PT107719A

PT107719A - Circuito integrado óptico transmissor sintonizável de múltiplos comprimentos de onda

Info

Publication number: PT107719A
Application number: PT107719A
Authority: PT
Inventors: António Luís Jesus Teixeira; Ana Cristina Maia Tavares; Ana Patrícia Silva Lopes; Cláudio Emanuel Rodrigues
Original assignee: Pt Inovação E Sist S S A
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2015-12-21
Also published as: ES2751632T3; EP3158666A1; WO2015194982A1; US10326529B2; PT3158666T; US20170331558A1; EP3158666B1

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO INCLUI UM CIRCUITO, SISTEMA, DISPOSITIVO E MÉTODO INTEGRADO ÓPTICO QUE PODE SER UTILIZADO COMO UM TRANSMISSOR ÓPTICO NUM SISTEMA, POR EXEMPLO NUM SISTEMA DE TELECOMUNOCAÇÕES. DE ACORDO COM OS VÁRIOS MODELOS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO, O CIRCUITO INCLUI DIVERSOS DISPOSITIVOS ÓTICOS, EM QUE ALGUNS SÃO PASSIVOS E OUTROS APRESENTAM GANHO, O QUAL, CONSTRUÍDO E LIGADO COM AS CARACTERÍSTICAS ESPECIFICAS, CONDUZ A UM TRANSMISSOR DE MULTIPLOS COMPRIMENTOS DE ONDA COM BANDA DE FUNCIONAMENTO SINTONIZÁVEL.

Description

DESCRIÇÃO

CIRCUITO INTEGRADO ÓPTICO TRANSMISSOR SINTONIZÁEL DE MÚLTIPLOS COMPRIMENTOS DE ONDA DOMÍNIO TÉCNICO DO IUVEMÇMO: ............................................................A pros en t .e I n v ençâ 0 àiz re spe 11 o: : á si· só em a; s........................ dpticos de ; geroçao de '1 oz, reter Ando~se cais par t louiames te a t rarardescres de sistemas do t ei ecooun .í.caçdes consistindo eu; citottitos i nt oq rodos dpticos com Panda sintoni aáeei e múltiplos comprimentos de ........................©ndao...................................................................................................................................................................................................................................

RESUMO DA lUDENÇAO

Está irroerreão p r oporei or.a ara sisterna integrado opa ioo que: tune Io ria coco urn trad scissor1 da Caltlplós comp r i men t os ; de: odd a: corn Panda sin a onl z áve I , E s a e é coda uni deles; Iigado; a urn acpdif I cedar on a uc interrupter dptco. Tddas as surdas a part i r cos amolit .leader es on interrupfefares; dpticos estás: agrupadas num inierferdeeire de PP: 11 i rapdo"r: e τ d; r e sal;tadd e CD e am 1 ndado· pa r a urn fr It r o: de multipanda. Este dera e número de canais1 desejado;, na. respect A. va banda. Depois: d i a so, ex A sue urn amplificador em cada salda do fittro: dm multlbamda:, segui do per urn die.isor de potência cora duas saldas; a orimeira salda llga a are refleet or e a segunda. é a salda a partir da cavidade do .·. ci S β -Γ x Ã lua gerada neste sistema pode ser enviada para uma muitipiicidade de mociuiaderes, ura para cada canal. A salda de cada modulador está ligada a um ínaltipleáader óptlco, o qua 1 agrega oa canais que sáo entào transeitidos a uma libra que pode estar acoplada ao circuito integrado ........................6'pticb".:.......................................................................................................................................................................................................................... A Invenção permite a transmissão de cáries canais , mui :: ic lesados em comprimentos: de onda, numa multiplicidade de diferentes bandas. Esta invenção, incorporada sob a f o rma de ura transmissor do raú 11 Ipi o s comprimentos ide onda dentro de uma rede de comunicações: de muitiplènagem: por divisão de çòmprimento de onda baseada em fibra opt .1 ca, e muito ut il dado que é pos silvei mudar a banda onde a informação esta s ser transmitida.

ANTECEDENTES iQA TNVEMÇAO Ά i eomput a cã o em nu vem., máqiiina •a -ntádui na , forma tos 3D, i áudio e video a pedido (''Audio and Vídeo On Demand - AVOD"; c a mobilidade são alguns dos serviços que .........................1 e v ar aa''' ái'' umái c re's Pent et p p Oc u f ai d ei 1 a r guras de baud á deste...................... contexto, o Srupo de ledes de Acesso die Serviço Complete ("Full S©xyi.Ge: Access Network - ESAfl") e a Dn i ão

Internacional: das Telecomunioaodes - Sector de d o ma lio aça o de Telecomuninações ('"International Teiecoaimnnloation Onion .........................^..........Te 1 eiciommu iniiioiaf ipni.........St auida r di ration.........Sector.........~..........1 f g ~ i?:" }....................... iniciaram a investigação de novae tecnologias para as Redes Ópticas Passivas 2 da Geração Seguinte {"Next-Generation Passive Optical Networks 2 ~ NG~PON2). 0 objeotivo principal é o de aumentar a: largura de banda para a ten dos actuals 10: Gb/s era ligação descendente e 2,5 Gb/s era ligação ascendente, na rede de acesso óptico.

