发明名称 使用光学双稳态矽晶拉曼雷射之数位信号再生、再成形及波长转换技术
摘要 本案揭示一种光学双稳态矽晶拉曼雷射,其可提供数位信号再生、再成形及波长转换功能。根据本发明多种态样之一装置包括设置于半导体材料中的一光学波导。第一反射器和第二反射器设置于该光学波导中。第一反射器和第二反射器于该光学波导中界定出一空腔。该空腔系用于接收具有一第一波长之一第一光束。由该空腔所接收之该第一光束之一功率位准升高到高于一第二功率位准时,会导致具一第二波长之一第二光束从该空腔发射,直到由该空腔所接收的该第一光束之功率位准降至低于一第一功率位准为止。该第一功率位准系低于该第二功率位准。
申请公布号 TWI296053 申请公布日期 2008.04.21
申请号 TW095101190 申请日期 2006.01.12
申请人 英特尔公司 发明人 刘安盛;潘尼西亚 玛莉欧
分类号 G02B6/42(2006.01) 主分类号 G02B6/42(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种用于数位信号再生、再成形及波长转换之 装置,包含: 设置于半导体材料中之一光波导; 设置于该光波导中之第一反射器和第二反射器,该 等第一反射器和第二反射器于该光波导内界定出 一个空腔,该空腔系用于接收具有一第一波长之一 第一光束,其中由该空腔所接收之该第一光束之一 功率位准升高至高于一第二功率位准时,会导致一 第二波长之一第二光束由该空腔发射,直到由该空 腔所接收的该第一光束之功率位准降至低于一第 一功率位准为止,其中该第一功率位准系低于该第 二功率位准。 2.如申请专利范围第1项之装置,其中该第一反射器 和该第二反射器各自反射该第一波长和该第二波 长,而使得该第一光束和该第二光束可于该空腔内 在该第一反射器与该第二反射器间循环。 3.如申请专利范围第2项之装置,其中该第一光束和 该第二光束于该空腔内循环引致该空腔内之该半 导体材料之折射率改变。 4.如申请专利范围第1项之装置,其中当由该空腔接 收之该第一光束之功率位准升高至高于该第二功 率位准时,于该空腔内出现该第二光束之发射雷射 作用,直到由该空腔所接收之该第一光束之功率位 准降至低于该第一功率位准为止。 5.如申请专利范围第1项之装置,其中该第二光束于 该第二波长之发射作用,系响应于在该空腔内具有 该第一波长之该第一光束之受激发拉曼散射具有 足以造成该第二光束从该空腔发射之一功率位准 。 6.如申请专利范围第1项之装置,其中该半导体材料 包含矽。 7.如申请专利范围第6项之装置,其中该空腔界定出 一种矽晶双稳态拉曼雷射。 8.如申请专利范围第1项之装置,其中该第一反射器 和该第二反射器包含界定于该光波导中用来界定 该空腔之光栅。 9.如申请专利范围第1项之装置,其中该第一反射器 和该第二反射器包含于该光波导上设置于该空腔 相对两端来界定该空腔之涂层。 10.一种用于数位信号再生、再成形及波长转换之 方法,其包含有下列步骤: 导引具有一第一波长之一第一光束进入一空腔内, 该空腔系在设置于半导体材料中之一光波导中界 定于第一反射器与第二反射器间;以及 当由该空腔所接收之该第一光束之一功率位准升 高至高于一第二功率位准时,从该空腔发射具有一 第二波长之一第二光束,直到由该空腔所接收之该 第一光束之功率位准下降至低于一第一功率位准 为止,其中该第一功率位准系低于该第二功率位准 。 11.如申请专利范围第10项之方法,其进一步包含在 该空腔内于该第一反射器与该第二反射器间循环 具有该第一波长和该第二波长之该第一光束和该 第二光束。 12.如申请专利范围第11项之方法,其进一步包含响 应于该第一光束和该第二光束之该第一光波长和 该第二光波长于该空腔内的循环作用,改变该空腔 中之一光功率。 13.如申请专利范围第11项之方法,其进一步包含响 应于该第一光束和该第二光束之该第一光波长和 该第二光波长于该空腔内的循环作用,改变该空腔 中之该半导体材料之折射率。 