(57)【要約】  本明細書では、フォトニック光波回路（ＰＬＣ）（２１０）上の一体化されたフォトニックスイッチングデバイス（２０４）を制御するための装置および方法のための実施形態が提供される。この装置は、複数の入力光信号チャネルと複数の出力光信号チャネルとを有する光スイッチ（２０４）を含む。この装置は、対応する光タップ（２０２，２０６）を介して、入力光信号チャネルのうちの少なくとも１つおよび出力光信号チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器をさらに含む。さらに、受動電気回路（２０８）が光検出器に電気的に結合される。この回路（２０８）は、入力光信号チャネルのうちの少なくとも１つおよび出力光信号チャネルのうちの少なくとも１つに応じて出力電気信号を生成するように構成される。出力電気信号は、入力光信号チャネルおよび出力光信号チャネルよりも実質的に低い周波数を有する。
2017511903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトニック光波回路（ＰＬＣ）上の光スイッチを制御するための装置であって、
複数の入力光信号チャネルと複数の出力光信号チャネルとを有する光スイッチと、
対応する光タップを介して、前記入力光信号チャネルのうちの少なくとも１つおよび前記出力光信号チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器と、
前記光検出器に電気的に結合され、前記入力光信号チャネルのうちの前記少なくとも１つおよび前記出力光信号チャネルのうちの前記少なくとも１つに応じて出力電気信号を生成するように構成された受動電気回路であって、前記出力電気信号が、前記入力光信号チャネルおよび前記出力光信号チャネルよりも実質的に低い周波数を有する、受動電気回路と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光スイッチと前記受動電気回路が前記ＰＬＣ上で一体化され、前記光スイッチが、導波路によって、光タップを介して前記光検出器に接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記受動電気回路が、キャパシタ、抵抗、およびダイオードのうちの少なくとも１つを含む１または複数の電気回路構成要素を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記受動電気回路が、複数の抵抗と複数のキャパシタとを備え、前記光スイッチの光信号チャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも１つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された、エンベロープ検出回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記受動電気回路が、前記光スイッチの前記光信号チャネルのうちの少なくとも１つにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも１つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された、複数の抵抗、複数のダイオード、および複数のキャパシタのうちの少なくとも１つを備える対数出力回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記受動電気回路が、および前記光スイッチの１つのチャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも１つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された、ローパスフィルタ構成における複数の抵抗および複数のキャパシタのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記受動電気回路が、前記光スイッチの２つのチャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも２つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された高速の光電流和回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記受動電気回路が、前記光スイッチの２つのチャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも２つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された高速の光電流差分回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記受動電気回路に電気的に結合され、前記出力電気信号により前記光スイッチのための電気設定を調整するように構成されたコントローラと、
前記コントローラおよび前記光スイッチに電気的に結合され、前記電気設定により前記光スイッチに電圧バイアスを印加するように構成されたドライバと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