Entre todas: as propostas:, tem-se destacado a ROM de Mu; It i p 1 exa gem po.r D i vi são de T erap o e oe Compliment o s de

Onda ("T ime- ; and Save length- Division Mui t ipisxed-PON -·· TSDM-ROM") , Ma TWDM-PON, a taxa agregada: é obtida peio empilhamento de várias PON's de 10 Gíqabi t (XG-PQMs), usando diferentes, pares de comprimento de onda: (comprimento de onda de li gaçá o as eendent a, eomp r iraento de onda: de ligação descendente). Para o caso concreto era que são empilhadas quatro XG-PON's, são atingidos 40 Gb/s era ligação descendente è 10 Gb/s era ligação, ascendente, ou seja, quatro vezes a taxa de agregação da actual POM,

Os principais, desafios no planeamento desta nova arquitectura são a coexistência de: PON's e a reutilização dos equipamentos/intra-estruturas. O espectro ja se encontra ocupado por outras tecnolog ias, tais cora o G-POH, XG-PON e video, Pgr tant o, a T W DM - PON tem de ocupar bandas livres· do espectro a fim de não interferir com outras PON's, â.iém ;disso, a implantação de TWDM-PON não pode obrigar a: uma substituição total da Infra-eat rutura já existente, Têm sido feitos esforços no sentido da ........................rent, i li z a çâ o: i......do..........equi parnento...........e..........das...........i nf ra~est.rut.uras....................... exlstentes,: Isso irá provocar uma significativa redução do custos, A Integração PotónicS: representa um enorme avanço em termos de custos, uma vez que ele ira conduzir a maior densidade: e menor consumo do potência. Têm sido estudados vários materiais: para integração fotónics·· Alguns deles, sào o Silício sobre Isolador PSiliçon on insulator - SOI") , d itr;e·to de. S:ilIrio ídBióxido de Sillçio Si0¾} e

Posfereto do índio (InP) ,

Tendo tudo isto em consideração, um desatio: que vaie a pena é o de ter um circuito integrado óptiço monolitico:, o! quai corr.preende um transrnissor de TWDM“POIS e também é capaz de suportar todas as: tecnologias aetuais. DESCRIÇÃO DOS! DESENHOS. Ά Figura 1 é um diagrama esquemático -do circuito ........................Int eg rado opt ico,...........de aeordó': cora: ai g uns aspecto s da....................... invenção. Ά Figura 2 é um diagrama esquemático do circuito integrado óptico incluindo Uma unidade de controle, de acordo com alguns aspectos da invenção, .............................................................A Figura 3 é um diagrama esqUémã1tIcõ cio cIr:cuito·....................... integrado Óptico cóm algumas diferenças: na sua

Configuração,: de; acordo com alguns aspectos da invenção. A Figura 4 é um diagrama esquemático de: ura outm circuit'd integrado Óptico:, de: acordo: com alguns aspectos da invenção. A Figura 5 é um diagrama esquemático do último clrcui to integrado Opt ico incluindo uma unidade de controlo, de acordo com alguns aspectos da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A descrição detalhada que se segue faz referência âs Figuras. As partes que são comuns em diferentes Figuras foram identificadas com os mesmos números de referência.

Além disso, a descrição por men or i za da que se v ai. segu ir não 1 imita o âmbito da divulgação. A presente invenção proporciona um sistema, dispositivo, ; método e circuito integrado óptioo, que funciona como um transmissor de múltiplos comprimento® de onda com banda s1ntonizávei. De acordo com os modelos de realização ;da invençâo, é di sponibiii rada uma multiplicidade de fontes de .Laser no; substrato; cada urna delas gera uma multi pi! i cidade de cópias e, com a acr.i vação de um fiitro, é poss1vel escolher uma banda especifica de funcionamento:. A multiplicidade de lasers sintonizáveis compreende: uma multiplicidade de filtros passa-banda, que estão por um lado ligados a um ref leetor/superf icie reflect ora, & por outro lado a uma multiplicidade de C dmu t add res/ giSp li 11 cad ore S opt id os. 0 Si n ãl dl s po η I b III z a do por estes, últimos c agregado num combrnador de potência, e depois encaminhado para um desmultíplexedor que tem uma única entrada: e mui tipi as saldas . Cada salda é ligada a um amplif iGador,: ao qual se segue um divisor de potência 1 x 2; uma dás suas saídas é ligada a um reiieccor/auperfi cie reflectora, e a oafra; const itul a salda da cavidade do laser.: A iuz gerada em cada sai da da cavidade de laser pode ser enviada para um modalador,: A saida de c&da modslador é ligada a am multagalexador optic©:, © qual agrega os canais que sâo encâo transmitidos para uma fibra. quo pode ser acoplada ao circuito integrado óptico.

