使用量子阱調製器進行高速光學調製的製作方法

2023-05-21 18:13:11 1

專利名稱：使用量子阱調製器進行高速光學調製的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學通信設備，且更特定來說(但非排他地)涉及光學調製器。
背景技術：
本章節介紹可幫助促進對本發明的更好理解的方面。因此，本章節的陳述應鑑於此來閱讀且不應理解為關於什麼在現有技術中或什麼不在現有技術中的承認。光學調製器是光學通信系統的關鍵啟用元件。為了滿足對數據吞吐量容量的不斷增加的需求，期望現代光學調製器支持相對高(例如，> 10(ib/S)的數據速率同時具有數個其它所要特性，例如相對小的大小、能量消耗及構成電光組件的成本。舉例來說，正積極地開發能夠以約100(ib/s操作的光學調製器。

發明內容
本發明揭示一種具有量子阱(QW)調製器的光學發射器及一種操作所述光學發射器的方法。在一些實施例中，所述QW調製器可配置以執行振幅調製及相位調製兩者。在一些實施例中，可選擇所述QW調製器的長度、一個或一個以上驅動電壓及/或操作波長以使所述光學發射器能夠產生具有相對高位速率的經調製光學信號，例如，具有大於約80(ib/s 的位速率的光學雙二進位信號。根據一個實施例，提供一種光學發射器，其具有馬赫-曾德(MZ)幹涉儀，所述幹涉儀具有第一及第二幹涉儀臂。所述第一幹涉儀臂包括第一 QW調製器。所述第二幹涉儀臂包括第二 QW調製器。所述光學發射器進一步具有經電耦合以驅動所述第一 QW調製器的第一驅動器電路及經電耦合以驅動所述第二 QW調製器的第二驅動器電路。光學地耦合到所述MZ幹涉儀的雷射器向其施加具有操作波長的光學輸入信號。所述光學發射器進一步具有控制器，所述控制器配置(i)所述第一驅動器電路以產生用於所述第一 QW調製器的第一及第二驅動電壓；(ii)所述第二驅動器電路以產生用於所述第二 QW調製器的所述第一及第二驅動電壓；及(iii)所述雷射器以產生所述操作波長。所述第一驅動電壓對應於第一二進位電平。所述第二驅動電壓對應於第二二進位電平。所述控制器操作以配置所述第一及第二驅動器電路及所述雷射器以致使對應於所述第一及第二驅動電壓的電折射峰到峰改變與電吸收峰到峰改變的比率S大於零但小於約二。根據另一實施例，提供一種操作光學發射器的方法，其具有產生用於第一 QW調製器的第一及第二驅動電壓以產生用數據調製的光學信號的步驟。所述光學發射器包括所述第一 QW調製器。所述第一驅動電壓對應於第一二進位電平。所述第二驅動電壓對應於第二二進位電平。所述方法進一步具有以下步驟產生具有用於所述光學發射器的操作波長的輸入光學信號，使得對於所述第一 QW調製器，對應於所述第一及第二驅動電壓的電折射峰到峰改變與電吸收峰到峰改變的比率δ大於零但小於約二。根據另一實施例，提供一種光學發射器，其具有第一 QW調製器及用於產生用於所述第一 QW調製器的第一及第二驅動電壓以產生用數據調製的光學信號的構件。所述第一驅動電壓對應於第一二進位電平。所述第二驅動電壓對應於第二二進位電平。所述光學發射器進一步具有用於產生具有用於所述光學發射器的操作波長的輸入光學信號，使得對於所述第一 QW調製器，對應於所述第一及第二驅動電壓的電折射峰到峰改變與電吸收峰到峰改變的比率S大於零但小於約二的構件。


依據以下詳細說明、所附權利要求書及附圖，本發明的其它方面、特徵及益處將變得更加顯而易見，附圖中圖1展示根據本發明一些實施例的光學發射器；圖2A到2C展示根據本發明一些實施例可在圖1的光學發射器中使用的光學調製器的不同視圖；圖3展示對應於圖2的調製器的模型光學電路的示意圖；且圖4A到4B圖解說明根據本發明一些實施例操作圖1的光學發射器的方法。