フォトニック光波回路（ＰＬＣ）上の光スイッチを制御するための装置であって、
複数の入力チャネルと複数の出力チャネルとを有する光スイッチと、
対応する光タップを介して、前記入力チャネルのうちの少なくとも１つおよび前記出力チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器と、
前記入力チャネルのうちの前記少なくとも１つに結合された前記複数の光検出器のうちの少なくとも１つおよび前記出力チャネルに対応する前記複数の光検出器のうちの少なくとも１つに電気的に結合された受動電気構成要素を備える回路であって、前記入力チャネルのうちの前記少なくとも１つおよび前記出力チャネルのうちの前記少なくとも１つに応じて出力電気信号を生成するように構成され、前記出力電気信号が、前記入力チャネルおよび前記出力チャネルよりも実質的に低い周波数を有する、回路と、
前記回路に電気的に結合され、前記出力電気信号により前記光スイッチのための電気設定を調整するように構成されたコントローラと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記光スイッチと前記回路が前記ＰＬＣ上で一体化され、前記コントローラが前記ＰＬＣの外部にあることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記光スイッチが、ギガヘルツ（ＧＨｚ）周波数範囲で動作する光通信のための通信デバイスであり、前記出力電気信号が、キロヘルツ（ｋＨｚ）からメガヘルツ（ＭＨｚ）までの範囲において周波数を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
フォトニック光波回路上で一体化された光スイッチを制御するための方法であって、
前記光スイッチの第１の光チャネルの一部分および第２の光チャネルの一部分にタップを付けるステップと、
前記第１の光チャネルの前記部分を、前記第１の光チャネルに比例する第１の電気信号に変換するステップと、
前記第２の光チャネルの前記部分を、前記第２の光チャネルに比例する第２の電気信号に変換するステップと、
一体化された受動電気回路を使用して、前記第１の光チャネルおよび前記第２の光チャネルの周波数よりも実質的に低い周波数を有するフィードバック電気信号を生成するステップであって、前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の関数である、生成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記フィードバック電気信号を、前記光スイッチのための電気設定を制御するためのコントローラに送るステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記フィードバック電気信号により前記光スイッチのための電気設定を調整するステップであって、前記電気設定が前記光スイッチの動作および出力を決定する、調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の光チャネルが前記光スイッチへの入力チャネルであり、前記第２の光チャネルが前記光スイッチからの出力チャネルであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号および前記第２の電気信号のエンベロープ関数であり、前記第１の電気信号および前記第２の電気信号よりも遅いレートで経時的に変化することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の平均化関数であり、前記第１の電気信号および前記第２の電気信号よりも遅いレートで経時的に変化することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号と前記第２の電気信号との間の相関関数であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の加算であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号と前記第２の電気信号との間の差分であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号と前記第２の電気信号の比であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号と前記第２の電気信号のローパスフィルタ関数であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチの分野に関し、特定の実施形態では、光スイッチコントローラのためのフィードバックシステムのための装置および方法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、その内容が参照により明確に本明細書に組み込まれる、２０１４年３月１８日に出願された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」という名称の米国特許出願第１４２１７５６８号の優先権の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
