本申請是基于2011年12月19日提交的、申請?zhí)枮?01110427133.3、發(fā)明名稱為“具有減小尺寸的光學調(diào)制器和包括其的光學發(fā)射器”的中國專利申請的分案申請。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2010年12月17日提交的韓國專利申請no.10-2010-0130323的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

本申請涉及一種光學調(diào)制器，并且更具體地，涉及一種具有減小的尺寸的光學調(diào)制器和包括該光學調(diào)制器的光學發(fā)射器。

背景技術(shù)：

可以建議環(huán)類型光學調(diào)制器減小光學調(diào)制器的尺寸。然而，環(huán)類型的光學調(diào)制器會不利地受到溫度影響。

馬赫-曾德爾光學調(diào)制器可以比環(huán)類型光學調(diào)制器更穩(wěn)定。然而，由于馬赫-曾德爾光學調(diào)制器在兩個端中的每端處包括相對大的y分束器，因此馬赫-曾德爾光學調(diào)制器會相對大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些示例性實施例，提供了一種光學調(diào)制器，包括光輸入單元，其構(gòu)造為接收沒有被調(diào)制的入射光學信號。該入射光學信號被分束為第一光學信號和第二光學信號。第一和第二光學信號分別發(fā)送到光學波導的分別位于兩個方向上的第一路徑和第二路徑。移相器被構(gòu)造為位于第一路徑和第二路徑中的至少一個中并且響應(yīng)于電信號調(diào)制已經(jīng)分別通過第一和第二路徑接收的第一和第二光學信號中的至少一個的相位。光輸出單元被構(gòu)造為組合通過第一路徑接收的信號和通過第二路徑接收的信號并且產(chǎn)生輸出光學信號。這里，光輸入單元和光輸出單元中的至少一個單元可以包括垂直光柵耦合器。

光輸入單元可以包括第一垂直光柵耦合器，其構(gòu)造為在垂直于光學波導的兩個方向的方向上接收入射光學信號并且以相等的比例分別在兩個方向上發(fā)送第一光學信號和第二光學信號。

可替選地，光輸入單元可以包括第一垂直光柵耦合器，其構(gòu)造為在垂直于光學波導的兩個方向的方向上接收入射光學信號并且以不同的比例分別在兩個方向上發(fā)送第一光學信號和第二光學信號。

電信號可以包括第一電信號。移相器可以包括第一移相器，其構(gòu)造為位于第一路徑中并且響應(yīng)于第一電信號將第一光學信號的相位移位第一角度。

電信號可以進一步包括第二電信號。移相器可以進一步包括第二移相器，其構(gòu)造為位于第二路徑中并且響應(yīng)于第二電信號將第二光學信號的相位移位第二角度。

光輸出單元可以包括第二垂直光柵耦合器，其構(gòu)造為將第二光學信號與從第一移相器輸出的相位調(diào)制信號組合，并且在與其中第二光學信號和相位調(diào)制信號被輸入到光輸出單元的方向垂直的方向上輸出所述輸出光學信號。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供了一種光學調(diào)制器，其包括光輸入/輸出單元，其構(gòu)造為接收沒有被調(diào)制的入射光學信號。入射光學信號被分束為第一光學信號和第二光學信號。第一光學信號和第二光學信號被分別發(fā)送到光學波導的第一路徑和第二路徑。移相器被構(gòu)造為位于第一和第二路徑中的至少一個中，以響應(yīng)于電信號調(diào)制分別通過第一和第二路徑接收的第一和第二光學信號中的至少一個的相位，并且輸出相位調(diào)制信號。反射光柵耦合器，其構(gòu)造為將通過第一路徑接收的信號反射回第一路徑，并且將通過第二路徑接收的信號反射回第二路徑。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供了一種光學調(diào)制器，其包括垂直光柵耦合器，其構(gòu)造為接收沒有被調(diào)制的入射光學信號，將入射的光學信號分束為第一光學信號和第二光學信號，以及將第一和第二光學信號分別發(fā)送到光學波導的第一路徑和第二路徑。移相器構(gòu)造為位于第一和第二路徑中的至少一個中，并且響應(yīng)于電信號而調(diào)制分別通過第一和第二路徑接收的第一和第二光學信號中的至少一個的相位。第一反射光柵耦合器被構(gòu)造為接收通過第一路徑接收的信號，并且將該信號反射回第一路徑。第二反射光柵耦合器被構(gòu)造為接收通過第二路徑接收的信號，并且將該信號反射回第二路徑。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供了一種光學耦合器，其包括垂直光柵耦合器，其構(gòu)造為在垂直于沿其使光學信號將被輸出到光學波導的平面的方向上接收光學信號，將該光學信號的第一偏振光分到光學波導中第一至第四路徑之中的第一和第三路徑中，并且將該光學信號的第二偏振光分到第二和第四路徑中。第一移相器被構(gòu)造為位于第一路徑中，并且調(diào)制通過第一路徑接收的光學信號的相位。第二移相器被構(gòu)造為位于第二路徑中，并且調(diào)制通過第二路徑接收的光學信號的相位。第一至第四反射光柵耦合器被構(gòu)造為將分別通過第一至第四路徑接收的光學信號分別反射回第一至第四路徑。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供了一種光學調(diào)制器，其包括垂直光柵耦合器，其構(gòu)造為在垂直于沿其使光學信號將被輸出到光學波導的平面的方向上接收光學信號。垂直光柵耦合器將該光學信號的第一偏振光分到光學波導中的第一至第四路徑之中的第一和第三路徑中，并且將該光學信號的第二偏振光分到第二和第四路徑中。第一移相器被構(gòu)造為位于第一路徑中，并且調(diào)制通過第一路徑接收的光學信號的相位。第二移相器被構(gòu)造為位于第二路徑中，并且調(diào)制通過第二路徑接收的光學信號的相位。第一反射光柵耦合器被構(gòu)造為分別將分別通過第一和第三路徑接收的光學信號反射回第一和第三路徑。第二反射光柵耦合器被構(gòu)造為分別將分別通過第二和第四路徑接收的光學信號反射回第二和第四路徑。

附圖說明

通過參考附圖來詳細描述示例性實施例，本發(fā)明的示例性實施例的以上和其他特征和方面將更加清楚，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學發(fā)射器的示意圖；

圖2是光學調(diào)制器的示意圖；

圖3a和3c是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學波導和光纖之間的第一光學接口的示意圖；

圖3b和3d是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學波導和光纖之間的第二光學接口的示意圖；

圖4a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器的示意圖；

圖4b至4f是圖4a中所示的光學調(diào)制器的修改的示意圖；

圖5a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器的示意圖；

圖5b至5f是圖5a中所示的光學調(diào)制器的修改的示意圖；

圖6a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器的示意圖；

圖6b至6d是圖6a中所示的光學調(diào)制器的修改的示意圖；

圖7a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖7b是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖13是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖14是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖15是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；

圖16至19是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

在下面，將參考附圖來更全面地描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以很多不同形式來實施，并且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實施例。在附圖中，為了清楚起見，可以夸大層和區(qū)域的大小和相對大小。從始至終，相同的附圖標記可以表示相同的元件。