具體實施例方式圖1展示根據本發明一些實施例的光學發射器100。發射器100具有給光學調製器120饋送輸入信號112的雷射器110。調製器120基於電數據信號Datal及Data2而調製光學信號112以產生經調製光學信號122。調製器120可由於下文更詳細描述的特性而有利地支持相對高(例如，>80(ib/S)的數據速率。在一種配置中，i^to/其中橫槓表示數據反演。如此項技術中已知，數據反演運算(i)將二進位一變換成二進位零，及 ( )將二進位零變換成二進位一。信號112的波長由控制器104經由施加到雷射器110的控制信號108控制。控制器104還經由控制信號106a-b控制由驅動器電路13^-b分別施加到濾波器130a_b或在不存在那些濾波器的情況下直接施加到光學調製器120的驅動信號的電壓。控制器104基於從其中部署有發射器100的光學通信系統的主控制器(未明確展示)接收的配置信號102而產生控制信號106a-b及108。發射器100可任選地具有電低通濾波器130a_b及/或光學帶通濾波器140。假設數據信號Datal與Data2具有相同位速率，則第一代表性實施例為其中發射器100具有電低通濾波器130a-b但不具有光學帶通濾波器140的實施例，其中濾波器130a-b中的每一者具有對應於所述位速率的約四分之一的帶寬。舉例來說，為了產生此實施例，調製器120 可經封裝使得所述封裝的在驅動器電路13^-b與光學調製器120之間的電引線/連接及 /或所述調製器的電容提供在功能上等效於具有集總電低通濾波器130a-b的濾波。第二代表性實施例為其中發射器100具有光學帶通濾波器140但不具有電低通濾波器130a-b 的實施例，其中濾波器140具有對應於所述位速率的約一半的帶寬。如果在不存在濾波器 130a-b及140的情況下經調製光學信號122為二進位相移鍵控(BPSK)信號，那麼在存在濾波器130a-b及/或濾波器140的情況下由發射器100產生的光學輸出信號142為光學雙二進位信號。因此，發射器100可有利地作為光學雙二進位發射器操作。圖2A到2C展示根據本發明一個實施例可用作調製器120的光學調製器200。更具體來說，圖2A展示調製器200的俯視圖。圖2B到2C展示在調製器200中使用的波導216的示範性橫截面圖，其中兩個橫截面分別對應于波導的有源及無源部分。參考圖2A，調製器200具有耦合于波導2(^a-b之間的馬赫-曾德(Mach-khnder， MZ)幹涉儀210。MZ幹涉儀210具有幹涉儀臂2Ha_b，幹涉儀臂2Ha_b經由兩個1X2多模式幹擾(MMI)耦合器耦合到波導20h-b。每一幹涉儀臂214包括對應波導216。 波導216的由金屬電極蓋頂的一部分稱為有源部分(也參見圖2B)。波導216的由電介質包層蓋頂且在其上方不具有金屬電極的一部分稱為無源部分(也參見圖2C)。舉例來說，波導216的一個有源部分位於移相器230內。波導216的另一有源部分位於量子阱(QW)調製器MO內。波導216的無源部分位於移相器230與耦合到所述移相器的QW調製器240 之間。在圖2A中所示的實施例中，每一幹涉儀臂214具有(i)QW調製器M0a_b中的對應一者，及(ii)兩個移相器230。在替代實施例中，可從調製器200移除多達三個移相器 230，只要剩餘的一個或一個以上移相器230使MZ幹涉儀210能夠經配置以使得在QW調製器MOa-b未經偏置的情況下幹涉儀臂2Ha_b產生所要的相位差即可。舉例來說，所述所要的相位差可為約180度。在又一實施例中，可移除所有移相器230，只要對應於幹涉儀臂 214a的光學路徑比對應於幹涉儀臂214b的光學路徑長或短一半波長藉此產生約180度的相位差即可。