光学元件的热控制

摘要

利用有效的温度调节，集成光路的线性热和光模式能够用于温度稳定一个或多个电路(455)的光学元件。为了稳定单个光学元件，诸如阵列波导光栅(AWG)、温度传感器(425)、和加热器(427)可以邻近光栅设置。随后，热和光系数可以用于选择用于温度控制器(400)的合适温度设定点，该温度传感器(400)接收来自传感器的读数并确定加热器中消耗的功率。多个AWG可以单独地被稳定，交叉加热因素和其它环境因素可以合在一起。

主权项

1.一种集成光学器件，包括：具有光波长响应的光学元件，所述光波长响应是所述光学元件的温度的函数，所述光学元件包括干涉滤光器，所述干涉滤光器包括多个不同长度的光程，所述干涉滤光器包括阵列波导光栅；邻近所述光学元件设置的加热元件，其能够导致所述光学元件的温度升高；温度传感元件，其能够产生所述温度传感元件的位置处的温度指示，其中在所述位置由所述加热元件导致的温度升高超过在所述光学器件的至少一个区域由所述加热元件导致的相应温度升高；和连接到所述加热元件和所述温度传感元件的温度控制器，用于接收温度的指示，并基于从所述温度传感元件接收的温度指示，设定在所述加热元件中消耗的功率，从而驱动所述光波长响应至预定的波长，其中：在所述光学器件的稳定热状态，由所述温度传感元件产生的温度指示按照在所述加热元件中消耗的功率的第一基本成线性的函数而变化；在稳定热状态，所述光学元件的有效温度按照在所述加热元件中消耗的功率的第二基本成线性的函数而变化；所述第一基本成线性的函数由第一热常数表述，所述第一热常数是温度指示的增加与所述加热元件中消耗的功率的比率；所述第二基本成线性的函数由第二热常数表述，所述第二热常数是所述光波长响应的变化与所述加热元件中消耗的功率的比率；所述温度控制器能够基于(i)在第一周期中从所述温度传感元件接收的一个或多个温度指示，(ii)在第一周期中由所述加热元件消耗的功率，和(iii)所述第一热常数，来估算在第一周期中的所述光学元件的全局温度T_e；所述光学元件的光波长响应基本上等于所述光学元件的第一有效温度处的预定波长；且所述温度控制器能够通过执行以下操作来确定，在跟随第一周期的第二周期中，所述温度控制器要将所述温度传感元件的温度指示驱动到的设定点，计算第一周期中所述第一有效温度与所述光学元件的全局温度的估算值之间的差值，计算所述第一热常数与所述第二热常数的比率，计算所述差值与所述比率的乘积，和将所述乘积加到第一周期中所述光学元件的全局温度的估算值中，以获得设定点。