將理解的是，當元件被稱為“連接”或“耦合”到另一元件時，其能夠直接連接或耦合到另一元件或者可以存在中間元件。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學發(fā)射器1的示意圖。光學發(fā)射器1包括可以是例如連續(xù)波(cw)激光器的光源10、光學調(diào)制器驅(qū)動器20、預編碼器30以及光學調(diào)制器200。

預編碼器30對不歸零(nrz)電信號進行預編碼，并且將預編碼的信號輸出到光學調(diào)制器驅(qū)動器20。光學調(diào)制器驅(qū)動器20放大預編碼的信號，并且將放大的信號輸出到光學調(diào)制器200。nrz電信號可以是二進制數(shù)據(jù)信號。預編碼器30可以使用例如1位延遲元件和異或元件來形成。

光學調(diào)制器200根據(jù)放大的信號，例如電信號調(diào)制從光源10接收的光的強度和相位。光學調(diào)制器200的偏置位置可以被設(shè)定在與光學調(diào)制器200的傳輸特性函數(shù)中的最小值相對應(yīng)的空點處。

光學調(diào)制器200也可以將調(diào)制光學信號分束為第一和第二光學信號，將第一光學信號延遲例如大約0.5位(例如，180度)，并且輸出通過組合第一延遲的光學信號和第二光學信號從而它們相消地干涉而獲得的光學信號?？商孢x地，光學調(diào)制器200可以輸出通過組合第一光學信號和第二光學信號從而它們相長干涉而獲得的光學信號。在下面詳細描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的適合的光學調(diào)制器200的示例。

圖2是光學調(diào)制器100的示意圖。參考圖2，光學調(diào)制器100包括輸入端子110、第一y分束器120、移相器130、第二y分束器140以及輸出端子150。

輸入端子110連接到光纖以使得光能夠被輸入到光學調(diào)制器100。輸出端子150也連接到光纖以使得調(diào)制光能夠從光學調(diào)制器100輸出。

第一y分束器120是無源元件，其分束通過輸入端子110輸入的光。例如，第一y分束器120可以以1比1的比率來分束通過輸入端子110輸入的光學信號。第一y分束器120的分束角可以是任意的。

移相器130可以使用通過光學調(diào)制器驅(qū)動器20輸入的電信號，來移位通過第一y分束器120將光學信號分束到的兩個分支中的一個分支的信號的相位。

第二y分束器140是無源元件，其將從移相器130發(fā)送的光學信號與從第一y分束器120發(fā)送的光學信號組合或者重疊。光學信號可以通過重疊而相消干涉或者相長干涉。第二y分束器140的分束角可以是任意的。

由于第一y分束器120和第二y分束器140是無源元件，因此，會難以減小光學調(diào)制器100的大小。

圖3a和3c是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學波導和光纖之間的第一光學接口的示意圖。參考圖3a和3c，光學波導240包括氧化物層220和硅層230。硅層230具有光接收部250。光接收部250通過光纖210接收光。光接收部250可以成形為肋圖案。通過調(diào)整光接收圖案250的肋之間的間隙和深度，將入射光輸入到硅層230。輸入到硅層230的光以全反射行進，因為硅層230具有高于氧化物層220的折射率。硅層230對應(yīng)于芯層并且氧化物層220對應(yīng)于包覆層。盡管在圖3a中未示出，但是硅層230的頂部可以覆蓋有包覆層(例如，氧化物層)。

參考圖3a，第一光接口將光纖210定位在相對于光學波導240的垂直方向的角度θ處。光纖210遇到光學波導240的方向可以表示將發(fā)送光學信號的方向，并且可以表示光學信號在光學波導240中行進的方向。例如，當角度θ被給定，使得入射光pcw_in在第一方向d1上輸入到光學波導240時，光pcw_in在光學波導240中在第二方向d2上行進。角度θ可以處于8至10度的范圍內(nèi)，但是不限于此。

如上所述，當使用第一光接口時，入射光信號在單個方向上行進，并且因此，如圖3c中所示，光學波導280a也可以形成在單個方向上。錐形部270a可以設(shè)置在光接收部250和光學波導280a之間以連接它們。具有圖3a和3c中所示的結(jié)構(gòu)的第一光接口被稱為傾斜光柵耦合器。

圖3b和3d是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學波導和光纖之間的第二光學接口的示意圖。光學波導240包括氧化物層220和硅層230。硅層230包括光接收部250，光通過光纖210被輸入到光接收部250。光接收部250成形為肋圖案。通過調(diào)整肋之間的間隙和肋的深度來將入射光輸入到硅層230。輸入到硅層230的光以全反射行進，因為硅層230具有高于氧化物220的折射率。硅層230對應(yīng)于芯層，并且氧化物層220對應(yīng)于包覆層。雖然在圖3b中未示出，但是硅層230的頂部可以覆蓋有包覆層(例如，氧化物層)。

參考圖3b，第二光接口將光纖210定位為垂直于光學波導240，以表示光學信號在光學波導240中行進的方向。例如，當光纖210被定位為垂直于光學波導240從而入射光pcw_in在第三方向d3上輸入到光學波導240時，光pcw_in在光學波導240中在第四和第五方向d4和d5上行進。光pcw_in可以被以等比例，例如1比1的比率分束到兩個方向d4和d5中(50％的光在d4方向上行進，并且50％的光在d5方向上行進)，但是本發(fā)明不限于本實施例。例如，第四方向上行進的光與第五方向上行進的光的比率可以被有意圖或者無意圖地選擇(例如，由于設(shè)計和制造階段中的變化或者誤差)為1比1之外的比率。

如上所述，由于當使用第二光接口時，入射光信號在兩個方向上行進，如圖3d中所示，因此，光學波導280a和280b也可以在雙方向上形成。錐形部270a可以設(shè)置在光接收部250和光學波導280a之間，以連接它們，并且錐形部270b可以設(shè)置在光接收部250和光學波導280b之間以連接它們。具有圖3b和3d中所示的結(jié)構(gòu)的第二光接口被稱為垂直光柵耦合器。

在圖3a至3d中，光纖210被示出為用于將光輸入到光學波導240的裝置，但是本發(fā)明不限于圖3a至3d中所示的實施例。用于將光輸入到光學波導240的裝置可以通過本領(lǐng)域中已知的波導或者不同元件來實施。

圖3a至3d中所示的光學接口可以不僅用于將光輸入到光學波導240而且用于將光從光學波導240輸出。圖3a至3d中所示的光學接口可以不僅用作用于將光學信號輸入到根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’的光輸入單元，而且用作用于從光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’輸出光學信號的光輸出單元。

圖4a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器200的示意圖。參考圖4，光學調(diào)制器200包括第一垂直光柵耦合器310、移相器130和第二垂直光柵耦合器320。

第一和第二垂直光柵耦合器310和320可以以圖3b中所示的第二光接口的形式來實施。第一垂直光柵耦合器310可以在相對于沿其光學信號pcw_in將被輸出到光學波導的平面的垂直方向上(例如，在相對于光學波導的垂直方向上)從光源接收光學信號pcw_in，并且將光學信號pcw_in以預定比率(例如，大約1比1的比率或者其他比率)分束到兩個方向p#1和p#2中。此外，光學信號可以被以1比1的比率分束到兩個方向p#1和p#2。然而，本發(fā)明不限于本實施例，并且光學信號pcw_in被分束到兩個方向p#1和p#2的比率可以有意圖地以其他方式來設(shè)定?？梢蕴峁└郊釉?，以將比率設(shè)定到特定值。此外，光被分束到兩個方向的比率會非有意地受到在實際實施期間會出現(xiàn)的各種變量和誤差的影響。