一般來說，當相位差介於約165度與約195度之間時，MZ幹涉儀210將表現出令人滿意的性能。調製器200具有多個導電軌218、232及對2。導電軌218可用來(例如)向波導 216的無源部分的芯施加接地電位。導電軌218還接觸導電襯底(例如，基底250)以為調製器200的η側提供接地電位。導電軌232可用來向相應移相器230施加所要的偏置電壓。 導電軌242用來向QW調製器MO的ρ側施加驅動信號。參考圖2Β到2C，波導216為(例如)具有支撐於基底250上的大體矩形脊252的脊狀波導。包層邪4在以下各側上環繞脊252: (i)在波導216的有源部分中的兩個側上 (例如，圖2B中的左側及右側)，及(ii)在波導的無源部分中的三個側上(例如，圖2C中的左側、右側及頂側)。電極256覆蓋有源部分中脊252的頂側。脊252包括具有多層結構的芯沈0，所述多層結構含有多量子阱(MQW)，所述多量子阱包括N個量子阱(QW)層262及與其交錯的N+1個勢壘層沈4。除芯260外，脊252還具有上部包覆層沈6、緩衝層268及270以及頂蓋層272。在代表性實施例中，可使用以下材料來製作圖2B到2C中所示的結構⑴用於基底250的經η摻雜^iP ； (ii)分別用於 QW層262及勢壘層沈4的兩種不同InGaAsP合金；(iii)用於上部包覆層沈6的未經摻雜 InP ； (iv)用於緩衝層268的經ρ摻雜InP ； (ν)用於緩衝層270的經p.摻雜InP ； (vi)用於頂蓋層272的經ρ+摻雜InGaAs5(Vii)用於電極256的金及/或鈦；及(viii)用於包層 254的苯並環丁烯。在圖2B到2C中所示的實施例中，N = 8。在替代實施例中，可類似地使用N的不同值。在操作中，調製器200依賴於量子限制斯塔克效應(Mark effect)。一般來說，斯塔克效應是涉及由於存在外部靜態或準靜態電場而對能級的移位及/或分裂的現象。在其中較小帶隙材料薄層夾在兩個較大帶隙材料層之間的半導體結構(例如芯260中的MQW) 中，斯塔克效應可得以顯著增強且稱為量子限制斯塔克效應。由於斯塔克效應，半導體材料的折射率η取決於傳播的光學波的頻率ω (或波長入)及外部電場E兩者，如由方程式(1)表達η(ω , Ε) = H1 (ω , Ε)+ik(ω , Ε)(1)其中Ii1及k分別為折射率的實部及虛部。對於給定頻率ω = Coci，斯塔克效應可由分別由方程式O)到⑶界定的An1及Ak的值量化Δηι(ω0,Ε) =H1(OqjE)-II1(OojO) (2)Δ1 (ω0，Ε) = k(co0，E)-k(co0，0)(3)Δ H1的值量化通常是造成例如QW調製器240的對應QW調製器中的相位調製的原因的電折射。Ak的值量化通常是造成QW調製器中的振幅調製的原因的電吸收。圖3展示對應於調製器200 (圖2)的模型光學電路300的示意圖。電路300為具有兩個幹涉儀臂3Ha-b的馬赫-曾德(MZ)幹涉儀。幹涉儀臂31 具有對應於圖2的調製器MOa的光學調製器340a。幹涉儀臂314b具有⑴對應於圖2的調製器MOb的光學調製器340b，及(ii)約180度的相移330，其表示圖2的四個對應地配置的移相器230的組合效應或對於不具有移相器230的實施例表示幹涉儀臂2Ha-b之間的約一半波長的光學路徑差。調製器340a_b分別由對應於數據信號Data及『的驅動信號(例如，圖1驅動信號13h-b)驅動。當調製器340a_b兩者為純相位調製器或純振幅調製器時，由電路300產生的光學輸出信號322為近似無啁啾的BPSK信號。舉例來說，如果調製器340a-b中的每一者為經配置以進行以下操作的純相位調製器(i)當驅動信號為二進位「一」時，施加約180度的相移，及(ii)當驅動信號為二進位「零」時，施加約0度的相移，那麼當驅動信號從一個二進位狀態切換為另一狀態時輸出信號322具有恆定強度但將相位改變180度。