[发明专利]片上波长锁定器

说明书

一种片上波长锁定器可以包括光波导分光器，用于分离从激光器接收的输入光信号。片上波长锁定器可以包括多个集成周期性光学元件，每个用于接收由所述光波导分光器分离所述输入光信号之后的所述输入光信号的相应部分，以及基于所述输入光信号的相应部分，提供多个周期性输出光信号中的相应的周期性输出光信号。所述多个周期性输出光信号中的每个周期性输出光信号相对于所述多个周期性输出光信号中的其它周期性输出光信号偏移相位。片上波长锁定器可以包括多个集成光电二极管，用于接收与波长锁定激光器相关联的所述多个周期性输出光信号。

技术领域

本公开涉及集成(即，片上)光波导设备，且更具体地涉及一种集成光波导设备，其形成用于与例如波长锁定激光器相关联地使用的一组相位偏移的周期性输出光信号。

背景技术

商用激光器(例如，电信激光器)可以在如由国际电信联盟(ITU)规定的离散光学频率(即信道)的网格上操作。可以借助于外部频率基准(本文称为波长锁定器)实现将激光器的频率锁定至给定的信道。一种传统的波长锁定器包括单个标准具(例如，法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)标准具)和一组光学检测器。这种设备在本文中称为单标准具波长锁定器。在操作中，一组光学检测器测量标准具(其是固有周期性的)的反射或透射。标准具的周期被称为自由光谱范围(FSR)，并且通常被选择为匹配信道间隔(例如，50千兆赫(GHz)间隔)，尽管可以使用整数倍间距或等分间距。可以确定和调整激光的频率(根据需要)，使得激光器在给定的信道工作。然而，使用单标准具波长锁定器不能将波长可靠地锁定到任意波长，因为给定标准具的光谱具有周期性间隔的峰和谷。这些峰和谷导致“死”区(即，灵敏度降低的区域)，在“死”区中波长锁定可能是不可靠的或不可行的。

另一种传统的波长锁定器包括一对标准具和一组光学检测器。这种设备在本文中称为双标准具波长锁定器。双标准具波长锁定器解决了具有周期性间隔的峰和谷的给定标准具的光谱问题。在双标准具波长锁定器中，第二标准具的光谱通常相对于第一标准具的光谱偏移大约FSR的四分之一。在双标准具波长锁定器的操作中，当所需频率落入一标准具的光谱的“死”区内时，使用另一个标准具，反之亦然。因此，对于任意波长可以实现波长锁定，因为理论上不存在与双标准具波长锁定器相关联的“死”区。

传统波长锁定器的另一种实施方式包括传统的延迟线干涉仪(delay lineinterferometer，DLI)。传统的DLI可以采用例如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder，MZ)干涉仪、迈克尔逊(Michelson)干涉仪等的形式。传统的DLI可以由分立的光学元件构成，或者可以是光波导设备。传统的DLI接收输入光信号并使用一组分光器和一组反射光学元件产生一对输出光信号。每个输出光信号中的光功率取决于传统DLI的“臂”之间的光路长度的差异和光的波长。在此，由于光路长度的差异是已知的，可以基于输出光信号执行波长锁定。然而，这种传统的DLI具有与单标准具波长锁定器类似的问题，因为传统DLI的光谱中的峰和谷导致“死”区，这使得使用传统DLI的任意波长锁定是不可靠或不可能的。

发明内容

根据一些可能的实施方式，一种片上波长锁定器可以包括：光波导分光器，其分离从激光器接收的输入光信号；具有周期性波长相关性的多个集成光学元件(本文称为集成周期性光学元件)，每个用于：接收由所述光波导分光器分离所述输入光信号之后的所述输入光信号的相应部分，以及基于所述输入光信号的相应部分，提供多个周期性输出光信号中的相应的周期性输出光信号，其中，所述多个周期性输出光信号中的每个周期性输出光信号相对于所述多个周期性输出光信号中的其它周期性输出光信号偏移相位；以及多个集成光电二极管，用于接收与波长锁定激光器相关联的所述多个周期性输出光信号。