移相器130根據(jù)電信號來調(diào)制沿著兩個方向p#1和p#2中的一個從第一垂直光柵耦合器310發(fā)送的信號的相位(在下文中，稱為第一光學信號)，并且輸出相位調(diào)制信號。

例如，移相器130響應(yīng)于從光學調(diào)制器驅(qū)動器接收的電信號來移位在第一方向p#1上行進的第一光學信號的相位并且輸出相位調(diào)制信號p#1_ps。當電信號為“1”時，例如，當預定電源電壓被施加到移相器130時，相位調(diào)制信號p#1_ps可以具有相對于第一光學信號的預定相位差(例如，90或180度)。當電信號為“0”時，例如，當沒有電源電壓被施加到移相器130時，相位調(diào)制信號p#1_ps可以具有與第一光學信號相同的相位。

如上所述，電源電壓根據(jù)將發(fā)送的數(shù)據(jù)來選擇性地施加到移相器130，并且移相器130將第一光學信號的相位選擇性地延遲預定角度(例如，180度)。

第二垂直光柵耦合器320接收并且組合(或者重疊)來自第一垂直光柵耦合器310的、在第二方向p#2上行進的信號(以下稱為第二光學信號)和相位調(diào)制信號p#1_ps，并且在相對于已經(jīng)從光學波導接收相位調(diào)制信號p#1_ps和第二光學信號所沿著的平面的垂直方向上(例如，在相對于光學波導的垂直方向上)輸出組合信號。

因此，相位調(diào)制信號p#1_ps行進通過的波導可以被耦合為與第二光學信號行進通過的波導成直線(例如，以180度的角度)。相位調(diào)制信號p#1_ps和第二光學信號彼此重疊，并且在相對于光學信號在光學波導中行進所沿著的平面的垂直方向上(例如，在相對于光學波導的垂直方向上)輸出信號p_out。

第二垂直光柵耦合器320可以將相位調(diào)制信號p#1_ps與第二光學信號重疊，并且這兩個信號可以相消干涉或者相長干涉。

圖4b是圖4a中所示的光學調(diào)制器200的修改的示意圖。參考圖4b，光學調(diào)制器200’包括第一傾斜光柵耦合器405、第一y分束器410、移相器130和第二垂直光柵耦合器320。

與圖4a中所示的光學調(diào)制器200相比，圖4b中所示的光學調(diào)制器200’包括第一傾斜光柵耦合器405和第一y分束器410來代替第一垂直光柵耦合器310。

第一傾斜光柵耦合器405可以實施為圖3a中所示的第一光學接口的形式。

第一y分束器410可以是無源元件，其分束通過輸入端子110輸入的光。例如，第一y分束器410可以以預定比率(例如，1比1的比率或者其他比率)分束入射的光學信號pcw_in。第一y分束器410的分束角可以是任意的。

移相器130可以響應(yīng)于電信號來調(diào)制在兩個方向之一上發(fā)送的信號(例如，第一光學信號)的相位，并且輸出相位調(diào)制信號。

例如，移相器130響應(yīng)于從光學調(diào)制器驅(qū)動器接收的電信號來移位在第一方向p#1上行進的第一光學信號的相位，并且輸出相位調(diào)制信號p#1_ps。

第二垂直光柵耦合器320接收和重疊已經(jīng)在第二方向p#2上行進的信號(例如，第二光學信號)和相位調(diào)制信號p#1_ps，并且在相對于已經(jīng)從光學波導接收第二光學信號和相位調(diào)制信號p#1_ps所沿著的平面的垂直方向上(例如，在相對于光學波導的垂直方向上)輸出重疊信號。

因此，相位調(diào)制信號p#1_ps行進通過的波導可以與第二光學信號行進通過的波導耦合為直線(例如，以180度的角度)。相位調(diào)制信號p#1_ps和第二光學信號在第二垂直光柵耦合器320中彼此重疊并且在相對于光學信號在光學波導行進所沿著的平面的垂直方向上(例如，在相對于光學波導的垂直方向上)輸出輸出信號p_out。

第二垂直光柵耦合器320可以將相位調(diào)制信號p#1_ps與第二光學信號重疊，使得它們相消干涉或者相長干涉。

圖4c是圖4a中所示的光學調(diào)制器200的修改的示意圖。參考圖4c，光學調(diào)制器200”包括第一垂直光柵耦合器310、移相器130、y耦合器420和第二傾斜光柵耦合器425。

與圖4a中所示的光學調(diào)制器200相比，圖4c中所示的光學調(diào)制器200”包括y耦合器420和第二傾斜光柵耦合器425，來代替第二垂直光柵耦合器320。

y耦合器420與第一y分束器410類似并且是無源元件，其耦合在兩個方向上接收的光。y耦合器420和y分束器410可以基本上彼此類似并且y耦合器429和y分束器410都可以被稱為y分束器。

第二傾斜光柵耦合器425可以被實施為圖3a中所示的第一光學接口的形式。

圖4d是圖4a中所示的光學調(diào)制器200的修改的示意圖。圖4d中所示的光學調(diào)制器200包括第一垂直光柵耦合器310、第一移相器131、第二移相器132和第二垂直光柵耦合器320。

與圖4a中所示的光學調(diào)制器200相比，圖4d中所示的光學調(diào)制器200包括第一和第二移相器131和132，代替單個移相器130。

第一移相器131可以根據(jù)第一電信號es1來調(diào)制從第一垂直光柵耦合器310發(fā)送的第一光學信號的相位，并且輸出相位調(diào)制器。第二移相器132可以根據(jù)第二電信號es2來調(diào)制從第一垂直光柵耦合器310發(fā)送的第二光學信號的相位，并且輸出相位調(diào)制信號。第一移相器131可以將第一光學信號的相位移位第一角度(例如，90度)，并且第二移相器132可以將第二光學信號移位第二角度(例如，-90度)。第一和第二電信號es1和es2可以彼此相同或者彼此不同。例如，第二電信號es2可以通過反轉(zhuǎn)第一電信號es1來產(chǎn)生，但是本發(fā)明不限于該示例。

由于圖4d中所示的光學調(diào)制器200包括分別位于兩個路徑中的移相器131和132，第一和第二光學信號被分別發(fā)送通過該兩個路徑，因此，圖4d中所示的光學調(diào)制器200可以具有比包括僅位于兩個路徑之一中的單個移相器130的圖4a中所示的光學調(diào)制器200更高的調(diào)制效率。因此，與圖4a中所示的移相器130相比，圖4d中所示的移相器131和132中的每一個可以實施為較小的尺寸(例如，可以較短)。

圖4e是圖4b中所示的光學調(diào)制器200’的修改的示意圖。與圖4b中所示的光學調(diào)制器200’相比，圖4e中所示的光學調(diào)制器200’包括第一和第二移相器131和132，代替單個移相器130。