Além disso, a invenção permite a geração e transmissão de: várioC canais, numa: maltlplloidade de diferentes bandas, tais corno G-POG, XG-PON e GW:DM:~PQtii ............................................................A......Figura......1......ilustra......o.....di arrama......de.....biocos.....da......um:....................... modelo de real inação exemplificative de um primeiro circuit'd integrado optic© 10, quo pode ser disponibíi irado de preferência num un i co substrato 11. A cavidade: de laser é essenciaimente composta por uma variedade de t rês ........................elementos, pa ra a 1 ém dos necessar lo s re£ iecto res 111-1,

111-m; 111A-1, lllA-n. Estes elementos são: N amplificadores 116-1., & 1.6-8, sendo d o número de canais; H filtros: passa-banda 112-1, 112-m, sendo Μ o número de bandas de funcíonamento desejadas; e um desmultiplexador 1 x N 115, Aièm disso, as. mencionados reflectores 111-1, 111-m; 111A-1, lllA-n podem ser substituídos por uma superfície reflectors. G filtro passa-banda 112-1, 112-m e:stã sintonizado para uma banda de funcionamento diferente e ligado aó: desmu.ltíplexador 115 através do combinador de .......................potência.......114.....e.......do........tra jecto.......apt loo........121 >.........Gma;.......banda.......de....................... rune · ouamonto especifica 6 seieccionada so aoL i rur o correspondente selector de banda 113-1, 113-m, aqui assim, designado, e desmotivando os restantes. Estes selectores de banda podem ser implementados por um ampli tic adora a a operação de actlração corresponde neste case a colocar o smplifioador em. condução. doce-se que este ê um modelo de realiração eremplificativo para o selector de banda referido. Esta invenção inclui não apenas essa solução, mas também to dia s as q u e u t i 1 i s am an me can 1 s mo: p r or bi n do que a lur passe através de um indesejável filtro passá-banda 112--1, 112-iá, tal como qualquer outro interruptor opt í cor e 1 ecu. r o opt 1 co. ..............................................................Pgri s e a 1 á d b * d d e: smalt i ρIerabor 115 separe cari a....................... comprimento die onda λχ, Kn dentro da ifeanda: seleccionada que atinge a entrada do deamudmipieradior 115 atrsvls do trajectç òptico 121, e disponibilira cada um deles na o o r r e soon den t e s a 1 d a OÍ.Ç.Í O tu ivTÍ i>,.4 1tiplera aor 115, sequinoo os tra jec t os 122-1, 122-n.

Graças aos reflectores no inicio do trajeefo 120-1, 120~m, e no final do traiesto 122-1, 122-n, estes trajectios sâo bibirecaiornais. Uma parte da lua resultante da sondmçãP do am:pi i f tosdor 116-1 * 116-íí at luge: o ref I.ector....................... 111A-1, lllA-n, onde é refiectído de retorno ao ampi1 id caaor US, 116-n. Aqu i e la e amplificada a seque o trajecto dptico 121-120 em direopao ao reflector, 111-1,

Ill-in. 0 stna.1 e ref loot ido de retorno em dírecçâo ao .........................amp Iff 1 oa'do f"" i 116-1, 116 - n s endo ampli f lbs do e t rain smiti do...................... mais tana vmz\ a© refleeter illA-1, lllAtn. Entretanto, a parte -do sinal que atinge o divisor: de potência 1χ2 117-1, 117~n - mas ;na© é transmitida para o reflector 111&~1, lllA-a - segue o trajecto optic© 123-1, 123-n, isto é, a saida de laser. As constantes amplifreações· e reflexões, era cost junto cem a filtragem e desmultipiexagem, irio: disponibilizar o canal Xlf Xa no trajecto optic© 123-1, 123-n.

Oma; vez que o circuito integrado optic© 10 compreende um; amplificador 116-1, 116-n para cada canal,: a potência de ; cada: um. deles pode ser a justada de forma independente.; Por esta via:, o canal que pode sofrer uma: redução de energia:, por exemp lo de v id o a: impe rfe leões de filtragem, poderá ser amplificado sem afectur os canais: adjacentes. 0 Circuito integrado óptico 10 ê apenas um modelo de ré a1icapão: exemp1í f x cative. As tá também cederia: qualquer alteração deste circuito fundamenta:!, como por exemplo a introdução de amplificado res/out roa: elementos adicionais, ou o rear rang o da: localização dos elementos. .............................................................A Pi g u r á 2 ilustra: q: dl agraria de blocos de uru....................... modelo de realização exempiificativo de um segundo circuito integrado óptico 20, o qua 1 pode ser disponiMl irado d:e preferência num unroo substrato 21. Mo entanto, urna vez que o circuito integrado Óptico .20 ê composto^ por dois sub- circuitos·, distintos, cada. um dales pode ser por exemplo disponifoílizado em dois substratos.

Um idos sub-circuitos mencionados é o primeiro circuito integrado: óptico 10 com uma ligeira diferença. Foram além disso adicionados foto-dioáos para monitorização laser aos elementos essenciais ilustrados na Figura 1. Neste; caso, a parte; da luz que atinge o divisor de potência 1 x 2 117-n - mas nào é ref 1 ect.ida nos reflectores 111A~1, lllA-n - será encaminhada para um segundo divisor de potência 1 x 2 117A-1, 117A~n. Os foto-díodos 210-1, 210-n, gue: estão ligados a: uma das saldas do divisor de potência 1 x 2; 117A-1,: 117A~n, í rào permitir a amostragem do sinaI de laser sin t onizávei gerado. Posteriormente, q sina1 eléctnco resultânt:e: 310-1, 310-n pode ser utilizado como um sinal de entrada de uma unidade de controio :2:11. Aqui, o sinal eléctrrco 310-1, 310-n vai permitir verificar se o sinal de saida de laser sintoni zável satisfaz as expeccativas. Se is:so náo acontecer, a unidade de controlo 211 irá alterar em conformidade os sinais de condução 220-1, 220-n aos amplificadores 116-1, 116-n.