シリコンワイヤー導波路技術を使用して製作された、マッハ−ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）などの、フォトニックスイッチングデバイスは、超小型フォトニック光波回路（ＰＬＣ）内のスイッチングファブリックとして適切である。一般的には低コストのシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板に適用されるシリコンワイヤー導波路技術は、１３１０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯などの慣例的な通信波長帯において感受性の高いゲルマニウム光検出器を含むことができる。ＰＬＣ内の光接続およびデバイスは、低屈折率材料によって囲まれた高い屈折率を有するシリコンコアをベースとし、低屈折率材料は、一般的には二酸化シリコンであるが、窒化シリコン、酸窒化シリコン、および／または空気である場合がある。この構造は、通信波長における光導波路を形成する。シリコンＰＬＣチップレイアウトでは、シングルモード導波路素子およびマルチモード導波路素子が通常、フォトリソグラフィを使用して製造される。
【０００４】
少なくとも２つのチャネル内で光信号を（動作ビットレートで）搬送するフォトニックスイッチングデバイスは、デバイスの所望のスイッチング状態を達成するようにあらかじめ設定された値を有する電気制御設定によって制御される。一般的には、あらかじめ設定された値は工場で較正され、フォトニックスイッチングデバイスが作製されたときに設定される。電気制御設定は、年数または周囲動作条件とともにドリフトまたは変化することがあり、したがって、フォトニックスイッチングデバイスは、最適に、または規定の仕様の範囲内ですら、機能しないことがある。しかしながら、たとえば、これらのデバイスが通信トラフィックを搬送する多数の適用例では、再アライメントまたは再調整のためにシステムからフォトニックスイッチングデバイスを除去することは実用的ではない。したがって、通常動作中に電気制御設定が再アライメントまたは最適化可能な方法が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一実施形態によれば、フォトニック光波回路（ＰＬＣ）上の光スイッチを制御するための装置は、複数の入力光信号チャネルと複数の出力光信号チャネルとを有する光スイッチと、対応する光タップを介して、入力光信号チャネルのうちの少なくとも１つおよび出力光信号チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器とを含む。この装置は、光検出器に電気的に結合され、入力光信号チャネルのうちの少なくとも１つおよび出力光信号チャネルのうちの少なくとも１つに応じて出力電気信号を生成するように構成された受動電気回路をさらに含む。出力電気信号は、入力光信号チャネルおよび出力光信号チャネルよりも実質的に低い周波数を有する。
【０００６】
本開示の別の実施形態によれば、フォトニック光波回路（ＰＬＣ）上の光スイッチを制御するための装置は、複数の入力チャネルと複数の出力チャネルとを有する光スイッチと、対応する光タップを介して、入力チャネルのうちの少なくとも１つおよび出力チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器とを含む。この装置は、入力チャネルのうちの少なくとも１つおよび出力チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器のうちの少なくとも１つに電気的に結合された受動電気構成要素を備える回路をさらに含む。この回路は、入力チャネルのうちの少なくとも１つおよび出力チャネルのうちの少なくとも１つに応じて出力電気信号を生成するように構成される。出力電気信号は、入力チャネルおよび出力チャネルよりも実質的に低い周波数を有する。装置は、前記回路に電気的に結合され、前記出力電気信号により光スイッチのための電気設定を調整するように構成されたコントローラをさらに含む。
【０００７】
本開示のさらに別の実施形態によれば、フォトニック光波回路上で一体化（integrated）された光スイッチを制御するための方法は、光スイッチの第１の光チャネルの一部分および第２の光チャネルの一部分にタップを付けること（tapping）と、第１の光チャネルの前記一部分を、第１の光チャネルに比例する第１の電気信号に変換することとを含む。この方法は、第２の光チャネルの前記一部分を、第２の光チャネルに比例する第２の電気信号に変換することと、一体化された受動電気回路を使用して、第１の光チャネルおよび第２の光チャネルの周波数よりも実質的に低い周波数を有するフィードバック電気信号を生成することとをさらに含む。フィードバック電気信号は、第１の電気信号および第２の電気信号の関数である。
【０００８】
前述の内容は、後に続く本発明の詳細な説明がより良く理解され得るために、本発明の一実施形態の特徴をかなり大まかに概略説明してきた。以下では、本発明の実施形態のさらなる特徴および利点が説明され、本発明の特許請求の範囲の主題を形成する。開示される概念および特定の実施形態が、本発明の同じ目的を実行するための他の構造またはプロセスを修正または設計するための基礎として容易に利用され得ることが、当業者によって諒解されるべきである。そのような等価な構造は、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の趣旨および範囲から逸脱しないことも、当業者によって了解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明およびその利点のより完全な理解のために、添付の図面に関連して以下の説明への参照がなされる。