類似地，圖4f是圖4c中所示的光學調(diào)制器200”的修改的示意圖。與圖4c中所示的光學調(diào)制器200”相比，圖4f中所示的光學調(diào)制器200”包括第一和第二移相器131和132，代替單個移相器130。

已經(jīng)參考圖4d描述了提供第一和第二移相器131和132來代替單個移相器130的情況。因此，將會省略其詳細描述。

圖5a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器300的示意圖。參考圖5a，光學調(diào)制器300可以對應(yīng)于圖1中所示的光學調(diào)制器200，并且可以包括第一垂直光柵耦合器310、移相器130和第一反射光柵耦合器330。

第一垂直光柵耦合器310可以實施為圖3b中所示的第二光接口的形式。第一垂直光柵耦合器310在相對于光學信號pcw_in將輸出到光學波導所沿著的平面的垂直方向上(例如，在相對于光學波導的垂直方向上)從光源接收光學信號pcw_in，并且以預定比率(例如，大約1比1的比率或其他比率)在兩個方向p#1和p#2上發(fā)送光學信號pcw_in。

移相器130調(diào)制從第一垂直光柵耦合器310在兩個方向p#1和p#2之一上發(fā)送的信號(例如，第一光學信號)的相位，并且輸出相位調(diào)制信號。

例如，移相器130響應(yīng)于從光學調(diào)制器驅(qū)動器接收的電信號移位在第一方向p#1上行進的第一光學信號的相位，并且輸出第一相位調(diào)制信號p#1_ps。

第一反射光柵耦合器330將在第二方向p#2上行進的光學信號(例如，第二光學信號)沿著第二光學信號行進通過同一路徑反射回來并且將第一相位調(diào)制信號p#1_ps沿著第一相位調(diào)制信號p#1_ps行進通過的同一路徑反射回來。

移相器130接收反射的第一相位調(diào)制信號p#1_ps_rflc，調(diào)制其相位，并且輸出第二相位調(diào)制信號p#1_dps_rflc。

如上所述，移相器130首先調(diào)制第一光學信號的相位并且然后調(diào)制由第一反射光柵耦合器330反射的第一相位調(diào)制信號的相位，從而增加調(diào)制效率。因此，圖5a中所示的移相器130能夠被實施為比圖4a至4c中所示的移相器130小的尺寸(例如，移相器可以較短)。

第二相位調(diào)制信號p#1_dps_rflc行進通過的波導可以與來自第一反射光柵耦合器330的反射的光學信號p#2_rflc行進通過的波導耦合成直線。第二相位調(diào)制信號p#1_dps_rflc和反射的光學信號p#2_rflc在第一垂直光柵耦合器310中彼此重疊，并且在相對于光學信號在光學波導中行進所沿著的平面的垂直方向上(例如，在相對于光學波導的垂直方向上)輸出輸出信號p_out。

第一垂直光柵耦合器310可以將第二相位調(diào)制信號p#1_dps_rflc與反射的光學信號p#2_rflc重疊，使得它們相消干涉或者相長干涉。

圖5b是圖5a中所示的光學調(diào)制器300的修改的示意圖。參考圖5b，光學調(diào)制器300’包括第一y分束器510、移相器130和第二垂直光柵耦合器320。

與圖5a中所示的光學調(diào)制器300相比，圖5b中所示的光學調(diào)制器300’包括第一y分束器510，代替第一垂直光柵耦合器310。

與圖4b中所示的光學調(diào)制器200’類似，光學調(diào)制器300’也可以包括在第一y分束器510之前的傾斜光柵耦合器(未示出)。

第一y分束器510是無源元件，其分束通過輸入端子110輸入的光。例如，第一y分束器510可以以預定比率(例如，1比1的比率或者其他比率)分束入射光學信號pcw_in。第一y分束器510的分束角可以是任意的。

移相器130調(diào)制在兩個方向之一上發(fā)送的信號(例如，第一光學信號)的相位，并且輸出相位調(diào)制信號。

例如，移相器130響應(yīng)于從光學調(diào)制器驅(qū)動器接收的電信號移位在第一方向p#1上行進的第一光學信號的相位，并且輸出第一相位調(diào)制信號p#1_ps。第一相位調(diào)制信號p#1_ps可以具有相對于在第一方向p#1上行進的第一光學信號的相位的180度相位差。

第一反射光柵耦合器330將在第二方向p#2上行進的光學信號(例如，第二光學信號)沿著第二光學信號行進的路徑反射回來，并且將第一相位調(diào)制信號p#1_ps沿著第一相位調(diào)制信號p#1_ps行進通過的路徑反射回來。

移相器130接收反射的第一相位調(diào)制信號p#1_ps_rflc，調(diào)制其相位，并且輸出第二相位調(diào)制信號p#1_dps_rflc。

從第一反射光柵耦合器330行進沿著第二光學信號進來的路徑返回的反射光學信號p#2_rflc和第二相位調(diào)制信號p#1_dps_rflc在第一y分束器510中彼此重疊并且可以通過傾斜光柵耦合器輸出輸出信號p_out。

圖5c是圖5a中所示的光學調(diào)制器300的修改的示意圖。與圖5a中所示的光學調(diào)制器300相比，圖5c中所示的光學調(diào)制器300包括第一和第二移相器131和132，替代單個移相器130。

類似地，圖5d是圖5b中所示的光學調(diào)制器300’的修改的示意圖。與圖5b中所示的光學調(diào)制器300’相比，圖5d中所示的光學調(diào)制器300’包括第一和第二移相器131和132，代替單個移相器130。

圖5e是圖5a中所示的光學調(diào)制器300的修改的示意圖。參考圖5e，光學調(diào)制器300”包括第一垂直光柵耦合器310、移相器130、第一反射光柵耦合器330和第二反射光柵耦合器340。

圖5e中所示的光學調(diào)制器300”執(zhí)行與圖5a中所示的光學調(diào)制器300相同的操作，并且除了光學調(diào)制器300”進一步包括第二反射光柵耦合器340。當進一步提供第二反射光柵耦合器340時，能夠減少圖5a中所示的兩個方向上的波導之間浪費的空間。

第一垂直光柵耦合器310以預定比率(例如，1比1的比率或其他比率)在第一方向p#1和第二方向p#2上發(fā)送入射光學信號pcw_in，并且將在相對于第一方向p#1的相反方向上反射的第二相位調(diào)制信號p#1_dps_rflc和在相對于第二方向p#2的相反方向上行進的反射的光學信號p#2_rflc重疊。

圖5f是圖5e中所示的光學調(diào)制器300”的修改的示意圖。與圖5e中所示的光學調(diào)制器300”相比，圖5f中所示的光學調(diào)制器300”包括第一和第二移相器131和132，代替單個移相器130。

光學調(diào)制器300”的元件(例如，垂直光柵耦合器、反射光柵耦合器、光學波導等)在圖5e和5f中所示的修改中設(shè)置為直線，但是本發(fā)明不限于這些修改。光學調(diào)制器300”的元件不需要被設(shè)置為直線，并且可以設(shè)置在包括光學調(diào)制器300”的芯片上的空余空間中以減小尺寸。