Ndtê-se que o divisor de potência 1 x 2 117-1, 117-n e o divisor de potência lx2 117A-1, 117A-n nào sào necessariamente iguais, dom isto, quer-se significar que a razão de divisão dos dois divisores de potência não tem de ser a mesma.: A título de exemplo,: o divisor de potência lx 2 117-1, 117-n pode ter uma razão de divisão, de 5D/50,

e n q uan to: a razão de divisão do: d 1 vi sor......de......potência 1' x: U Í17&-1, 117Ά~π pode sor 10/9C. Isso depondo da parte da luz que é necessária para ser rei Iecti da e daquela que e necessár ia pars o sistema de monitorizaçào, o qual é composto pelos foto-díodos e pela unidade de controlo. 0 outro sub-cí r cui to menciGnado, que está incorporado no circuito integrado óptico 20> diz respeito à modulação das;saldas de laser sintonizáreis 123-1, 123-n do g irou i to í nt.eqr a do opt ico 10. d mo du; ador 118-1/ 118-n e s tá........................ ligado à outra saída do divisor de potência 1 x 2 117A-1, 117A-ru Está:; último modula o sinal de acordo com uma const elaçáo de sejada. 0 si na 1 modulado.....se que o.....t:r d: j ecto óptico 12 3A~1, 123A-n em direcção ao rnultiplexadox N x 1, o qual multíplexa os N sinais que chegam num único sinal que é transmitido para o trajecto óptico 124, a salda do transmissor sintonízáve1>:

Note-se que, em certos: casos, pode ser necessário em qualquer lugar do circoíto úm rotor de polarização:, ou um elemento cie compensação semelhante. Apesar de isso não ser mostrado : na Figura: 2, a invenção também inclui esta sr t o. a ç a o.

Além disso, o foto-diodo 210-1, 210-n pode ser introduzido em qualquer lugar do circuito integrado óptico 20. Em vez: de ser introduz ide na saída de laser ........................srhtoni zável, b f bto -dlódd 210-1, 210-n pede ser por....................... exemplo colocado entre © anrpi ificador 116-1, 116-n e ó dl visor de potência 1 x- 2 117-1, ll?-n. G modelo de realização do circuito integrado optico 20 representado na Figura 2 : é um: modelo exemplificative, Nestas circunstâncias, ele também inclui mudanças de idealização dos seus elementos.

Uma; vez que o circuito integrado óptieo 20 compr eende um: ampi if í ca dor 116-1, 116~n p ara, cada: pana 1a potência de içada um deles pode ser ajustada de forma independente.: além disso, todos ©:s canais à.lf ka podem dl fundir informação diferente em simultâneo, porque eles são modulados:por moduladores independentes 118-1, 118~xi. É no e n tarifo também pos sive 1 r e d u z í r.....o: numero de mocui a do res 118-1, 118-n se: os canais puderem transmitir a mesma informação, ou se num dado momento apenas estiver active um amp! i f i çador i 116-1, 116~n. A redução dò numero de moduladores 118-1, 118-n implica a introdução de um. combinador de potência Q χ 1 entre o divisor de poteneta 1x 2 117A-1, 117A-n e o mencionado moduiador 118-1, 118-n, sendo Q o numero de canais que podem ser modulados por um moduiador comum, 11:8. Neste caso, tem alem disso de ser introduzido um divisor de potência 1. x Q entre © moduiador 118 -1 > 118 -n e o m u11: ipléxâdar N x 1 118. 0 vai cr de Q è estabelecido entre 0 e N. Se Q ~ 0, todos os canais devem transporta r i n formação diferente e é necessário, um moduiador para cada canal, o quê corresponde exacr.amente ao modeio de realização representado na Figura 2. So Q = N, todos os canais podem ser modulados oom a mesma i rd ormação,

somente sendo necessário um modulacior 118, e é necessário um combinador de potência: H x i entre o di visor cio potência 1χ:1 117Ά-1, 117A~n e o mencionado modo ia dor 118. Se Q assumir outro; valor dentro do interval [0, li], o numero- de moduiãdores 118~Ί, 118-n terá de ser eseolhide em conformidade. A titulo de exemplo, se N- & e Q=3, o número de moduiãdores deve ser dois e, neste caso, cada três canais do total de seis podem ser modulados com a mesma ........................informação............................................................................................................................................................................................................. 0 circuito integrado optico 2Õ ê apenas um modelo de realização; exemplificativo. Está também coberta qualquer alteração deste circuito, como por exemplo a introdução de ampiificadores/outros elementos adicionaís,......ou o rearranjo....................... da: localizaçab dos elementos. A Figura 3 ilustra 0 diagrama de blocos de um modelo de realização exemp1i i i cat i vo de um terceiro o ircuitc integrado optico.....30, gu e pode ser disponrbid izado de preferência num único substrato 31. No entanto, uma vez que o circuito integrado optico 30 é composto por dois sub-circuitos distintos, cada um deles pode ser por exemplo disponibílizabo num diferente substrato, como acontecia: com .........................o circuito integrado óptico''2 Q1................................................................................................................................