輸出信號322 的相位在位周期內保持恆定(因此，無啁啾)且僅在輸出為零時改變。如果調製器340a-b 中的每一者為經配置以進行以下操作的純振幅調製器(i)當驅動信號為二進位「一」時， 發射100%的光，及(ii)當驅動信號為二進位「零」時，不發射光，那麼獲得類似結果。由於電路300的振幅調製變體中調製器340a-b的接通/關斷操作，所述振幅調製變體具有比相位調製變體高6-dB的插入損耗。具有如下的調製器通常為有利的(i)產生低啁啾或根本不產生啁啾，及(ii)具有相對小的插入損耗。由於啁啾會導致線加寬且不利地影響光學通信系統的有效傳輸帶寬，因此具有低啁啾為重要的。另外，低啁啾有助於減少光纖傳輸鏈路中色度色散的不利效應。由於插入損耗會降低對光學饋送源(例如圖1的雷射器110)的光學功率要求，因此具有相對小的插入損耗為重要的。在一些現有技術系統中，低啁啾/低插入損耗特性通常通過在與對應於調製器中所使用的半導體材料的帶隙的波長失諧非常大的量的波長下操作所述調製器來實現。這些設計及操作約束致使對應調製器實質上作為純相位調製器操作。舉例來說，在光學通信系統中廣泛使用的鈮酸鋰調製器產生實質上純相位調製，這是因為(i)鈮酸鋰具有約 ^V( 310nm)的帶隙，及(ii)操作波長通常選自介於約1400nm與約1600nm之間的範圍， 所述範圍與對應於鈮酸鋰的帶隙的310nm遠失諧。另外，鈮酸鋰調製器依賴於泡克耳斯效應(Pockels effect)而非量子限制斯塔克效應。由於泡克耳斯效應非常弱，因此鈮酸鋰調製器比InP調製器長得多(例如，為其的約500倍長)。如上文已指示，如果調製器340a_b為純相位調製器，那麼為了實施上述BPSK調製，所述調製器中的每一者需要產生約180度的峰到峰相移。如本說明書中所使用，術語 「峰到峰」標示通過將調製器(例如，調製器240或340)的驅動電壓從對應於二進位「零」的電壓改變為對應於二進位「一」的電壓而產生的對應參數改變(在此情況下，為相移)。具有產生180度峰到峰相移的容量的要求對調製器的總長度(即，沿波傳播方向的尺寸)強加下界。更具體來說，如果將驅動信號(例如，驅動信號13h-b，參見圖1)的擺幅限制於特定的實際可行的值(例如，約5V)，那麼對應地限制每調製器單位長度可由光學波獲取的最大峰到峰相移。因此，調製器需要具有至少某一最小長度以使光學波能夠獲取所要的180 度相移。純相位調製器的相對大的大小呈現對增加數據速率的障礙。更具體來說，相對大調製器的RC響應固有地低，此使得所述調製器不適宜相對高(例如，> 10(ib/s)的位速率。 用以解決此問題的一些現有技術方法導致相當複雜的設計，例如行波設計。然而，行波調製器的佔用面積保持不利地大。通過實驗及模擬，已發現可將調製器200實施為具有相對小的佔用面積且同時能夠以相對高的位速率操作。舉例來說，QW調製器MOa-b中的每一者可具有小於約500 μ m 或甚至小於約300 μ m的總長度，或者具有來自介於約100 μ m與約200 μ m之間的範圍的任何總長度。在一個實施例中，QW調製器240的總長度使得對於具有操作波長的光學波，穿過QW調製器的渡越時間小於位速率的倒數的約20% (應注意，位速率的倒數與位周期成比例或等於位周期)。調製器200的所得實施方案可有利地經配置以展現出相對低的啁啾及相對低的插入損耗同時以大於約50(ib/S或甚至大於約80(ib/S的數據速率操作。圖4A到4B圖解說明根據本發明一個實施例操作光學發射器100的方法400。更具體來說，圖4A展示方法400的流程圖。圖4B以曲線解說明使用方法400產生的發射器100的代表性配置。