[发明专利]光子电路中的光学温度测量

权利要求书

1.一种光子集成电路(PIC)，包括：

基底的器件层中的第一光学波导；

被耦合到所述第一光学波导的有源光子器件，所述有源光子器件包括二极管结；以及

所述基底的所述器件层中的第二光学波导，所述第二光学波导包括光学温度传感器，所述光学温度传感器在所述二极管结的感测邻近度内。

2.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中所述光学温度传感器包括布拉格光栅、环形谐振器或者非对称马赫曾德尔干涉仪中的至少一项。

3.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中所述有源光子器件是激光器、光学调制器、波长参考光学滤波器、或者光学复用器/解复用器中的一项。

4.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中所述有源光子器件包括对称或不对称的马赫曾德尔干涉仪、阵列波导光栅、或者电吸收调制器中的至少一项。

5.一种用于测量光子集成电路(PIC)中的光子器件的温度的方法，所述方法包括：

经由第一光学波导将光耦合到所述光子器件中；

经由第二光学波导来光学询问光学温度传感器，以确定所述光学温度传感器的频谱特性，所述光学温度传感器被放置在所述光子器件的感测邻近度内；以及

基于所述频谱特性的经校准温度相关性，将所确定的所述频谱特性计算性地转换为所测量的所述温度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中光学询问所述光学温度传感器包括：使用所述PIC外部的激光器将光耦合到所述第二光学波导中，以及使用外部光电检测器测量以下的至少一项：所述光学温度传感器中反射的光或者由所述光学温度传感器透射的光。

7.根据权利要求6所述的方法，其中光学询问所述光学温度传感器包括：在波长范围之上调谐所述外部激光器的波长，以及在所述波长范围之上测量经反射的所述光或经透射的所述光。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括通过以下来校准所述频谱特性的所述温度相关性：

将所述PIC放置于在第一温度的受控温度环境中；

在所述第一温度的基本热平衡之后，经由所述第二光学波导来光学询问所述光学温度传感器，以确定所述频谱特性的第一值；

将所述PIC放置于在第二温度的受控温度环境中；

在所述第二温度的基本热平衡之后，经由所述第二光学波导来光学询问所述光学温度传感器，以确定所述频谱特性的第二值；以及

至少部分地基于所述第一值和所述第二值以及所述第一温度和所述第二温度来确定所述频谱特性的所述温度相关性。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述光子器件是有源光子器件，包括二极管结构和用以跨所述二极管结构施加电压的电连接，其中到所述二极管结构的功率在所述温度相关性的校准期间是关闭的，并且到所述二极管结构的功率在基于经校准的所述温度相关性来测量所述光子器件的所述温度时是开启的。

10.一种用于测量光子集成电路(PIC)中的光子器件的温度的方法，所述方法包括：

以第一传播方向将第一光学信号耦合到所述光子器件中；

使用第二光学信号光学询问所述光子器件，以确定所述光子器件的频谱特性，所述第二光学信号以第二传播方向被耦合到所述光子器件中，所述第二传播方向与所述第一传播方向相反；以及

基于所述频谱特性的经校准的温度相关性，将所确定的所述频谱特性计算性地转换为所测量的所述温度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一光学信号由所述PIC的激光器生成，并且所述第二光信号由所述PIC外部的激光器生成。

12.根据权利要求10所述的方法，其中光学询问所述光子器件包括：测量所述第二光学信号的经透射部分的光学功率或者所述第二光学信号的经反射部分的光学功率。