圖6a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器600的示意圖。圖6a中所示的光學調(diào)制器600可以對應(yīng)于圖1中所示的光學調(diào)制器200。光學調(diào)制器600包括垂直光柵耦合器610、第一移相器670、第二移相器660、第一反射光柵耦合器630、第二反射光柵耦合器620、第三反射光柵耦合器640和第四反射光柵耦合器650。

光學調(diào)制器600根據(jù)兩種不同類型的偏振來獨立地調(diào)制入射光學信號，并且可以對應(yīng)于圖5e中所示的兩個光學調(diào)制器300”彼此組合的形式。

兩種類型的偏振可以是橫向電(te)偏振和橫向磁(tm)偏振。入射光學信號可以沿著光學波導在兩個方向上以預定比例(例如，大約1比1的比率或者其他比率)以te偏振和tm偏振中的每一種進行發(fā)送。

在te偏振的情況下，入射光學信號通過垂直光柵耦合器610分束到第一方向和第二方向。在第一方向上行進的光學信號p#1_te經(jīng)由第一移相器670由第一反射光柵耦合器630反射，以便輸出為第一反射信號p#1_te_dpm_rflc。在第二方向上行進的光學信號p#2_te由第二反射光柵耦合器620反射，以便輸出為第二反射信號p#2_te_rflc。第一和第二方向可以在其間具有180度的角度。

在tm偏振的情況下，入射光學信號通過垂直光柵耦合器610分束到第三方向和第四方向。在第三方向上行進的光學信號p#1_tm經(jīng)由第二移相器660由第三反射光柵耦合器640反射，以便輸出為第三反射信號p#1_tm_dpm_rflc。在第四方向上行進的光學信號p#2_tm由第四反射光柵耦合器650反射，以便輸出為第四反射信號p#2_tm_rflc。

第三和第四方向可以在其間具有180度的角度。第一方向可以垂直于第三方向。

圖6b是圖6a中所示的光學調(diào)制器600的修改的示意圖。與圖6a中所示的光學調(diào)制器600相比，圖6b中所示的光學調(diào)制器600包括用于tm偏振的兩個移相器661和662，替代單個移相器660，并且包括用于te偏振的兩個移相器671和672，替代單個移相器670。

因此，在te偏振的情況下，入射光學信號通過垂直光柵耦合器610分束為第一方向和第二方向。光學信號p#1_te和p#2_te分別由移相器671和672處理，然后分別由反射光柵耦合器630和620反射，然后分別由移相器671和672處理。

在tm偏振的情況下，入射光學信號通過垂直光柵耦合器610分束到第三方向和第四方向。光學信號p#1_tm和p#2_tm分別由移相器661和662處理，然后分別由反射光柵耦合器634和650反射，然后分別由移相器661和662處理。

圖6c是圖6a中所示的光學調(diào)制器600的修改的示意圖。圖6c中所示的光學調(diào)制器600’包括垂直光柵耦合器610’、第一移相器670’、第二移相器660’、第一反射光柵耦合器620’和第二反射光柵耦合器640’。

圖6c中所示的光學調(diào)制器600’執(zhí)行與圖6a中所示的光學調(diào)制器600相同的操作。然而，圖6c中所示的光學調(diào)制器600’包括比圖6a中所示的光學調(diào)制器600少一個的用于每種偏振類型的反射光柵耦合器。

然而，圖6a中所示的光學調(diào)制器600具有開放結(jié)構(gòu)，其中垂直光柵耦合器610、第一反射光柵耦合器630和第二反射光柵耦合器620設(shè)置成行，并且垂直光柵耦合器610、第三反射光柵耦合器640和第四反射光柵耦合器650設(shè)置在另一行中，圖6c中所示的光學調(diào)制器600’具有雙環(huán)路結(jié)構(gòu)，其中垂直光柵耦合器610’和第一反射光柵耦合器620’設(shè)置為形成一個閉合環(huán)路并且垂直光柵耦合器610’和第二反射光柵耦合器640’設(shè)置為形成另一閉合環(huán)路。

由于光學調(diào)制器600’包括比光學調(diào)制器600少一個的用于波導中的每個偏振類型的反射光柵耦合器，因此光學模塊600’也可以包括波導交叉元件680’，兩個偏振信號，例如te偏振信號和tm偏振信號從其通過。

圖6d是圖6c中所示的光學調(diào)制器600’的修改的示意圖。與圖6c中所示的光學調(diào)制器600’相比，圖6d中所示的光學調(diào)制器600’包括用于tm偏振的兩個移相器661和662，代替單個移相器660’、以及用于te偏振的兩個移相器671和672，代替單個移相器670’。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器包括垂直或者反射光柵，代替至少一個y分束器，從而減少了光學調(diào)制器的大小。

圖7a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200的框圖。

參考圖7a，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200包括第一裝置1210和第二裝置1220。第一裝置1210和第二裝置1220可以使用串行通信來使光學信號彼此通信。

第一裝置1210包括第一光源1212、執(zhí)行電光轉(zhuǎn)換的第一光學調(diào)制器1214和執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的第一光學解調(diào)器1216。

第一光源1212輸出具有連續(xù)波形的光學信號。第一光學調(diào)制器1214可以通過圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個來實施。

第一光學解調(diào)器1216接收并且解調(diào)從在第二裝置1220中包括的第二光學調(diào)制器1224輸出的光學信號，并且輸出解調(diào)的電信號。第二裝置1220包括第二光源1222、第二光學調(diào)制器1224和第二光學解調(diào)器1226。

第二光源1222輸出具有連續(xù)波形的光學信號。第二光學調(diào)制器1224可以通過圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個來實施。

第二光學解調(diào)器1226接收和解調(diào)從在第一裝置1210中包括的第一光學調(diào)制器1214輸出的光學信號，并且輸出解調(diào)的電信號。

圖7b是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200’的框圖。參考圖7b，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200’包括第一裝置1210’和第二裝置1220’。圖7b中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200’的結(jié)構(gòu)和操作與圖7a中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200類似。因此，將主要描述兩個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200和1200’之間的不同以避免重復。與第一裝置1210相比，第一裝置1210’進一步包括第一耦合器1215。與第二裝置1220相比，第二裝置1220’進一步包括第二耦合器1225。

第一和第二光學調(diào)制器1214’和1224’中的每一個可以是圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’之中的、其中通過同一端子或者端口執(zhí)行光學信號的輸入和輸入的光學調(diào)制器(例如，圖5a至6d中所示的300、300’、300”、600和600’)中的一個。

第一耦合器1215將從第一光源1212輸出的光學信號發(fā)送到第一光學調(diào)制器1214’，并且將從第一光學調(diào)制器1214’輸出的調(diào)制的光學信號發(fā)送到第二裝置1220’。類似地，第二耦合器1225將從第二光源1222輸出的光學信號發(fā)送到第二光學調(diào)制器1224’，并且將從第二光學耦合器1224’輸出的調(diào)制的光學信號發(fā)送到第一裝置1210’。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。在圖8中，mod(e/o)表示用作e/o轉(zhuǎn)換器的光學調(diào)制器。光學調(diào)制器mod(e/o)可以由圖4a至6d中分別所示的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個來實施。參考圖8，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1300包括中央處理單元(cpu)1310、多個數(shù)據(jù)總線1301-1、1301-2和1301-3和多個存儲器模塊1340。