Comparativamente com o circuito integrado optico 20, o circuito integrado optico 30 pode ser decomposto na cavidade de ; laser si ntoni zável e no sub-c i rcui to de modulaçâo. QΪ prime:iro ê seme 1 hunte ao c ir ç ui t o: integrado opt i co 10, excepto no que se refere á iooaii zação do desnvultiplexador 1XK US, No circuito integrado éptoico 10, 0 desnsui tipiexador IgM 1:15 está localizado: entre o eombinadof de potência M x 1 114 e o amplif icador 116-1, 116~n, enquanto no circuito: integrado: óptico 30 este elemento (115) ê introduzido entre o divisor de potência 1 x 2 117-1, 1117-n e os refiectores 111A-1, lllA-n. Consequentemente, o combinador de potência ΜχX 114 tem de s é f s u tos: t i t u i d ó po r um.......el emento semeih ante: 230 , com: g saldas em: vez: dê uma única. Note-se que: este elemento (2:30): não é em qualquer caso negliganeiado, mesmo quando o número de bandas ti :ê: igual ao numero:1 de canais $L S função de ambos os combina dores de potência 114 e 230 é a: de garant. ir que o sinal:- o qual se desloca ao longo ^de: qualpue r trajeeto óptico 120-1, 120-n seleçoíonadd (:ao aocíonar o correspondente selector de banda 113-1, 113-m, aqui assim designado) - chegue: a todos os araplifícadores 116-1, 116-n.

Apes ar desta modi f 1. ca' ção,: pe r man ece i na it era do: o: princípio de funcionamento descrito para o circuito integra do óptico 10, Os sinais: de salda de laser sintonizáveis: são gerados, principaiménte devido às const antes amplificações e r e íliexòes sofridas pela luz no ........................ampl 1 ficado: r'''' 116-1, 116 - n e re spec ti'va meu t e; no s r e f 1 eot or ea...................... (ou superfícies reflectoras) 111-1, 111-m, 111A-1, lllA-n,

De forma semelhante ao circuito integrado: óptico: 10, & processo de sintonização· no circuito integrado óptico 30 ·# ditado pela combinação entre o filtro passa-banda 1:12-1, ilSH® que ten ha sido seleccionado e ot desmult iplexador 1 x M 115.

Come pode ser visto na Figura 3, está omisso o foto-diodo 210-1,: 210-n em con junto: com a unidade de controlo 211..; És tá omissão tem unicamente a ver com o facto de se manter uma boa legibilidade do diagrama de bloco®· 0 foto-diodó :210-1, 210—n para monitor!cação, e non sequen tement e a u n ida do de control o 221, também pode ser introduaido em qualquer ponto do circuito integrado optico 30, tal como aconteci a no circuito integrado ópt ico 20 . O sub-círcuito de modulação do circuito integrado ópt ico 30 nâo difere reiativaraente ao ei rcuito integrado òptico 2 0. É compos to por mod ul a d ores 118-1,: 118 - n e ura multiplexador N x 1 119, o qual muitiplexa o canais λ*, λη que percorrem os traject.cs 123-1 a 123-n, para dentro da saída do transmissor *3® múltiplos comprimentos de onda 124,

Os moduiadores serão ligados a uma das saídas dos divisores de potência ; 1 x 2; 111~ 1, 117-n, no caso de não serem introdunidos foto-diodos 210—1,: 210-n. na salda da cavidade de laser s i nton.i sável. deste caso, os moduiadores são ligados a uma das saldas dos divisores de potência: 1 x 2 117Ά-1, ll?A-n, como foi 1 lustrado para o caso do circuito .........................í ntegrado o ópt ico: "'20:...........................................................................................................................................................................

Moté-se que, em certos casos> pede ser necessário em qualquer lugar do circuito um rotor de polaríraçlu:, ou um elemento de compensação semelhante, Apesar de isso não estar mostrado na .Figura 3, a invenção também inclui esta situação.

Uma: vez que o circuito integrado óptioo 20 compreende um amp1ifieador 116-1, 116-n para cada canal λ*, λη, a potência de cada lira pode ser ajustada cie forma independente.; Além. disso, todos os canais λ*, λη podem dl.fundir simultaneamente: informação diferente, porque eles

