[发明专利]用于调谐光学信号的光学装置和方法

说明书

一种光学装置，可耦合至波导以从该波导接收光学信号。该光学装置通常具有至少两个衍射光栅装置，这些衍射光栅装置彼此光耦合并具有相应的光谱响应。这些衍射光栅装置中的至少一个衍射光栅装置的光谱响应为可调谐的，以调整所述至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。

技术领域

本发明涉及波分复用光学通信领域，并且在特定实施例中，涉及用于可调谐光学滤波和切换功能的装置和方法。

背景技术

光学滤波器是诸如波分复用(WDM)、信号处理和动态带宽分配等光学通信应用的关键部件。这些关键装置目前在集成光子系统中，尤其是在绝缘硅(SOI)晶片上实现与衍射光栅光谱仪等传统分立光学部件相同的功能是令人满意的。硅光子技术允许互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容低成本、高产出和大规模片上集成的批量制造。

未来应用例如超级信道技术的大容量传输系统将需要超过几百千兆赫的动态信道带宽分配。然而，大型带宽可调谐性目前仅限于庞大的台式系统。现有的使用例如微环谐振器和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的集成可调谐滤波器具有相对较小的可调谐带宽(小于200GHz)。此外，它们的自由光谱范围(FSR)很小，通常小于10nm。因此始终存在改进空间。

发明内容

布拉格光栅是一类在光学波导结构中具有周期电介质微扰的波长选择性衍射光栅装置。它们也被称为一维光子晶体。它们的带宽可以在宽波长范围内轻松定制。已经在光纤以及平面波导中提出并实现了各种布拉格光栅装置，包括单个波导中的反射布拉格光栅和具有分插操作的光栅辅助耦合器结构。特别地，小型化的光栅辅助反向耦合器(反DC)已经被开发出来，用于诸如分插滤波器、交换器和可调谐延迟线等各种功能。使用这些具有固定带宽的布拉格光栅装置的级联结构也是可能的。此外，已经在用于WDM光学通信网络的SOI晶片上提供了诸如带通光学滤波器和波分复用器/解复用器的集成布拉格光栅装置。

然而，单独采用的这些设备具有固定的光学带宽，因此不能用于未来灵活的WDM光学网络。

根据一个方面，提供了一种可耦合至波导以从波导接收光学信号的光学装置，该光学装置包括至少两个彼此光耦合并具有相应的光谱响应的衍射光栅装置，所述衍射光栅装置中的至少一个衍射光栅装的光谱响应为可调谐的，以调整(例如，改变、维持)至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。

根据另一方面，提供了一种光学装置，包括：具有第一光谱响应的第一衍射光栅装置，第一衍射光栅装置可耦合至承载光学信号的波导，并且能够执行从光学信号中提取中间信号的操作，该中间信号具有对应于第一光谱响应的中间光谱；具有第二光谱响应的第二衍射光栅装置，第二衍射光栅装置耦合至第一衍射光栅装置以接收中间光学信号，并且能够执行从中间光学信号提取输出光学信号的操作，该输出光学信号具有对应于中间光谱和第二衍射光栅装置的第二光谱响应的重叠区域的输出光谱，第一光谱响应和第二光谱响应中的至少一个光谱响应可调谐以改变至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。

根据另一方面，提供了一种用于调谐承载在波导上的光学信号的方法，该波导被光学耦合至光学装置用于接收光学信号，该光学装置包括至少两个彼此耦合的并具有相应光谱响应的衍射光栅装置，该方法包括以下步骤：调谐所述衍射光栅装置中的至少一个衍射光栅装置的光谱响应，以调整至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。

根据另一方面，公开了一种光学装置，其包括至少两个级联的布拉格光栅光学滤波器，该级联的布拉格光栅光学滤波器的带宽可以通过补偿其中一个所述级联布拉格光栅光学滤波器的对应布拉格波长而被调谐。通过基于相应的光谱位置调谐所述布拉格光栅光学滤波器的布拉格波长，允许改变和/或迁移光学装置的带宽。

对于本领域技术人员而言，在阅读本发明之后，本发明的许多其他特征及其组合将会是显而易见的。

附图说明

在附图中，

图1是根据实施例的用于调整光学信号的光学装置的示意图；