【図１】フィードバック制御を有する一般的な光スイッチングシステムを示す図である。
【図２】現在の開示によるフィードバックを有する光スイッチコントローラのためのシステムの一実施形態を示す図である。
【図３Ａ】図２の光スイッチコントローラのための一体化可能な（integrable）受動処理回路の一実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】図２の光スイッチコントローラのための一体化可能な受動処理回路の一実施形態を示す図である。
【図３Ｃ】図２の光スイッチコントローラのための一体化可能な受動処理回路の一実施形態を示す図である。
【図３Ｄ】図２の光スイッチコントローラのための一体化可能な受動処理回路の一実施形態を示す図である。
【図３Ｅ】図２の光スイッチコントローラのための一体化可能な受動処理回路の一実施形態を示す図である。
【図４】図２の光スイッチコントローラの動作の方法の一実施形態を示す図である。
【図５】さまざまな実施形態を実施するために使用可能な処理システムの図である。  異なる図における対応する数字および記号は一般に、別段に規定されていない限り、対応するパートを指す。図は、実施形態の関連態様を明確に示すように描かれており、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
現在好ましい実施形態の作製および使用が、以下で詳細に説明される。しかしながら、本発明が、多種多様の具体的な文脈において実施可能な多数の適用可能な本発明の概念を提供することが諒解されるべきである。説明される特定の実施形態は、本発明を作製および使用する特定の手段を示すに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１１】
図１は、フィードバック制御を有する一般的な光スイッチングシステム１００を示す。システム１００は、２つの入力チャネルＡとＢとを有する２×２光スイッチ１０２を含む。２×２光スイッチ１０２は、２つの出力チャネル１と２も含む。出力チャネルは、スイッチ１０２のスイッチング状態に応じて、２つの入力チャネルのうちのどちらか１つから信号を送信することができ、または、２つの入力チャネルから信号の任意の組合せを送信することができる。光タップ１０４は、出力チャネルのうちの１つから光検出器１０６に出力信号の一部分を送るために、そのチャネルに結合される。光検出器１０６は、出力信号の前記一部分を検出し、それに応じて、電気フィードバック信号をコントローラ１０８に送る。フィードバックにより、コントローラ１０８は、２×２光スイッチ１０２のためのバイアス電圧を調整する。たとえば、コントローラ１０８は、それがＡチャネル上の信号に対応するのかＢチャネル上の信号に対応するのかを識別するためにフィードバックを処理し、出力のシフトを防止するまたはＡとＢとの間のクロストークを最小するためにバイアスまたは電気制御設定を変化させる。そのようなフィードバックシステムに関する問題は、光信号が比較的高い周波数（高い光データレート）であり、そのため、コントローラ１０８において高周波電気信号処理を必要とすることである。一方、電気接続レイアウトを単純化し、電力消費およびシステムの複雑さを減少させるなどのために、コントローラ１０８からスイッチ１０２へは低周波数接続を使用することが望ましい。これは、フィードバックおよびコントローラシステムに対する新しい設計を必要とする。
【００１２】
本明細書では、それが動作中である間に一体型フォトニックスイッチングデバイスを制御するためのシステム、装置、および方法のための実施形態が提供される。フォトニックスイッチングデバイスの入力および出力における各ブランチにおける光信号の一部分は、タップが付けられ、動作ビットレートで光信号を検出することが可能な光検出器によって検出される。フォトニック素子に加えて、光検出器、ダイオード、抵抗、キャパシタ、および方向性結合器などの電気素子が使用される。電気素子は、たとえば、利用可能なシリコンワイヤー導波路技術を使用して、フォトニック光波回路（ＰＬＣ）上のフォトニック素子と一体化される。スイッチングデバイス内の２つ以上のチャネルからの、動作データビットレートで検出される電気信号は、結果として得られるエンベロープ信号または平均化信号をビットレートと比較して実質的に低い周波数で出力する電気回路内で相関させられる。エンベロープ信号は、電気信号の変動よりも遅い変化または滑らかな形状を有する、２つ以上のチャネルからの電気信号の任意のエンベロープ関数である。平均化信号は、電気信号よりも経時的に遅い変化を有する、２つ以上のチャネルからの電気信号の任意の平均化関数である。その低周波数は、フォトニックスイッチングデバイスの電気制御設定（バイアス電圧）を制御する電気制御デバイスにフィードバックを提供する。適切な振幅および周波数で電気制御設定をディザリングすること（dithering）によって、フィードバック信号の変動は、電気制御設定の（動作時間にわたっての）平均設定を補正するために使用可能である。