雖然出於說明性目的而參考具有調製器200的發射器100描述了方法400，但所屬領域的技術人員將理解所述方法可類似地用於操作其它光學發射器。在方法400的步驟402處，針對QW調製器M0a_b選擇操作波長以及對應於二進位「零」及「一」的驅動電壓，如下文所進一步解釋。可在步驟402處選擇的驅動電壓通常限定於與調製器200 —起使用的對應驅動電路(例如，圖1的驅動電路13^-b)的電壓範圍。舉例來說，驅動電路可能夠產生來自介於約OV與約-6V之間的電壓範圍的驅動電壓。由於已知QW調製器MO的幾何形狀，因此可無歧義地確定由中的選定電壓感應的電場。下文中，分別將對應於二進位「零」及 「一」的電場表示為及Ep在一種可能配置中，及E1中的一者可為零。類似地，可在步驟402處針對雷射器110選擇的操作波長λ通常由發射器100在其中操作的光學通信系統的規範/要求/配置限定。一般來說，由控制器104從光學通信系統的主控制器接收的配置信號102指定發射器100的一個或一個以上可接受離散波長或一可接受波長範圍。因此，控制器104基於從主控制器接收的指令而配置雷射器110。使用關於驅動電路的電壓範圍的信息及來自主控制器的指令，控制器104基於由方程式(4)近似界定的參數δ而選擇操作波長λ及對應於二進位「零」及「一」的驅動電壓
其中An1及Ak分別由方程式⑵到(3)界定，且λ = 2 π c/ω，其中c為光在真空中的速度。如可看出，參數δ含有QW調製器MO中的電折射峰到峰改變與電吸收峰到峰改變的比率。操作波長λ及驅動電壓經選擇使得δ落到指定的範圍中。舉例來說， 在一個實施方案中，指定的範圍為介於約0與約2之間的正值範圍。在另一實施方案中，指定的範圍為介於約0. 1與約1.9之間的範圍。在又一實施方案中，指定的範圍為介於約0.5 與約1.5之間的範圍。Δηι(ω，E1)及Δ ηι ( ω，Etl)兩者均不為負也可為合意的。然而，應注意，如果 Δηι(ω, E1)彡0，那麼An1(G^Etl)彡0通常成立。參數δ的上文指定的範圍暗示，在操作波長下，QW調製器240執行振幅調製及相位調製兩者。由於QW調製器MO的相對小的長度，在基於參數δ而選擇驅動電壓及操作波長的情況下，QW調製器中的峰到峰相移通常小於約180度或甚至小於約90度。圖4Β展示啁啾參數C為QW調製器240中的峰到峰相移及消光比率r的函數。由於所有這些數量為λ、及E1的函數，因此可使用圖4Β來確定λ、及E1的最優值。對於非常短的QW調製器Μ0，峰到峰相移可(舉例來說)小於50度。圖4Β中所示的數據指示，為了在此情形下獲得相對低的插入損耗，QW調製器240需要以相對大的消光比率操作。返回參考圖4Α，在步驟404處，針對移相器230選擇偏置電壓並將所述偏置電壓施加到移相器230，使得幹涉儀臂21 與214b之間存在約180度的相移。在步驟406處，雷射器110向調製器200的波導20 施加光學輸入信號112(具有在步驟402處選擇的操作波長)。在步驟408處，分別向QW調製器M0a_b施加對應於數據信號Data及萬冗的驅動信號。這些驅動信號具有在步驟402處選擇的驅動電壓。如上文已指示，所述數據信號可具有相對高的位速率，例如，大於約80(ib/S。在任選步驟410處，使施加到QW調製器MOa-b的驅動信號經受具有對應於位速率的約四分之一的帶寬的電低通濾波。可(例如)使用濾波器130a_b來執行所述濾波。在任選步驟412處，使光學輸出信號122經受具有對應於位速率的約一半的帶寬的光學帶通濾波。可(例如)使用濾波器140來執行所述濾波。簡單地再次參考圖4B，所述圖中的點Q指示使用方法400獲得的發射器100的示範性配置。對應於點Q的QW調製器MO的長度為115 μ m。