存儲器模塊1340通過分別連接到數(shù)據(jù)總線1301-1至1301-3的多個耦合器1311-1、1311-2和1311-3發(fā)送和接收光學信號。耦合器1311-1至1311-3中的每一個可以由電氣耦合器或者光學耦合器來實施。

cpu1310包括第一光學收發(fā)器，其包括至少一個光學調(diào)制器mod(e/o)和至少一個光學解調(diào)器dem(o/e)；以及存儲器控制器1312。光學解調(diào)器dem(o/e)用作o/e轉(zhuǎn)換器。存儲器控制器1312由cpu1310控制以控制第一光學收發(fā)器1316的操作，例如發(fā)送操作和接收操作。

例如，在寫入操作期間，第一光學收發(fā)器1316的第一光學調(diào)制器mod(e/o)從地址和控制信號產(chǎn)生調(diào)制的光學信號add/ctrl，如參考圖4a至6d在上面描述的，并且遵從存儲器控制器1312地將光學信號add/ctrl發(fā)送到數(shù)據(jù)總線1301-3。在第一光學收發(fā)器1316將光學信號add/ctrl發(fā)送到數(shù)據(jù)總線1301-3之后，第一光學收發(fā)器1316的第二光學調(diào)制器mod(e/o)產(chǎn)生調(diào)制的光學寫入數(shù)據(jù)wdata并且將光學寫入數(shù)據(jù)wdata發(fā)送到數(shù)據(jù)總線1301-2。

存儲器模塊1340中的每一個包括第二光學收發(fā)器1330和多個存儲器裝置1335。每個存儲器模塊340可以由光學雙列直插存儲器模塊(dimm)、光學全緩沖dimm、光學小外形雙列直插存儲器模塊(so-dimm)、光學寄存dimm(rdimm)、光學負荷減少dimm(lrdimm)、光學未緩沖dimm(udimm)、光學微dimm或者光學單列直插存儲器模塊(simm)。

參考圖8，在第二光學收發(fā)器1330中包括的光學解調(diào)器dem(o/e)解調(diào)通過數(shù)據(jù)總線1301-2接收的光學寫入數(shù)據(jù)wdata并且將解調(diào)的電信號發(fā)送到存儲器裝置1335中的至少一個。

每個存儲器模塊1340也可以包括電氣緩沖器1333，其緩沖從光學解調(diào)器dem(o/e)輸出的電信號。例如，電氣緩沖器1333可以緩沖解調(diào)的電信號并且將緩沖的電信號發(fā)送到存儲器裝置1335中的至少一個。存儲器裝置1335中的每一個包括存儲器陣列1337，其包括多個存儲器單元；存取電路1339，其存取存儲器陣列1337；以及控制邏輯(未示出)，其控制存取電路1339的操作。

在讀取操作期間，從存儲器裝置1335輸出的電信號通過在第二光學收發(fā)器1330中包括的光學調(diào)制器mod(e/o)被調(diào)制為光學讀取數(shù)據(jù)rdata。光學讀取數(shù)據(jù)rdata通過數(shù)據(jù)總線1301-1被發(fā)送到在cpu1310中包括的第一光學解調(diào)器dem(o/e)。第一光學解調(diào)器dem(o/e)解調(diào)光學讀取數(shù)據(jù)rdata，并且將解調(diào)的電信號發(fā)送到存儲器控制器1312。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。在圖9中，mod(e/o)表示執(zhí)行e/o轉(zhuǎn)換的光學調(diào)制器。光學調(diào)制器mod(e/o)可以由圖4a至6d中分別示出的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個來實施。參考圖9，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1400包括cpu1410、多個數(shù)據(jù)總線1401-1、1401-2和1401-3和多個存儲器模塊1440。數(shù)據(jù)總線1401-1至1401-3電氣地或者光學地發(fā)送信號。

存儲器模塊1440中的每一個包括多個存儲器裝置1441。存儲器裝置1441中的每一個包括第二光學收發(fā)器1445。每個存儲器裝置1441還包括存儲器陣列1443，所述存儲器陣列1443包括多個存儲器單元；存取電路(未示出)，其存取存儲器陣列1443；以及邏輯控制(未示出)，其控制存取電路的操作。

下面描述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1400的寫入操作。假設(shè)用于寫入操作的地址和控制信號add/ctrl已經(jīng)通過數(shù)據(jù)總線1401-3發(fā)送到存儲器裝置1441中的至少一個。cpu1410中包括的第一光學收發(fā)器1416中包括的光學調(diào)制器mod(e/o)在cpu1410中包括的存儲器控制器1412的控制下，通過連接到數(shù)據(jù)總線1401-2的光學耦合器1411-2，將光學寫入數(shù)據(jù)wdata發(fā)送到第一存儲器模塊1440中包括的第二光學收發(fā)器1445中包括的光學解調(diào)器dem(o/e)。第二光學收發(fā)器1445的光學解調(diào)器dem(o/e)解調(diào)光學寫入數(shù)據(jù)wdata，以產(chǎn)生解調(diào)的電信號。存取電路在控制邏輯的控制下將電信號寫入到存儲器陣列1443。

下面描述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1400的讀取操作。假設(shè)用于讀取操作的地址和控制信號add/ctrl已經(jīng)通過數(shù)據(jù)總線1401-3被發(fā)送到存儲器裝置1441中的至少一個。在存儲器裝置1441的第二光學收發(fā)器1445中包括的光學調(diào)制器mod(e/o)將從存儲器陣列1443輸出的電信號調(diào)制為光學讀取數(shù)據(jù)rdata，并且通過連接到數(shù)據(jù)總線1401-1的光學耦合器1411-1將光學讀取數(shù)據(jù)rdata發(fā)送到cpu1410的第一光學收發(fā)器1416中包括的光學解調(diào)器dem(o/e)。第一光學收發(fā)器1416的光學解調(diào)器dem(o/e)將光學讀取數(shù)據(jù)rdata解調(diào)為電信號，并且將電信號輸出到存儲器控制器1412。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。參考圖10，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1500包括第一裝置1510和第二裝置1530。在圖10中，mod(e/o)表示可以通過圖4a至6d中分別示出的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個實施的光學調(diào)制器。

第一裝置1510和第二裝置1530使用串行通信協(xié)議來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。串行通信協(xié)議可以是支持下述裝置的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，所述裝置包括通用異步接收器-發(fā)射器(uart)、串行外圍接口(spi)、內(nèi)部集成電路(i2c)、系統(tǒng)管理總線(smbus)、控制器局域網(wǎng)絡(luò)、通用串行總線(usb)、芯片(ic)間usb、由移動工業(yè)處理器接口定義的相機串行接口、由定義的顯示串行接口(dsi)、移動顯示數(shù)字接口(mddi)或者本地互連網(wǎng)絡(luò)(lin)。