14.如申请专利范围第11项之方法,其进一步包含响 应于该第一光束和该第二光束之该第一光波长和 该第二光波长于该空腔内的循环作用,令该空腔内 之该第一光束和该第二光束发生相位移。 15.如申请专利范围第11项之方法,其进一步包含响 应于该空腔内之该第一光束和该第二光束之相位 移,改变该空腔内之光功率。 16.如申请专利范围第10项之方法,其中响应于该第 一光束之受激发拉曼散射导致该空腔所接收之该 第一光束之功率位准,由该空腔迟滞发射出该第二 光束。 17.如申请专利范围第10项之方法,其进一步包含将 编码于具该第一波长之该第一光束上的一个信号 再成形为编码于具该第二波长之该第二光束上的 一个数位信号。 18.如申请专利范围第10项之方法,其进一步包含将 编码于具该第一波长之该第一光束上的一个信号 再生为编码于具该第二波长之该第二光束上的一 个数位信号。 19.如申请专利范围第10项之方法,其进一步包含将 编码于具该第一波长之该第一光束上的一个信号 予以波长转换为编码于具该第二波长之该第二光 束上的一个数位信号。 20.一种用于数位信号再生、再成形及波长转换之 系统,包含: 一光源,用来产生具有一信号编码于其上之具一第 一波长之一第一光束; 设置于半导体材料中之一光波导; 设置于该光波导中之第一反射器和第二反射器,该 第一反射器和该第二反射器于该光波导中界定出 一空腔,该空腔系用来接收该第一光束,其中响应 于由该空腔内该第一光束受激发的拉曼散射导致 编码于由该空腔所接收的该第一光束上之该信号 的一个功率位准,会从该空腔迟滞发射出具有一第 二光波长之一第二光束;以及 光学式耦接来接收来自该空腔之该第二光束俾导 引该第二光束至一光学接收器之一光纤。 21.如申请专利范围第20项之系统,其中编码于由该 空腔所接收的该第一光束上之该信号之功率位准 升高至高于一第二功率位准时,会导致具该第二波 长之该第二光束从该空腔发射,直到编码于由该空 腔所接收的该第一光束上之该信号之功率位准下 降至低于一第一功率位准为止,其中该第一功率位 准系低于该第二功率位准。 22.如申请专利范围第20项之系统,其进一步包含光 学式耦接来接收该第二光束之一阵列化波导光栅, 其中自该光波导所接收之该第二光束为由该阵列 化波导光栅所接收之多个光束中之一者,其中该阵 列化波导光栅包括多个输出。 23.如申请专利范围第22项之系统,其中该阵列化波 导光栅之多个输入各自系光学式耦接来接收一不 同波长,使得该阵列化波导光栅之该等多个输出各 自输出由该阵列化波导光栅之该等多个输入所接 收的该等不同波长中之一相对应波长,其中该光纤 系光学式耦接至该阵列化波导光栅之该等多个输 出中之一者,俾导引该第二光束至该光学接收器。 图式简单说明: 第1图为方块图,显示根据本发明之教示,一种包括 双稳态矽晶拉曼雷射的一个实施例之系统之一个 实施例。 第2图为略图,显示根据本发明之实施例,空腔功率 与泵送功率间之关系中的双稳态区。 第3图为方块图,显示根据本发明之教示,一种有光 栅于绝缘体晶圆上矽之双稳态矽晶拉曼雷射。 第4图为略图,显示根据本发明之教示,于双稳态矽 晶拉曼雷射之实施例中,于空腔功率与泵送功率之 关系中的双稳态区之另一个实施例。 第5图为略图,显示根据本发明之教示,于双稳态矽 晶拉曼雷射实施例中该双稳态雷射之迟滞关系。 第6图为方块图,显示根据本发明之教示,双稳态矽 晶拉曼雷射再成形入射光束之一个实施例。 第7图为略图,显示根据本发明之教示,光束之双稳 态雷射相对于入射光束之光功率之关系。 第8图为方块图,显示根据本发明之教示,一种光学 交换组织结构之架构之一个实施例,包括双稳态矽 晶拉曼雷射和阵列化波导光栅之实施例。
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