温度不敏感demux/mux装置及其利记博彩app
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及光通信技术。更具体地，本发明提供温度不敏感的DEMUX/MUX硅的硅光子装置配置以及其方法。
【背景技术】
[0002]在过去的几十年，通信网络的使用迅猛发展。在早期的因特网中，流行的应用程序限于电子邮件、公告栏以及主要基于信息和文本的网页浏览，并且所传输的数据量通常较小。如今，因特网和移动应用程序需要大量带宽，用于传输照片、视频、音乐以及其他多媒体文件。例如，社交网络(例如，Facebook)每天处理超过500TB的数据。对于这样的高的数据和数据传输要求，需要改善现有的数据通信系统以解决这些需要。
[0003]电脑技术的发展(以及摩耳定律的继续)变得越来越多地取决于微芯片之间以及以内的更快的数据传输。光互连可以提供一个前进的方向，并且硅光子被证实，一旦集成在标准硅芯片上，会尤其有用。通过现有单模光纤的40-Gbit/s然后ΙΟΟ-Gbit/s的数据速率波分多路复用(WDM)光传输是下一代光纤通信网络的目标。迄今为止的最大的难题(bighangup)是减慢通信信号速度的类似色散现象的光纤损害。在直到lOGbits/s多一点时，一切都很好的，但是一旦超过这个数据率，失真和衰减会产生一定的影响。针对调制方法建议了许多方法以便针对每个符号传送两位或多位，从而可以实现高的通讯速率。马赫-曾德调制(MZM)可以处理更高的数据速率，但是需要具有宽输出电压摆幅的差动式(differential)驱动器。在数据传输的光调制以外，光信号的MUX/DEMUX是基于硅光子的光网络的基本组成部分。
[0004]硅光子装置可以使用现有的半导体制造技术制成，并且因为绝缘体上的硅已经用作大部分集成电路的基板，所以可以创造光部件和电子部件集成在单个微芯片上的混合装置。具体地，硅光子装置已经用于WDM中，尤其密集波分复用(DWDM)，光传输网络，其中DEMUX/MUX波长会由于环境温度而改变，从而引起通过网络传送光信号的问题。传统地，波长控制可以在使用TEC电路(其通常与高功率消耗相关联)的阵列波导光栅(AWG)DEMUX中进行。因此，需要具有低得多的功率消耗，对温度不敏感的DEMUX/MUX装置的改善的波长控制技术。
【发明内容】
[0005]本发明涉及光通信技术。更具体地，本发明提供用于基于波导的多通道光传输的温度不敏感的DUMUX/MUX硅光子装置。仅通过举例，本发明公开温度不敏感的DEMUX装置的配置作为不会由周围温度改变的，具有相应的多通道波长的WDM光通信的解决方案，尽管其他应用也是可能的。
[0006]在现代电互连系统中，高速串行链路代替了并行数据总线，并且由于CMOS技术的演变，所以串行链路速度快速增大。遵循摩尔定律，因特网宽带几乎每隔两年就翻倍。但是摩尔定律在今后十年将失效。标准的CMOS硅晶体管在大约5nm时停止扩展。并且，由工艺放大造成的因特网带宽增大将达到平衡。但是，因特网和移动应用程序继续需要大量带宽，来传输照片、视频、音乐以及其他多媒体文件。本公开描述了用于在摩尔定律之外提高通信带宽的技术和方法。
[0007]在实施方式中，本发明提供用于WDM的温度不敏感的DEMUX/MUX装置，该装置包括:延迟线干涉仪(DLI)，包括:第一MMI耦合器，所述第一MMI耦合器被配置为接收第一输入光，所述第一输入光承载多个波长并且分为两个光分支以分别传输通过具有相位延迟的两个波导。DLI还包括第二 MMI耦合器，被配置为将所述两个光分支结合以形成穿过出口平面的第一输出光，其中所述出口平面进一步从所述两个光分支的焦点位移第一距离。另外，该装置包括第一自由空间耦合器，具有:与所述第二 MMI耦合器的所述出口平面附接的输入平面，以将所述第一输出光作为为承载相同的所述多个波长的第二输入光接收。该装置进一步包括一个或多个光纤或波导，用于基于所述多个波长将所述第二输入光空间地分割。此夕卜，配置为重新聚焦所述空间地分割的光，以在多个输出通道处分别形成多个第二输出光，其中所述多个输出通道的每个携带所述多个波长的单个波长。此外，所述第一输出光在所述出口平面处包括强度峰值位置，所述出口平面在环境温度改变时，以第二距离远离所述两个光分支的所述焦点的投射位置而偏移。所述第二距离是可调谐的，以便使具有相应的单个波长的所述第二输出光中的每一个在任何环境温度基本上避免所述对应的输出通道的任何空间偏移。