são modu lados por mo d u '1 adores i nd e pen d èn t e s 118—1, 118 - n. E no entanto: também possível reduzir o número: de moduiadores 118-1, 118-n se os canais puderem transmitir a mesma informação, ou se apenas um amp ii f ieador 116-1, 116-n estiver: active num dado momento. A redução do numero de moduladores 118-1, 118 ^n ímplica a introdução de um corabinador de potência: Q:xl entre o divisor de potência 1 x 2 117A-1, 117A~n e o mencionado modulador 118-1, 118-n, sendo Q o numero de canais que podem: ser modulados por um modulador comum 118. Neste caso, tem além disso de ser íntreduzido um d.ivisor de potência: ixS entre o.....modula dor 118-1, 118-n e o mult iplexador N x 1 115. 0 valor de Q é estabelecido ientre 0 e N. Se Q - 0, todos os canais devem transportar informação diferente e é necessário um modulador para cada canal, o que corresponde exactamente ao mode lo: de re a i i zaçáo representado1 na Fí gura 3. Se Q - R, todps os canais podem ser modulados com a mesma informação, somente sendo necessário um modulador ,118:, e é necessário um combinador de potência Nx1 entre o divisor de potência 1 x U 117A-1, i 117Á-n e o mencionado modulador· 118 > Se: Q ........................assumir out rol valor '"dentro' do^intervalo.....I:Q,.....d i ,.....o número de:...................... moduladores :118-1, 118-n terá de ser escolhido em conformidade. A titulo de exemplo, se N - € e Q-3, o numero de modaladores deve ser dois e, neste caso, cada três canais do total de seis podem ser modulados com a mesma informaçãoλ 0 circulto integrado ôptico 30 é apenas um modelo de reali ração exemplificative. Está também coberta qualquer alteração: deste circuito,......corno por exemplo a 1 nt roduçãode amplificadores/outros elementos adicionais, ou o rearranjo da localização dos elementos. A Figura: 4' ilustra o diagrama de blocos de um modelode realização exempli fica tive de um qua rt o circuito integrade óptico 40, que pode ser di sponifcili zado de preferencia num único substrato 41. So entanto, uma vez que o circuito integrado: óptico 40 é composto por dois sabei r cult os: distintos, cada um deles podo ser por exemplo disponibi 1:izado num: diferente substrate,: como a eon t:ee ia com o circuito integrado óptico 20. C omp o r a t i v a me n t e com. o circuito integrado óptico 20, o circuito integrado ópc. .1 co 40 pode ser decomposto na .......................ca: v idade de: τ" 1 a se:r; sinton izásei e no s u b ~ e 1 r cui t b de........................ modulação.. 0 primeiro ê semelhante ao circuito integrado optico 10:, oxcepto no que se refere ao número e localização das saídas da cavidade de laser 123-1, 123-n- No circuito integrado óptico 40, a saída da cavidade de laser é apenas .......................uma', em Vg;z;T de N: como: a c: o:n t eoi.a ro ci- r c ui:t o integrado........................ óptico 10. O numero foi. reduzido dev ido à mudança de localização. No circuito integrado óptico 10, o trajecio óptico 123-1,; 123-n é urna extensão: de uma salda do divisor de potência ; 1 χ 2 117-1, 117-n, enquanto no circuita integrado óptico 40 o trajeoto óptico 123 fica: locaiizado entre o desrault iplexador 1 κ N 115 e o combina d or de potência 114,; o qual tem oe ser substituído por um elemento semeihante 240, no circuito integrado óptico 40, com o mesmo nume· r. o de entradas mas· com duas sai das.

Apesar desta modificação, permanece inalterado o principio de funcionamento descrito para o circuito integrado óptico 10. 0 sinal de saída de laser sintonizarei é g e rado, princip â i.men te.....devido às const antes: ampii f 1 cações e reflexões so.fridas pela Iuz nc amplificador 116-1, 116~n e respect!vamente mat ref 1ecto res (cu superficies reflectoras) 111-1, 111-m, 111A-1, lllA-n. De forma semelhante to circuito int.egrado óptico 10, o processo de sInioni zaçâo no circuito integr ado ópt ico 40 é d 1.tado pela....................... combinação entre o filtro passa-banda 112-1, 112-m que tenha sido seleccionado e: o desmui tipiexador 1 x M 115.

Como pode ser visto na: Figura 4, está omisso o .........................f oto~d iodo.......210 -1,........21Ό ~n.......em.......c o n; j: unto........com.......a:.......an 1 dads.......de...................... centrolo 211,; Esta omissão tem unicamente a ver com o facto de se manter ;umã boa legíbilidáde: é& diagrama de biocos . 0 foto-diodo ; 210-1, 210-n para monitorização, e consequentemente a unidade de controlo 221, também pode ser i n r. rociuzi do em qualquer por.to do ci. rcu i r.o integrado optico 40/ tai cotno acontecia no circuito integrado óptico 20< 0 sub-circui to de modulação do c i rcu i to integrado díptico 40 é composto apenas por ura moduiabor 118, uma ves que só existe uma cavidade de laser de saída. Assim sendo, se estiverem si.nu.11.aneamente em: condução todas as regiões de ganho 116-1, 116-n, todos os canais Xlr λη í rao difundir a mesma informação.

Note-se que, em certos casos:, pode ser necessário em qualquer lagar do circuito um rotor de polarização, ou um elemento de compensação semelhante. Apesar de isso não estar mostrado na Figura 2, a invenção também incluí esta ........................SÍt Ua çãC .:...................................................................................................................................................................................................................

Uma vez que o circuito· integrado: ópt ico 40 compreende um amplificador 116-1, 116-n para cada canal λχ, λη, a potência de cada um pode ser a j estada de forma .........................independente'.';................................................................................................................................................................................................... Ó circuito integrado optico 40 e apenas um modeio de reaiiração; exemplifi.cativo, SStá também coberta qualquer alteração deste circuito:, como por exemplo: a introdução de ........................ampi i f i c adore s / cut' ros element ds adi cí o ná í sy ou" "o r éãr f áí n j: o...................... da locailzaçâo dos elementos.