當採用調製器200的此特定實施例的發射器100經配置以使用對應於由點Q指示的插入損耗L及峰到峰相移的值的驅動電壓及操作波長操作時，所述發射器能夠產生具有大於約85(ib/S的位速率的低啁啾光學雙二進位信號。儘管已參考說明性實施例描述了本發明，但此說明並不既定解釋為具有限制意義。雖然上文針對QW調製器240指定了特定材料集合，但還可使用其它材料。舉例來說， 芯沈0的MQW結構可使用以下材料的子集來實施1η、P、Ga、As及Al。本發明所屬領域的技術人員會明了的所描述實施例的各種修改以及本發明的其它實施例被認為是在以上權利要求書中所表達的本發明原理及範圍內。除非另有明確陳述，否則每一數值及範圍應解釋為近似值，好像詞「約」或「近似」 在所述值或範圍的值之前。將進一步理解，所屬領域的技術人員可做出為解釋本發明的性質而已描述及圖解說明的部件的細節、材料及布置的各種改變，而不背離以上權利要求書中所表述的本發明範圍。雖然以上方法權利要求書(如果有的話)中的元素是以具有對應標示的特定序列加以敘述，但除非權利要求書敘述另外暗示用於實施那些元素中的一些或全部的特定序列，否則那些元素未必既定限於以所述特定序列來實施。本文中提及「一個實施例」或「一實施例」意指結合所述實施例所描述的特定特徵、 結構或特性可包含於本發明的至少一個實施例中。在本說明的各個地方出現短語「在一個實施例中」未必全部是指同一實施例，單獨或替代實施例也未必與其它實施例相互排斥。相同情形適用於術語「實施方案」。在整個詳細說明中，未按比例繪製的圖式僅為說明性且加以使用旨在解釋而非限制本發明。例如高度、長度、寬度、頂部、底部等術語的使用完全用以促進本發明的說明且不既定將本發明限於特定定向。舉例來說，高度並不暗示僅垂直上升限制，而是用於識別如各圖中所示的三維結構的三個維度中的一者。此「高度」在電極是水平的情況下將為垂直的， 但在電極是垂直的情況下將為水平的，等等。類似地，儘管所有圖將不同層展示為水平層， 但此定向僅出於描述性目的且不應解釋為限制。此外，出於本發明的目的，術語「耦合(couple、coupling、coupled) 」、「連接 (connect,connecting或connected)，，是指此項技術中已知或稍後開發的允許能量在兩個或兩個以上元件之間傳送的任一方式，且涵蓋一個或一個以上額外元件的間置，但並非所需的。相反，術語「直接耦合」、「直接連接」等暗示不存在此些額外元件。
權利要求
1.一種操作光學發射器的方法，其包括(A)產生用於第一量子阱QW調製器的不同的第一及第二驅動電壓以產生用數據調製的光學信號，其中所述光學發射器包括所述第一 QW調製器； 所述第一驅動電壓對應於第一二進位電平；且所述第二驅動電壓對應於第二二進位電平；及(B)產生用於所述光學發射器的具有操作波長的輸入光學信號，使得對於所述第一QW 調製器，對應於所述第一及第二驅動電壓的電折射峰到峰改變與電吸收峰到峰改變的比率 δ大於零但約小於二。
2.根據權利要求1所述的方法，其中 所述數據具有大於約50(ib/s的位速率；且對於具有所述操作波長的光學波，穿過所述QW調製器的渡越時間小於所述位速率的倒數的約20%。
3.根據權利要求1所述的方法，其中對於所述第一QW調製器，對應於所述第一及第二驅動電壓的峰到峰相移小於180度。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述峰到峰相移小於約90度。