[0008]在另外的实施方式中，本发明提供制造用于WDM的温度不敏感的DEMUX通道的方法。该方法包括在具有多个波长的第一输入光和DEMUX装置的输入端口之间耦接延迟线干涉仪。延迟线干涉仪(DLI)包括:第一 MMI耦合器，配置为接收承载多个波长的所述第一输入光并且分成两个光分支。DLI进一步包括两个波导，该两个波导被配置为在所述两个波导中的一个中分别传输具有相位延迟的所述两个光分支。另外，DLI包括第二 MMI耦合器，该第二MMI耦合器被配置为结合所述两个光分支以形成承载相同的所述多个波长的第一输出光，所述第一输出光在出口平面内具有强度峰值位置，其中所述出口平面离开所述两个光分支的焦点而位移第一距离。该方法进一步包括将所述第一输出光转换至输入到所述DEMUX装置中的第二输入光并且通通过光栅光纤或者波导传输所述第二输入光以形成多个第二输出光，所述第二输出光的每个承载所述多个波长的单个波长。此外，该方法包括将每个第二输出光重新聚焦至对应的输出通道，其中，由于环境温度的改变导致的每个第二输出光的远离所述对应的输出通道的任何空间偏移，通过在所述第二 MMI耦合器的所述出口平面处转移所述第一输出光的所述第一位置而进行补偿。
[0009]在又一实施方式中，本发明提供制造用于WDM的温度不敏感的DEMUX通道的方法。该方法包括添加延迟长度干涉仪，所述延迟长度干涉仪配置为接收具有多路复用的波长的第一光并且输出具有相同的所述多路复用的波长但是具有偏移的强度峰值位置的第二光。另外，该方法包括将具有偏移的强度峰值位置的所述第二光作为输入光传输通过DEMUX装置以获取多个第三光，所述多个第三光的每一个在每个分离的输出通道处承载单个波长。此外，该方法包括将加热器附接至所述延迟线干涉仪，用于调谐所述偏移的强度峰值位置以补偿各个第三光的远离各个对应输出通道的任何温度引发的偏移。
[0010]本发明在已知的波导激光通信技术的背景下实现了这些和其他优点。然而，通过引用说明书的后半部分以及附图，可以实现本发明的性质和优点的进一步理解。
【附图说明】
[0011]以下示图仅仅是实例，不应当过度限制此处的权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多其他变化、变形或修改。还应该理解，此处描述的实例和实施方式仅用于说明的目的，并且将建议本领域技术人员进行根据其的各种改变或变化并且它们均被包括所附权利要求的精神和该过程的权限(purview of this process)以及范围以内。
[0012]图1A是在环境温度To下传统的多通道DEMUX装置的简化图。
[0013]图1B是在环境温度T1Φ To下图1A的多通道DEMUX装置的简化图。
[0014]图2是根据本发明的实施方式的被配置为由于温度从To转换至!^而重新设置输入通道位置的多通道DEMUX装置的简化图。
[0015]图3A是根据本发明的实施方式的在环境温度To下的温度不敏感的多通道DEMUX装置的简化图。
[0016]图3B是根据本发明的实施方式的在环境温度T1^To下的温度不敏感的多通道DEMUX装置的简化图。
[0017]图4A是根据本发明的实施方式的温度不敏感的DEMUX装置的延迟线干涉仪(DLI)中的光结合器的俯视图。
[0018]图4B是根据本发明的实施方式的在T= T1下的通过具有偏移聚焦位置的图4A的光结合器光结合器传送的光的功率分布的俯视图。
[0019]图5是示出根据本发明的实施方式的由于从To至1^的温度变化导致的光聚焦位置偏移的DLI的输出光的标准化功率的曲线。
【具体实施方式】
[0020]本发明涉及光通信技术。更具体地，本发明针对基于波导的多通道光传输提供温度不敏感的DUMUX/MUX硅光子装置。仅通过举例，本发明公开温度不敏感的DEMUX装置的配置作为WDM光通信(其中相应的多通道波长不会由周围温度改变)的解决方案，尽管其他应用也是可能的。
[0021]在过去的几十年，随着云计算和数据中心的出现，网络服务器的需要演进。例如，长时间使用的三层配置不再充分或合适，这是因为分布式应用程序需要更平的网络架构，其中，服务器虚拟化允许服务