Lisboa, 20 de Outubro de 2015

Claims

REivim>i(mgõEs .1,. Circuito integrado dptiCo earacterizado por compr ee nder: to substrato; toai multiplicidade de reflectores disponibilizados no substrato, colocados na extremidade de ........................cada cavidade de laser;............................................................................................................................................................... Uma multiplicidade de filtros passa-banda disponibilirsdps no substrato, ligados aos reíieccores acima: mencionados, sendo cada um deles configurado para operar rmma determinada banda; Orna: mui tip lie idade de sei eci.ore & de banda disponibilizados no substrato,, cada um deles ligado a cada um dos filtros acima mencionados e funcionando como um act.iv'.ador ou desactivador da respectiva banda; Um : combinador de potência disponibilizado no subs t rato > que agrega.......to dos os.......pré ceden tes num: t r aj ec to óptico; Um : filtro de muiribanda disponifeílizado no substrato, com uma entrada onde está ligada a sai da do combinador de potência acima mencionado, e uma ........................mu 1:txp licida.de''' de'' sai da s;....................................................................................................................................................... Uma: multiplicidade: de amplificadores: disponibilizados no subs trato, cada um deles: ligado a uma saída do filtro de multibanda acima mencionado; Uma: multiplicidade de divisores de potência .........................di sponibiLizados no substrato,:"estandd: a ènfrada. de cada Um....................... deles ligada ; a cada amplificador, e- tendo cada um duas saídas; Uma ; multiplicidade de reilcctores disponldilizados no substratQ:, ligados a uma das saídas: de cada una dos d i v 1 sores de potência acima mencionados, e que define a extremidade: da cavidade de laser.
2. Circuito integrado: óptico de acordo com a rei:vin dicação: 1:, car&cteri zado por cada um dos mui tipl os reflectores: compreender um reflector Interf eromet.ro de mult.imodo - MÍR, Multimode Interferometer Reflector, six uma S' up ex fie i e opt learn© π t e ref 1 ec t o r a. .............................................................3· , Circa i to integradd bp-bic© de acordo com a....................... reivindicação; 1, caracterizado por cada: urn dos multiples: filtros passa-banda compreender· urna malha de, guias de onda em mat ris - KWC, Ãrráyed tíâveguidè Grating,: ou uma malha de Bragg, ou um ressonadof ane l ar .
4. Circuito integrado óptico de acordo: com a reivindicação: 1, caracterizado por cada um dos: selectores de banda compreender um. interruptor óptico, ou um amplificador i óptico semi. condutor “ S 0Ά, Semi con duct or Op t l ea l Mpl I f 1 er, o u urn amp I I f 1 e ado r d dp a do Cdm e r b id. 5. 'Circuit® integrado óptico de acordo com a reivindícaçac 1, caracterizado por cada um dos combinadores de: potência compreender um interfarbmetre de multimode -MM íMu 1t í -Mode Ϊ n t e r f e r orne t e r.
6. Circuito, integrado óptico cie acordo cora a reivindicação; 1, caracfcerizaçlo por cada. xm dos filtros de my.ltibanda compreender usa malha de guias de onda em .matris - AWG, Arrayed Waveguide Grating,
7. Circuito integrado dptícô de acordo com a re i vindi cação I, caracterizado por cada axnpli £ icador compreender um amplificador bptieo semi condutor — SOA, S em ícondu c t or; Opt icei Amp I ifie f -t o: u: um arnpl 1 f i cá d d r dopado com érbio.
8. Circuito integrado optido de acordo com a reivindicação: 1, caracterlzado por cada ura dos divisores de po têno ia compre end e r um i n terie róme tro de mu It rm odo: -; MM I, Mu1tI-Mode Interferometer.
9. Circuito integrado óptíeg de acordo com a reivindicação; 1, caracterizado per compreender ainda uma muii: iplicidace de moduladore s dispohifcili z ados no substrato:, 1 igados à segunda, salda do 'mencionado ci vi sor de pet êne i a . 10. ; Circoito integrado dptico de acordo ogra a ........................r e 1' vi ndreaçã o;...............9,..................car aç:fcer I zado...............:por................compree nde.r....................... a d i c i o na Iment e um mu 11 í p 1 exa do r ã I spon ib.i lit ado ho substrato com uma mui tipi icida de de entradas, onde está ligada a saída de todos; os moduladores anr.es menc i onados, e com uma salda. 11»i Circuito integrado óptico de acordo com á reivindicação! 9, caracterisado por cada: um dos rnoduiadores consi stir num modulador de Hach-· 2'ehnder »
12. Circuito integrado óptico de acordo: com a reivindicação: 1, daracfcerizaáo por compreender ainda uma unidade de controlo electrênico que monitoriza, através de uma multiplicidade de foto-detectores, o sinal optico que é entregue aos mod ala dor e s, e a c t i vá oo desa c t i va os selectores de Panda também mencionados na reivindicação 1, o que permite: ã selecção dá banda de funcionamento. 13. ; Circuito integrado óptico· de acordo com a ........................reivindi ç ação;.......12».........car aefcfôr izadõ......por.......cada........um dos.......£o t©-"...................... dated teres compreender um foto-díodo de Piti ou um foto-· díodo de avalanche - APD, avalanche PhotoDiode. 