[发明专利]基于交叉调制的带有可调谐电光光学回音壁模谐振腔的光电振荡器

说明书

优先权声明和相关申请

本文档要求申请号为No.61/002,919、题为“Tunable WGMR modulator and OEO with tunable modulator and polarization selector(带有可调谐调制器和偏振选择器的可调谐WGMR调制器和OEO)”的、2007年11月13日提交的美国临时申请的权益，其公开内容通过引用并入作为本文档的说明书的一部分。

背景技术

本文档涉及光学谐振腔和基于光学谐振腔的光学器件。

光学谐振腔可以用来以低光学损耗将谐振光能量在空间上限制在有限的腔内。光学谐振腔的谐振可以用来提供各种有用的功能，例如光滤波、光调制、光放大、光延迟等。可以根据谐振腔的配置通过各种耦合机构将光耦合进或耦合出光学谐振腔。例如，在两端具有两个反射器的法布里-佩罗(Fabry-Perot)光学谐振腔可以使用至少一个反射器的部分光学透射来接收或输出光。

光学回音壁模(WGM)谐振腔将光限制在回音壁模(whispering gallery mode)中，该回音壁模在闭合的环形光路中被完全反射。和法布里-佩罗谐振腔不同，在WGM谐振腔中的光不能通过光学透射退出谐振腔。在WGM谐振腔中的光通过WG模的消逝场(evanescent field)“泄露(leak)”出WGM谐振腔的闭合环形光路的外表面。光耦合器可以用来通过该消逝场将光耦合进或耦合出WGM谐振腔。

发明内容

本申请的说明书尤其描述基于回音壁模谐振腔的光子器件和技术的示例和实现，所述回音壁模谐振腔由电光材料形成，以便在谐振腔中在不同偏振的回音壁模之间进行交叉调制。

一方面，光子器件包括：激光器，其可调谐并产生激光频率的激光束；光学谐振腔，其呈现电光效应，并被构造为支持在所述光学谐振腔中以两个互相正交的偏振循环的回音壁模以及被光学地耦合到所述激光器以接收所述激光束的一部分进入所述光学谐振腔；激光器锁定机构，其相对于所述光学谐振腔的回音壁模谐振锁定激光频率；消逝光耦合器，其以消逝方式(evanescently)将激光束耦合进所述光学谐振腔并以消逝方式将所述光学谐振腔内的光耦合出所述光学谐振腔来产生谐振腔输出光；电极，其形成在所述光学谐振腔上，以基于电光效应来施加调制控制信号对光进行光调制；光探测器，其接收来自激光器的没有进入所述光学谐振腔的部分光以及所述谐振腔输出光的至少一部分；偏振控制机构，其控制来自激光器的没有进入所述光学谐振腔的部分光的偏振以及所述谐振腔输出光的部分的偏振，来允许两个互相正交的偏振的光在所述光探测器处干涉，以产生对应于所述两个互相正交的偏振中的一个的单调制边带；以及反馈电路，其耦合在所述光探测器和所述电极之间，以从所述光探测器接收探测器输出以及产生在可调谐调制频率的调制控制信号。

另一方面，光子器件包括激光器，其可调谐并产生激光频率的激光束；以及电可控光调制器，其接收所述激光束并调制所述激光束来产生调制的激光束。所述光调制器包括光学谐振腔和电极，所述光学谐振腔呈现电光效应，且其被构造为支持在所述光学谐振腔中以两个互相正交的偏振循环的回音壁模以及被光学地耦合到所述激光器来接收所述激光束的一部分进入所述光学谐振腔，所述电极形成在所述光学谐振腔上，以基于电光效应来施加调制控制信号对光进行光调制。所述光子器件还包括有源光电反馈环，其包括耦合到所述光学谐振腔来接收调制的激光束的光学部件，产生所述调制控制信号的电气部件，以及耦合在所述光学部件和所述电气部件之间的光探测器，所述光电反馈环将所述调制控制信号同相地提供给所述光学谐振腔上的电极来产生和维持在所述调制器的调制频率处的光调制和电振荡两者。在所述光子器件中提供偏振控制机构来控制在所述光探测器处接收的光的偏振以允许两个互相正交的偏振中的光在所述光探测器处干涉，以产生单调制边带使得所述调制器的调制频率为所述光学谐振腔内两个互相正交的偏振的回音壁模的频率差。