[发明专利]一种基于包络检测前端的光子器件参数控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于包络检测前端的光子器件参数控制方法及系统，属于光电芯片设计领域。通过将随机数据序列加载到光子器件上，光子器件输出随随机数据序列发生幅度变化的光信号；将光信号转化为电信号，跟踪所述电信号的上/下包络；根据上/下包络值输出控制信号，并根据控制信号产生相应的驱动信号；根据驱动信号产生相应的热，从而实现对光子器件的热调谐。本发明所提出的基于包络检测前端的光子器件参数闭环反馈控制系统与方法能够在随机数据序列下完成对光子器件参数的检测与控制，从而克服传统方法存在的需特殊数据序列、功耗大、延时不匹配的问题。

技术领域

本发明属于光电芯片设计领域，更具体地，涉及一种基于包络检测前端的光子器件参数控制方法及系统。

背景技术

光子器件具有高传输带宽、低能量损耗以及易于大规模集成等诸多优点，在数据中心、无线通信等领域具有广泛的应用。为了防止光子器件的光学参数由于温度变化、制造工艺偏差以及输入激光变化等影响而发生改变，通常会引入闭环反馈控制系统对其光学参数进行检测及控制。由于光子器件的光学参数同时会随随机数据序列而发生高频变化，通常会引入预处理或者数据检测系统配合参数控制系统对其光学参数进行控制及优化。

比如，环型调制器(RM)的谐振波长易受到温度变化、制造工艺偏差以及输入激光变化的影响而发生偏移，导致其调制性能的恶化。美国专利US10651933B1公开了一种利用光电二极管、控制单元以及热调器的闭环反馈控制系统，这种控制系统通过光电二极管实现对环形调制器下载端口处光强的检测，其中通过插入测试数据的方式实现对调制数据的预处理，然后通过控制单元根据光电二极管输出的光电流产生控制信号，最后通过热调器控制环形调制器。中国发明专利CN2017110298491也公开了一种对调制数据进行预编码的预处理技术，从而配合闭环反馈控制系统实现对环形调制器谐振波长的控制与锁定。在这两种用于环形调制器的闭环反馈控制系统中，由于均需要对高速调制数据进行预处理而产生特定的调制数据序列，则预处理模块的工作频率需要与调制数据速率相匹配，并且会降低有效的调制数据速率，因此不能很好的满足高带宽、低功耗和随机数据序列的数据传输需求。

此外，获取数据序列统计信息的方案可以在传输随机数据格式时实现对光子器件光学参数的闭环反馈控制，但是在已有的工作中获取数据序列统计信息通常需要额外的高速数据统计模块。由于信息传输路径的不同，高速数据统计模块得到的结果与光电转换模块得到的结果会由于延时导致不匹配问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于包络检测前端的光子器件参数控制方法及系统，旨在解决现有的基于预处理以及基于数据统计的光子器件参数闭环锁定方法中存在的瓶颈的问题。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种基于包络检测前端的光子器件参数控制方法，包括以下步骤：

将随机数据序列加载到光子器件上，光子器件输出随随机数据序列发生幅度变化的光信号；

将所述光信号转化为电信号，跟踪所述电信号的上/下包络；

根据上/下包络值输出控制信号，并根据控制信号产生相应的驱动信号；

根据驱动信号产生相应的热，从而实现对光子器件的热调谐。

进一步地，电信号的上/下包络值通过以下步骤获取：

将保存的上/下包络值与随机数据序列相关的电压信号进行比较，得出此时保存的上/下包络值与真实上/下包络值的大小关系；

根据比较器的比较结果进行充放电，以更新保存的上/下包络值；

输出检测得到的更新后的上/下包络值。