【００１３】
図２は、フィードバック制御を有する光スイッチのためのシステム２００の一実施形態を示す。システム２００は、光データのために２つの導波路入力チャネルと２つの導波路出力チャネルとを有する２×２光スイッチ２０４を備えるＰＬＣ２１０を含む。２×２光スイッチ２０４の例は、ＭＺＩ、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、デ／マルチプレクサ、マルチモード干渉（ＭＭＩ）光導波路、または他のタイプの光スイッチングデバイスを含む。入力チャネルのうちの少なくとも１つは光入力タップ２０２に結合され、少なくとも１つの出力チャネルは光出力タップ２０６に結合される。光入力タップ２０２は、光導波路上の対応する入力チャネル信号の一部分を、ＰＬＣ２１０上で２×２光スイッチ２０４と一体化された電気回路２０８に提供する。同様に、光出力タップ２０６は、光導波路上の対応する出力チャネル信号の一部分を電気回路２０８に提供する。したがって、電気回路２０８は、少なくとも１つの入力チャネル信号の一部分と、少なくとも１つの出力チャネル信号の一部分を受け取る。電気回路２０８によって受け取られる光信号は、２×２光スイッチ２０４の光データレートにおいて比較的高周波の信号である。たとえば、光データレートは、ギガヘルツ（ＧＨｚ）単位の光通信システムに対応する。
【００１４】
電気回路２０８は、光導波路上の入力チャネル信号および出力チャネル信号を受け取り、入力チャネル信号および出力チャネル信号の受け取られた部分を検出するための光検出器（ＰＤ）を含む。電気回路２０８は、検出された光信号からのフィードバックとして比較的低周波数の電気信号をコントローラ２２２に提供するように構成された、場合によってはダイオードとキャパシタと抵抗とを有する、受動電気回路素子も含む。具体的には、電気回路２０８は、入力チャネル信号および出力チャネル信号の受け取られた部分により、入力／出力チャネル信号の周波数またはデータレートよりも実質的に低い周波数でエンベロープ信号または平均化電気信号を出力する。たとえば、低周波数は、キロヘルツ（ｋＨｚ）またはメガヘルツ（ＭＨｚ）単位である。エンベロープ電気信号は、タップが付けられた１または複数の入力チャネル信号および出力チャネル信号からのスイッチ状態を識別する。たとえば、エンベロープ電気信号は、タップが付けられた入力チャネル信号と出力チャネル信号との差に比例する。
【００１５】
コントローラ２２２は、電気回路２０８からの低周波数号フィードバックを使用して、２×２光スイッチ２０４に適した電圧バイアスを決定し、スループットを最大にし、クロストークを最小にするなどする。フィードバックにより、コントローラ２２２は、２×２光スイッチ２０４を駆動するドライバ２２４への電気制御設定（または電圧バイアス）を調整する。たとえば、電圧バイアスが２×２光スイッチ２０４上で変化させられて、マッハ−ツェンダー干渉計内の２つのアーム間の屈折率変化、したがって位相変化を引き起こし、デバイス動作および出力を調整する。コントローラ２２２とドライバ２２４は、オフチップ（オフＰＬＣ）外部コントローラ回路２２０上で一体化可能である。
【００１６】
他の実施形態では、ＰＬＣ２１０は、それぞれの電気回路２０８または電気回路２０８内の対応するＰＤおよび受動電気素子を有する、複数の２×２光スイッチ２０４および／または他のタイプのスイッチを含んでよい。スイッチ２０４の各々に対して、少なくとも１つの入力チャネル信号および１つの出力チャネル信号が、タップが付けられ、電気回路２０８によって検出される。電気回路２０８は、タップが付けられた対応する入力チャネル信号および出力チャネル信号により、相関させられた低周波数エンベロープ信号または平均化電気信号をコントローラ２２２に提供する。低周波数電気信号がコントローラ２２２に供給され、コントローラ２２２は、それに応じて、対応する複数の２×２光スイッチ２０４のための電気制御設定を、１または複数のドライバ２２４を介して等価な低周波数で調整する。
【００１７】
実施形態では、電気回路２０８によって生成されるエンベロープ電気信号は、以下の関数すなわち、入力チャネルと出力チャネルとの間の信号相関、入力チャネルおよび出力チャネルのエンベロープ検出、入力チャネルと出力チャネルとの間の信号比、入力チャネルおよび出力チャネルの加算、入力チャネルと出力チャネルとの差、ならびに入力チャネルおよび出力チャネルのローパスフィルタ、のうちの少なくとも１つまたはその任意の組合せを含む。
【００１８】
図３Ａから図３Ｅは、光スイッチコントローラのための一体化可能な受動処理回路の実施形態を示す。実施形態回路のうちの少なくとも１つまたはそのいずれかは、ＰＤと組み合わせて電気回路２０８の一部として使用され、コントローラ２２２へのフィードバックとして比較的低い周波数でエンベロープ電気信号または平均化電気信号を生成することができる。受動回路は、電気ダイオードの極性に応じて正のエンベロープ出力または負のエンベロープ出力のどちらかを出力することができるエンベロープ検出回路３１０を含むことができる。この回路は、ＰＤ内のタップが付けられたチャネルによって生成される光電流の対数（すなわち、ｄＢスケールで同等に）に比例する電圧を出力する回路３２０を含むことができる。回路は、チャネルにタップを付けるためのローパスフィルタ回路３３０を含むことができる。回路は、２つのチャネルにタップを付けるための高速な光電流和回路（fast photocurrent sum circuit）３４０を含むことができる。回路は、２つのチャネルにタップを付けるための高速な光電流差分回路３５０も含むことができる。類似の構成要素を備え、入力チャネルおよび出力チャネル上で信号の（動作時間にわたっての）平均化関数を提供する他の回路も適用可能である。