5.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括調整以下各項中的至少一者以改變所述比率δ :(i)所述第一及第二驅動電壓以及(ii)所述操作波長。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述光學發射器包括 馬赫-曾德MZ幹涉儀，其具有第一及第二幹涉儀臂，其中 所述第一 QW調製器位於所述第一幹涉儀臂中；第二 QW調製器位於所述第二幹涉儀臂中；且所述幹涉儀臂中的至少一者包括一個或一個以上移相器；及雷射器，其光學地耦合到所述MZ幹涉儀以向所述MZ幹涉儀施加具有所述操作波長的所述光學輸入信號。
7.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括向所述第一 QW調製器施加具有所述第一及第二驅動電壓的第一驅動信號，其中所述第一驅動信號是基於第一數據信號；向所述第二 QW調製器施加具有所述第一及第二驅動電壓的第二驅動信號，其中所述第二驅動信號是基於第二數據信號；對所述第一數據信號進行反相以產生所述第二數據信號； 使所述第一及第二驅動信號中的至少一者經受低通濾波；及使由所述MZ幹涉儀產生的光學輸出信號經受光學帶通濾波，其中所述光學發射器產生具有所述操作波長的光學雙二進位信號流。
8.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括配置所述一個或一個以上移相器以在所述第一與第二幹涉儀臂之間產生來自介於約165度與約195度之間的範圍的相位差。
9.一種設備，其包括馬赫-曾德MZ幹涉儀，其具有第一及第二幹涉儀臂，其中 所述第一幹涉儀臂包括第一量子阱QW調製器；所述第二幹涉儀臂包括第二 QW調製器；及第一驅動器電路，其經電耦合以驅動所述第一 QW調製器；第二驅動器電路，其經電耦合以驅動所述第二 QW調製器，其中所述MZ幹涉儀光學地耦合到雷射器以從所述雷射器接收具有操作波長的光學輸入信號；及控制器，其配置所述第一驅動器電路以產生用於所述第一 QW調製器的第一及第二驅動電壓； 所述第二驅動器電路以產生用於所述第二 QW調製器的所述第一及第二驅動電壓；及所述雷射器以產生所述操作波長，其中 所述第一驅動電壓對應於第一二進位電平； 所述第二驅動電壓對應於第二二進位電平；且所述控制器操作以配置所述第一及第二驅動器電路及所述雷射器以致使對應於所述第一及第二驅動電壓的電折射峰到峰改變與電吸收峰到峰改變的比率S大於零但約小於--ο
10.根據權利要求9所述的設備，其中所述第一及第二 QW調製器中的至少一者包括波導，其具有交錯的N個QW層及N+1個勢壘層，其中N為正整數；及電極，其與所述波導電接觸以接收具有所述第一及第二驅動電壓的驅動信號；所述驅動器電路操作以基於數據流而驅動所述QW調製器；對於具有所述操作波長的光學波，穿過所述第一及第二 QW調製器中的至少一者的渡越時間小於所述數據流的位速率的倒數的約20% ；所述第一及第二 QW調製器中的至少一者具有小於約500 μ m的總長度； 所述第一及第二幹涉儀臂包括一個或一個以上移相器；且所述控制器操作以配置所述一個或一個以上移相器以在所述第一與第二幹涉儀臂之間產生來自介於約165度與約195度之間的範圍的相位差。
全文摘要
本發明涉及一種具有量子阱QW調製器的光學發射器及一種操作所述光學發射器的方法。所述QW調製器可配置以執行振幅調製及相位調製兩者。使用所揭示的方法，可選擇所述QW調製器的長度、一個或一個以上驅動電壓及/或操作波長以使所述光學發射器能夠產生具有相對高位速率的經調製光學信號，例如，具有大於約80Gb/s的位速率的光學雙二進位信號。
文檔編號H04B10/04GK102356570SQ201080012767
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月17日 優先權日2009年3月20日
發明者克里斯多福·R·多爾 申請人:阿爾卡特朗訊