區域 330:光波導 311:P型摻雜連接臂 321:N型摻雜連接臂 312, 322:末端 S110~S140, S101~S102:步驟
圖1為本發明一實施例提供的一種矽基光調變器的控制晶片與矽基光調變器的連接示意圖。
圖2為圖1的相移臂的示意圖。
圖3為控制晶片的架構示意圖。
圖4為本發明實施例的摻雜結構的俯視圖。
圖5為本發明實施例的矽基光調變器工作於不同工作點的效果示意圖。
圖6為本發明一實施例提供的一種矽基光調變器的控制方法的步驟流程圖。
圖7為圖6的步驟S110的前序步驟示意圖。
110:輸入埠
IN1,IN2:輸入端
120:輸入耦合器
130:相移臂模組
131,132:相移臂
140:輸出耦合器
150:監測探測器模組
151,152:監測探測器
160:輸出埠
OUT1,OUT1:輸出端
170:控制晶片

Claims (12)

  1. 一種矽基光調變器的控制晶片，該矽基光調變器包括用於接收入射光訊號並轉成待調變的光訊號的輸入耦合器、用於調變該光訊號的相位的相移臂、用於給該相移臂加熱的加熱件、用於將調變後的該光訊號轉成出射光訊號的輸出耦合器以及用於監測該出射光訊號以獲得監測結果的監測探測器，其中，該控制晶片包括獲取單元、比較單元和調整單元；該獲取單元用於獲取該監測探測器的該監測結果；該比較單元與該獲取單元相連，用於將該監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值進行比較；該調整單元與該比較單元相連，用於根據該監測結果和該設定值的比較結果調整施加於該加熱件的電學參數值而改變該相移臂的光學參數值，以使該監測結果與該設定值之間的差值介於預設範圍之內。
  2. 如請求項1所述的控制晶片，其中，該加熱件設置在該相移臂的附近，並且該加熱件用於通過其溫度值的改變以改變該相移臂的該光學參數值，以相應地調整經由該相移臂的該光訊號的該相位。
  3. 如請求項1或2所述的控制晶片，其中，該加熱件的該溫度值是根據施加於該加熱件的電壓或電流大小而決定的。
  4. 如請求項1所述的控制晶片，其中，該相移臂為至少一對，該監測探測器為一個或至少一對，一個或每對該監測探測器通過同一個該輸出耦合器與相應一對的該相移臂相連。
  5. 如請求項4所述的控制晶片，其中，每對該相移臂中的至少一個為可調相移臂。
  6. 如請求項1所述的控制晶片，其中，該矽基光調變器的該工作點為根據該監測探測器的該監測結果而決定的，其中，該監測結果用於表示該相移臂的該光學參數值。
  7. 一種矽基光調變器的控制方法，包括： 獲取該矽基光調變器的監測探測器的監測結果； 比較該監測結果與目標工作點對應於當前環境溫度下的設定值；以及 當判定該監測結果與該設定值之間的差值超過預設範圍時，調整施加於該矽基調變器的加熱件的電學參數值而改變該矽基調變器的相移臂的光學參數值；直至該監測結果與該設定值之間的該差值介於該預設範圍之內。
  8. 如請求項7所述的控制方法，其中，獲取該矽基光調變器的該監測探測器的該監測結果的步驟之前，包括： 獲取當前環境溫度值；以及 基於該當前環境溫度值，決定該目標工作點的該設定值。
  9. 如請求項8所述的控制方法，其中，基於該當前環境溫度值，決定該目標工作點的該設定值的步驟，包括：根據不同的該當前環境溫度值，決定相應該目標工作點的該設定值。
  10. 如請求項8或9所述的控制方法，其中，決定該目標工作點的該設定值的方法，包括： 獲取該監測探測器的目標監測結果；以及 基於該目標監測結果，決定該目標工作點的該設定值以及該加熱件的相應溫度值。
  11. 如請求項7所述的控制方法，其中，調整施加於該矽基調變器的該加熱件的該電學參數值的方法，包括： 通過控制晶片調整施加於該加熱件的電壓或電流大小。
  12. 如請求項7所述的控制方法，其中，在調整施加於該矽基調變器的該加熱件的該電學參數值以改變該矽基調變器的該相移臂的該光學參數值的步驟之後和在直至該監測結果與該設定值之間的該差值介於該預設範圍之內的步驟之前，該控制方法還包括： 基於調整後該相移臂的該光學參數值，調變經由該相移臂的該光訊號的該相位；以及 基於調變後經由該相移臂的該光訊號的該相位，更新該監測探測器的該監測結果。
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