【００１９】
図４は、光スイッチコントローラの動作の方法４００の一実施形態を示す。ステップ４１０において、ＰＬＣまたはＰＩＣダイ上の光スイッチ（たとえば、２×２光スイッチ）への少なくとも１つの入力チャネルの一部分および光スイッチの少なくとも１つの出力チャネルの一部分が、たとえば対応する光タップによって、タップが付けられる。ステップ４２０において、入力チャネルおよび出力チャネルのタップが付けられた一部分が、光スイッチと同じダイ上の対応するＰＤによって検出され、光信号から対応する電気信号に変換される。ステップ４３０において、入力チャネルおよび出力チャネルの（経時的な）エンベロープ関数または平均化関数が、光スイッチと同じダイ上の受動電気素子を使用して生成される。これは、上記の実施形態電気回路の任意の組合せを使用して達成可能である。具体的には、エンベロープ関数または平均化関数は、入力チャネルおよび出力チャネルの光周波数よりも実質的に低い周波数を有する。ステップ４４０において、コントローラは、受動電気素子からエンベロープ関数または平均化関数を受け取り、経時的なエンベロープ関数または平均化関数の変化により光スイッチに対する電気制御設定を調整する。
【００２０】
図５は、さまざまな実施形態を実施するために使用可能な例示的な処理システム５００のブロック図である。この処理システムは、上記で説明されたコントローラまたはフィードバックシステムを備えてもよいし、上記で説明された光スイッチシステムを備えるまたはこれに結合されたネットワーク構成要素（たとえば、ネットワークルータ、スイッチ、または他の送信構成要素）の一部であってもよい。処理システム５００は、スピーカ、マイクロホン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイなどの１または複数の入力／出力デバイスを装備した処理ユニット５０１を備え得る。処理ユニット５０１は、バスに接続された、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５１０と、メモリ５２０と、大容量記憶デバイス５３０と、ビデオアダプタ５４０と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース５９０とを含み得る。バスは、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバスなどを含む任意のタイプのシリアルバスアーキテクチャのうちの１または複数であってよい。
【００２１】
ＣＰＵ５１０は、任意のタイプの電子データプロセッサを備え得る。メモリ５２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、これらの組合せなどの任意のタイプのシステムメモリを備え得る。一実施形態では、メモリ５２０は、ブートアップ時に使用するためのＲＯＭと、プログラムを実行する間に使用するためのプログラムおよびデータ記憶のためのＤＲＡＭとを含んでよい。大容量記憶デバイス５３０は、データ、プログラム、および他の情報を記憶し、そのデータ、プログラム、および他の情報を、バスを介してアクセス可能にするように構成された任意のタイプの記憶デバイスを備え得る。大容量記憶デバイス５３０は、たとえば、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブなどのうちの１または複数を備え得る。
【００２２】
ビデオアダプタ５４０およびＩ／Ｏインタフェース５９０は、外部入力デバイスおよび外部出力デバイスを処理ユニットに結合するインタフェースを提供する。図示されるように、入力デバイスおよび出力デバイスの例は、ビデオアダプタ５４０に結合されたディスプレイ５６０と、Ｉ／Ｏインタフェース５９０に結合されたマウス／キーボード／プリンタ５７０の任意の組合せとを含む。他のデバイスが処理ユニット５０１に結合されてもよく、さらなるインタフェースカードまたはより少数のインタフェースカードが利用されてもよい。たとえば、シリアルインタフェースカード（図示せず）が、シリアルインタフェースをプリンタに提供するために使用されることがある。
【００２３】
処理ユニット５０１は１または複数のネットワークインタフェース５５０も含み、ネットワークインタフェース５５０は、ノードもしくは１または複数のネットワーク５８０にアクセスするために、イーサネットケーブルなどのワイヤードリンクおよび／またはワイヤレスリンクを備えてよい。ネットワーク５８０は、たとえば１または複数のネットワークロケーションに、光スイッチを有するＰＬＣ２１０と、コントローラ２２２とを含み得る。ネットワークインタフェース５５０は、処理ユニット５０１が、ネットワーク５８０を介して、これらのリモートユニットと通信することを可能にする。一実施形態では、処理ユニット５０１は、データ処理、ならびに光スイッチを有するＰＬＣ２１０、およびコントローラ２２２、他の処理ユニット、インターネット、リモート記憶設備などのリモートデバイスとの通信のために、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークに結合される。