參考圖10，遵從第一裝置1510中包括的第一微處理器1514，在第一裝置1510中包括的第一光學收發(fā)器1512中包括的第一光學調(diào)制器1518通過數(shù)據(jù)總線將調(diào)制的光學信號發(fā)送到在第二裝置1530中包括的第二光學收發(fā)器1532中包括的第二光學解調(diào)器1540。第二光學解調(diào)器1540將光學信號解調(diào)為電信號。在第二裝置1530中包括的第二微處理器1534處理從第二光學解調(diào)器1540輸出的電信號。例如，第二微處理器1534可以在寫入操作期間將電信號寫入到存儲器陣列。

遵從第二微處理器1534，在第二裝置1530的第二光學收發(fā)器1532中包括的第二光學調(diào)制器1538通過數(shù)據(jù)總線將調(diào)制的光學信號發(fā)送到在第一裝置1510的第一光學收發(fā)器1512中包括的第一光學解調(diào)器1520。第一光學解調(diào)器1520將光學信號解調(diào)為電信號。第一微處理器1514處理從第一光學解調(diào)器1520輸出的電信號。例如，第一微處理器1514可以在讀取操作期間處理電信號作為讀取數(shù)據(jù)。不管它們的名字，微處理器1514和1534是分別控制所述裝置1510和1530的操作，例如寫入操作和讀取操作的處理器。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1700使用spi通信協(xié)議來發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)，并且包括spi主設(shè)備1710和一個或多個spi從設(shè)備1720、1730、1740和1750。在圖11中，mod(e/o)表示可以由圖4a至6d中分別示出的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個實施的光學調(diào)制器。spi從設(shè)備1720、1730、1740和1750中的一個可以是移位寄存器、存儲器芯片、端口擴展器、顯示驅(qū)動器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、打印機、數(shù)據(jù)存儲裝置、傳感器或者微處理器。

在spi主設(shè)備1710中包括的第一光學收發(fā)器1712通過光學數(shù)據(jù)總線將光學信號(例如，主出從進(mosi)信號或者主進從出(miso)信號)發(fā)送到分別包括在spi從設(shè)備1720、1730、1740和1750中的第二光學收發(fā)器1722、1732、1742和1752中的每一個，或者從分別包括在spi從設(shè)備1720、1730、1740和1750中的第二光學收發(fā)器1722、1732、1742和1752中的每一個接收光學信號。spi主設(shè)備1710包括控制第一光學收發(fā)器1712的操作的微處理器(未示出)。spi從設(shè)備1720、1730、1740和1750中的每一個包括控制第二光學收發(fā)器1722、1732、1742或1752的操作的微處理器(未示出)。

第一光學收發(fā)器1712也通過電氣或者光學數(shù)據(jù)總線將串行時鐘信號clk發(fā)送到第二光學收發(fā)器1722、1732、1742和1752。spi從設(shè)備1720、1730、1740和1750可以分別由芯片選擇信號ss0、ss1、ss2和ss3選擇?？梢苑謩e通過電氣或者光學數(shù)據(jù)總線，分別將芯片選擇信號ss0、ss1、ss2和ss3發(fā)送到第二光學收發(fā)器1722、1732、1742和1752。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1800使用串行高級技術(shù)附件(sata)通信協(xié)議來發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)，并且包括sata主機1810和sata裝置1830。在圖12中，mod(e/o)表示可以由圖4a至6d中分別示出的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的一個實施的光學調(diào)制器。

sata主機1810包括主機cpu1811、數(shù)據(jù)總線1813、存儲器1815、直接存儲器存取(dma)控制器1817和第一stat接口1819。主機cpu1811控制dma控制器1817或者第一sata接口1819的操作。第一sata接口1819包括第一光學調(diào)制器mod(e/o)和第一光學解調(diào)器dem(o/e)。sata主機1810也可以包括控制第一sata接口1819的操作的控制器?？刂破骺梢栽诘谝籹ata接口1819內(nèi)實施或者主機cpu1811可以用作控制器。

sata裝置1830包括硬盤控制器(hdc)1840、存儲器1850和磁性記錄介質(zhì)1860。hdc1840包括主控制單元(mcu)1841、數(shù)據(jù)總線1843、第二sata接口1845、緩沖器1847和盤控制器1849。mcu1841控制第二sata接口1845、緩沖器1847和盤控制器1849中的至少一個的操作。第二sata接口1845包括第二光學調(diào)制器mod(e/o)和第二光學解調(diào)器dem(o/e)。sata裝置1830也可以包括控制第二sata接口1845的操作的控制器?？刂破骺梢园ㄔ诘诙ata接口1845內(nèi)或者mcu1841可以用作控制器。

在寫入操作期間，遵從dma控制器1817的控制下，將在存儲器1815中存儲的寫入數(shù)據(jù)發(fā)送到第一sata接口1819的第一光學調(diào)制器mod(e/o)。第一光學調(diào)制器mod(e/o)從寫入數(shù)據(jù)產(chǎn)生光學寫入數(shù)據(jù)，并且將光學寫入數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送到第二sata接口1845的第二光學解調(diào)器dem(o/e)。第二光學解調(diào)器dem(o/e)將光學寫入數(shù)據(jù)解調(diào)為電信號。緩沖器1847緩沖電信號，并且將緩沖的電信號暫時地存儲在存儲器1850中。盤控制器1849從存儲器1850讀取電信號，并且將其寫入到寫入地址指定的磁性記錄介質(zhì)1860。

在讀取操作期間，盤控制器1849從由讀取地址指定的磁性記錄介質(zhì)1860讀取數(shù)據(jù)，并且通過緩沖器1847將讀取數(shù)據(jù)存儲在存儲器1850中。第二sata接口1845的第二光學調(diào)制器mod(e/o)從通過緩沖器1847從存儲器1850接收的讀取數(shù)據(jù)來產(chǎn)生光學讀取數(shù)據(jù)，并且將光學讀取數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送到第一sata接口1819的第一光學解調(diào)器dem(o/e)。第一光學解調(diào)器dem(o/e)將光學讀取數(shù)據(jù)解調(diào)為電信號。dma控制器1817將來自第一光學解調(diào)器dem(o/e)的電信號存儲在存儲器1815中。

圖13是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1900使用usb通信協(xié)議來發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)，并且包括usb主機1910和usb裝置1920。在圖13中，mod(e/o)表示可以由圖4a至6d中分別示出的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’中的任何一個實施的光學調(diào)制器。

光學信號通過usb主機1910中包括的第一光學收發(fā)器1912中包括的第一光學調(diào)制器mod(e/o)產(chǎn)生，并且通過數(shù)據(jù)總線1900-1發(fā)送到usb裝置1920中包括的第二光學收發(fā)器1914中包括的第二光學解調(diào)器dem(o/e)。usb裝置1920的第二光學解調(diào)器dem(o/e)將光學信號解調(diào)為電信號。usb主機1910也可以包括控制第一光學收發(fā)器1912的操作的微控制器(未示出)。

光學信號通過在usb裝置1920中包括的第二光學收發(fā)器1914中包括的第二光學調(diào)制器mod(e/o)產(chǎn)生，并且通過數(shù)據(jù)總線1900-2發(fā)送到在usb主機1910的第一光學收發(fā)器1912中包括的第一光學解調(diào)器dem(o/e)。usb主機1910的第一光學解調(diào)器dem(o/e)將光學信號解調(diào)為電信號。usb裝置1920也可以包括控制第二光學收發(fā)器1914的操作的微控制器(未示出)。