【００２４】
本開示において、いくつかの実施形態が提供されているが、開示されるシステムおよび方法は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく多くの他の特定の形で実施され得ることが理解されるべきである。本例は、制限するものではなく例示的なものであると考えられるべきであり、この意図は、本明細書で与えられる詳細に限定されるべきではない。たとえば、さまざまな素子または構成要素が、別のシステムにおいて、組み合わされるまたは一体化されてよく、ある特徴が省略されてもよいし、または実施されなくてもよい。
【００２５】
さらに、さまざまな実施形態で離散的または別個と説明および図示される技法、システム、サブシステム、および方法は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステム、モジュール、技法、または方法と組み合わされるまたは一体化されてよい。互いと結合されるまたは直接的に結合されるまたはと通信すると示されるまたは説明される他の項目は、電気的であれ、機械的であれ、またはこれら以外であれ、間接的に結合されてもよいし、何らかのインタフェース、デバイス、または中間構成要素を介して通信してもよい。変更、置き換え、および改変の他の例は、当業者によって確認可能であり、本明細書で開示される趣旨および範囲から逸脱することなく、なされてよい。
【図１】
2017511903.tif 000003
【図２】
2017511903.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2017511903.tif 000008
【図３Ｅ】
2017511903.tif 000009
【図４】
2017511903.tif 000010
【図５】
2017511903.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月12日(2016.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトニック光波回路（ＰＬＣ）上の光スイッチを制御するための装置であって、
複数の入力光信号チャネルと複数の出力光信号チャネルとを有する光スイッチと、
対応する光タップを介して、前記入力光信号チャネルのうちの少なくとも１つおよび前記出力光信号チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器と、
前記光検出器に電気的に結合され、前記入力光信号チャネルのうちの前記少なくとも１つおよび前記出力光信号チャネルのうちの前記少なくとも１つに応じて出力電気信号を生成するように構成された受動電気回路であって、前記出力電気信号が、前記入力光信号チャネルおよび前記出力光信号チャネルよりも実質的に低い周波数を有する、受動電気回路と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光スイッチと前記受動電気回路が前記ＰＬＣ上で一体化され、前記光スイッチが、導波路によって、光タップを介して前記光検出器に接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記受動電気回路が、複数の抵抗と複数のキャパシタとを備え、前記光スイッチの光信号チャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも１つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された、エンベロープ検出回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記受動電気回路が、前記光スイッチの前記光信号チャネルのうちの少なくとも１つにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも１つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された、複数の抵抗、複数のダイオード、および複数のキャパシタのうちの少なくとも１つを備える対数出力回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記受動電気回路が、および前記光スイッチの１つのチャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも１つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された、ローパスフィルタ構成における複数の抵抗および複数のキャパシタのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記受動電気回路が、前記光スイッチの２つのチャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも２つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された高速の光電流和回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記受動電気回路が、前記光スイッチの２つのチャネルにタップを付けるために配置された前記光検出器のうちの少なくとも２つから電気入力信号を受け取るために電気的に接続された高速の光電流差分回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記受動電気回路に電気的に結合され、前記出力電気信号により前記光スイッチのための電気設定を調整するように構成されたコントローラと、
前記コントローラおよび前記光スイッチに電気的に結合され、前記電気設定により前記光スイッチに電圧バイアスを印加するように構成されたドライバと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
フォトニック光波回路（ＰＬＣ）上の光スイッチを制御するための装置であって、
複数の入力チャネルと複数の出力チャネルとを有する光スイッチと、
対応する光タップを介して、前記入力チャネルのうちの少なくとも１つおよび前記出力チャネルのうちの少なくとも１つに結合された複数の光検出器と、
前記入力チャネルのうちの前記少なくとも１つに結合された前記複数の光検出器のうちの少なくとも１つおよび前記出力チャネルに対応する前記複数の光検出器のうちの少なくとも１つに電気的に結合された受動電気構成要素を備える回路であって、前記入力チャネルのうちの前記少なくとも１つおよび前記出力チャネルのうちの前記少なくとも１つに応じて出力電気信号を生成するように構成され、前記出力電気信号が、前記入力チャネルおよび前記出力チャネルよりも実質的に低い周波数を有する、回路と、
前記回路に電気的に結合され、前記出力電気信号により前記光スイッチのための電気設定を調整するように構成されたコントローラと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記光スイッチが、ギガヘルツ（ＧＨｚ）周波数範囲で動作する光通信のための通信デバイスであり、前記出力電気信号が、キロヘルツ（ｋＨｚ）からメガヘルツ（ＭＨｚ）までの範囲において周波数を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
フォトニック光波回路上で一体化された光スイッチを制御するための方法であって、
前記光スイッチの第１の光チャネルの一部分および第２の光チャネルの一部分にタップを付けるステップと、
前記第１の光チャネルの前記一部分を、前記第１の光チャネルに比例する第１の電気信号に変換するステップと、
前記第２の光チャネルの前記一部分を、前記第２の光チャネルに比例する第２の電気信号に変換するステップと、
一体化された受動電気回路を使用して、前記第１の光チャネルおよび前記第２の光チャネルの周波数よりも実質的に低い周波数を有するフィードバック電気信号を生成するステップであって、前記フィードバック電気信号が前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の関数である、生成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記フィードバック電気信号を、前記光スイッチのための電気設定を制御するためのコントローラに送るステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フィードバック電気信号により前記光スイッチのための電気設定を調整するステップであって、前記電気設定が前記光スイッチの動作および出力を決定する、調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の光チャネルが前記光スイッチへの入力チャネルであり、前記第２の光チャネルが前記光スイッチからの出力チャネルであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記フィードバック電気信号が、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号のエンベロープ関数であり、前記第１の電気信号および前記第２の電気信号よりも遅いレートで経時的に変化する、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の平均化関数であり、前記第１の電気信号および前記第２の電気信号よりも遅いレートで経時的に変化する、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の間の相関関数である、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の加算である、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の間の差分である、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の比である、
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号のローパスフィルタ関数である
のいずれかひとつであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
2017511903.tif 000012
2017511903.tif 000013