圖14是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1000的框圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1000可以是芯片上系統(tǒng)(soc)，并且包括多個主設(shè)備1010和1020、多個從設(shè)備1030和1040以及多個總線1001。主設(shè)備1010和1020以及從設(shè)備1030和1040中的每一個包括光學調(diào)制器mod(e/o)和光學解調(diào)器dem(o/e)?？偩€1001中的每一個可以由光學波導實施。

由每個光學調(diào)制器mod(e/o)產(chǎn)生的光學信號通過由光學波導實施的總線1001中的相應(yīng)的一個被發(fā)送到一個光學解調(diào)器dem(o/e)。光學解調(diào)器dem(o/e)將光學信號解調(diào)為電信號。

圖15是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100可以具有包括多個層1110和1120的堆疊結(jié)構(gòu)。

第一層1110包括第一光學收發(fā)器1111和控制第一光學收發(fā)器1111的操作的第一數(shù)據(jù)處理電路1113。在第一光學收發(fā)器1111中包括的第一光學調(diào)制器mod(e/o)將光學信號通過諸如光學波導、硅通孔(tsv)或者光纖的光學傳輸元件發(fā)送到在第二層1120中包括的第二光學解調(diào)器dem(o/e)。第二光學解調(diào)器dem(o/e)將光學信號解調(diào)為電信號。通過在第二層1120中包括的第二數(shù)據(jù)處理電路1123來處理電信號。

第二層1120中包括的第二光學收發(fā)器1121中包括的第二光學調(diào)制器mod(e/o)將光學信號通過諸如光學波導、tsv或者光纖的光學傳輸元件發(fā)送到在第一層1110中包括的第一光學解調(diào)器dem(o/e)。第一光學解調(diào)器dem(o/e)將光學信號解調(diào)為電信號。通過第一數(shù)據(jù)處理電路1113來處理電信號。

圖16至19分別是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、包括圖4a至6d中所示的光學調(diào)制器中的一個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。

參考圖16，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2000包括發(fā)射器2010和接收器2020。發(fā)射器2010包括光源2011、多個光學調(diào)制器2013、多個光學循環(huán)器2015和分束器2017。接收器2020包括多個光學解調(diào)器2021。多個光學調(diào)制器2013可以共享一個光源2011。

光源2011輸出未調(diào)制的光學信號。分束器2017將從光源2011輸出的光學信號分布到多個光學調(diào)制器2013。多個光學循環(huán)器2015中的每一個接收從分束器2017輸出的光學信號，并且將接收的光學信號發(fā)送到相應(yīng)的光學調(diào)制器2013，并且將從相應(yīng)的光學調(diào)制器2013輸出的調(diào)制光學信號發(fā)送到接收器2020中的相應(yīng)的光學解調(diào)器2021。

多個光學調(diào)制器2013中的每一個可以是圖4a至6d中示出的光學調(diào)制器200、200’、200”、300、300’、300”、600和600’之中的、其中通過同一端子或者端口來執(zhí)行光學信號的輸入和輸出的光學調(diào)制器(例如，圖5a至6d中所示的300、300’、300”、600或者600’)的光學調(diào)制器中的一個。

接收器2020中的光學解調(diào)器2021中的每一個接收和解調(diào)從多個光學調(diào)制器2013之中的相應(yīng)的光學調(diào)制器輸出的光學信號。

參考圖17，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2100包括第一裝置2110和第二裝置2120。第一裝置2110包括第一發(fā)射器2010和第一接收器2040。類似地，第二裝置2120包括第二發(fā)射器2030和第二接收器2020。圖17示出其中裝置2110和2120中的每一個包括發(fā)射器和接收器這兩者的本發(fā)明的實施例。第一發(fā)射器2010調(diào)制和發(fā)送光學信號，然后第二接收器2020接收和解調(diào)來自第一發(fā)射器2010的信號。類似地，第二發(fā)射器2030調(diào)制和發(fā)送光學信號，然后第一接收器2040接收和解調(diào)來自第二發(fā)射器2030的信號。

圖17中所示的第一和第二發(fā)射器2010和2030的結(jié)構(gòu)和操作類似于圖16中所示的發(fā)射器2010的結(jié)構(gòu)和操作，并且圖17中所示的第一和第二接收器2040和2020的結(jié)構(gòu)和操作類似于圖16中所示的接收器2020的結(jié)構(gòu)和操作。因此，將跳過其描述。

參考圖18，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2200包括第一裝置2210和第二裝置2220。圖18中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2200的結(jié)構(gòu)和操作類似于圖17中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2100的結(jié)構(gòu)和操作。因此，將重點描述這兩個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2100和2200之間的差異以避免重復。

如圖17中所示，發(fā)射器2010和2030中的每一個包括各個光源2011和2031，而用于第二裝置2220的光源2063位于第一裝置2210的發(fā)射器2010或者接收器2060中，或者其一部分位于發(fā)射器2010和接收器2060的外部。

然而，如圖18中所示，光源僅位于第一裝置2210(例如，控制器或者cpu)中，并且光源沒有位于第二裝置2220(例如，存儲器裝置)中。從位于第一裝置2210中的第二裝置2220的光源2063輸出的光學信號發(fā)送到第二裝置2020的發(fā)射器2050。

因此，第二裝置2020的發(fā)射器2050接收和調(diào)制從來自第一裝置2210的未調(diào)制的光學信號輸出的光學信號，并且將調(diào)制的光學信號發(fā)送到第一裝置2210的發(fā)射器2010。

參考圖19，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2300包括第一裝置2310和第二裝置2320。圖19中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2300的結(jié)構(gòu)和操作與圖18中所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2200的結(jié)構(gòu)和操作類似。因此，將主要描述這兩個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2100和2200之間的差異，以避免重復。

在圖18中所示的本發(fā)明的實施例中，用于第一裝置2210的光源2011和用于第二裝置2220的光源2063中的每一個被各自地設(shè)置在第一裝置2210中，而在圖19中所示的本發(fā)明的實施例中，光源2311僅設(shè)置在第一裝置2310和第二裝置2320中的一個。因此，第一裝置2310和第二裝置2320共享光源2311。在圖19中所示的本發(fā)明的實施例中，光源僅位于第一裝置2310中，但是本發(fā)明不限于此。例如，光源可以位于第二裝置2320中，或者位于第一和第二裝置2310和2320的外部。

在上述實施例中，電信號可以是串行或者并行電信號或者是串行或者并行數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的上述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集中于使用串行接口的系統(tǒng)。但是，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的光學調(diào)制器可以應(yīng)用于使用并行接口的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及使用串行接口的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

雖然已經(jīng)參考示例性實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可以在其中進行形式和細節(jié)的各種改變。在附圖中，可以省略或者夸大元件，或者元件可以具有與實際尺寸不同的尺寸。例如，圖5a至6d中所示的反射光柵耦合器330、340、620、630、640、650、620’和640’中的每一個可以實施為具有與光學波導的寬度類似的寬度，但是它們在附圖中示出為具有比光學波導大的寬度。