14»; Circuito integrado óptico caracfcerizado por ........................compreender;:'''':................................................................................................................................................................................................... Ura substrato; Uma: multiplicidade de reflect ores dlsponibiiizados no substrato» colocados na extremidade da: c a vo a de d e a s e r; ..............................................................Dm a mu X Ρ ip 1 lei: da de............de.............fill ro s............p ase a-ba n da....................... diaponibilirados no substrato, ligados aos reflect pres acima mencionados, sendo cada um deles configurado para funcionar numa determinada banda; Uma multiplicidade de selectores de banda .........................di sponibili raid'd s no s uba t r ai o, I i g aid o si a cada nm: dos...................... filtros pass a -ban da. acima men cion ados: e £ un cion and c como urn activador ou desactivador da ras.pectl.va banda.;: Um, ; combinador e divisor de potência disponibili zado no: substrato, que agrega todos os: precedentes em diversos trajectos óptieos; Uma; multiplicidade· de amplificadores disponibilizados no substrato, cada um deles ligado a uma das saídas do; acima mencionado: combinador de potência;: Uma: mu 11 í p 1 í c ida de de d iv isores de po tên cia: disponibilizados no substrato, estando a entrada de cada um deles ligada ; a cada amplificador, e tenda cada um. duas a a x ci a. S y .lira ; filtro cie multibanda dísponibilizado no sub & t r a to, com uma rial t Ipl icida de de ent rada s onde está ligada uma dás saídás de todos os divisores de potência acima mencionados, e com uma sa ida; Um reflector disponibi I i zado no substrato,: ligado a salda do acima mencionado filtro de multibanda, e que ........................defi ne" ή"' ext remidade" "da:"' ca vi dade; d e:" 1 aser......................................................................................... 15 ;. ; Cl rcui to integrado opt.iço de acordo com a reivindicação; 14, ea-racterizado por cada um dos múltiplos reflect ores: compreender um reflector inter foròmetro de mui i imo d o ~ ΜIR,: Mui t imo d e I n t :e f f e r dme t e;r' R e:f lector, ou u má. superfície opticamente refiectora.
16. Clreal to integrado opt ícó de acordo com, á reivindicação; 14, caracfcarizado par eadá um dos: múltiplos fx11ros- pass::a--doanda' compreender uma: ma iha de guias, de όndã era matriz - AdG, Arrayed Waveguide Grating, ου uma malha de Bragg, ou um ressonado·: anelar,.
17. Circuito integrado dptico de acordo com a reivindicação; 14, caractarizado por cada urn dcs multi pics select ores de banda compreender um interruptor: Opt 1 co, ou um amplificador 6p tico s e m i c: o n d u t o r - SOA, Semiconductor Optical Amplifier, ou um: amplificador dopado: com erblo. 18. ; Circuito integrado·1 óptico: de aeordo com a reivindicação li, caracterizado por cada ura dos combinaáores ; e divisores1 de potência compreender um interferômetro de muitimodo ~ HMI, Mui t i-Mode .........................Inter fe remeter ............................................................................................................................................................................................. 19. ; Circuito integrado óptico de acordo com a reivindicação; 14, caracterizado por cada amp i11leader compreender um amplificador óptico semicondutor — SOA, S emlconductor Opt leal Ampli fier, ou um ampli fica dor dopado....................... com. érbio. 20. ! Circuito integrado óptico de acordo com: a re:l vrndicaçao 14, caracterizado por cada um dos divisores de po tendi a compreend er ura i nr e r f e r óme t r õ: de mu iti modo - MMX, Haiti-“do de Interferometer , 21.,; Circuito integrado óptico de acordo com a reivindicação: 14, caracterizado por cada:: um dos filtros de mult, ibanda compreender uca malha de guias de onda em matris - AMGt Arrayed Waveguide: Gyrating. 22. : Gire ui to integrado óptico de acordo cora a reivindicação; li, caracterizado por compreender ainda uma multiplícidade de moeuladores dísponibilisados no safestrato, 1 igados à segunda salda do divisor de potência mencionado. 23. : Circuito integrado óptico de acordo com a reiv indicaçâo 22, caracterizado por compreender a d iciona Imenre um muitiplexador dispon ibi 1 irado no substrato com uma multiplicidade de entradas, onde está Hpda a salda de te dos os·· mod uladores acima: men eí on a do s , e com uma saída;. 2:4.:; Circuito integrado Óptico de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por cada um dos modelador.es ç on s i st í r num.; mod u X a do r de Ma eh ~ 2 ehnde r * 2:5.; Circuito integrado óptico de acordo com a reivindicação; 14, caracterizado por compreender ainda uma unidade: de controlo electrónícc que raonitorisa, através de uma mui £ i p 11 cidade de £ dt o - de· t ectores, d s 1 n ai op t í c d que e entregue aos moduladores mencionados na reivindicação 14, e activa ou desactiva os selectores de banda também mencionados: ina reivindicação 14, assim permitindo a seiecçâo da banda: de funcionamento:. 26'. j Circuito integrado ópfcíco de acordo com a reivindi cação 2 5, caracteri zado por c a d a £ o t O: - d e t e c tor corapreende um foto-d iodo de PIN on um foto-díodo de avalanche - APD, Avalanche PtotoDiode. 27,: Circuito integrado óptico caracterizado por coopreender: Um substrato; ............................................................Uma :.....................muli: ip:i icidade.........................de........................re fleet or e:s......................... di sponibiiirados no substrato, colocados na extremidade da ca v i da d e de las: er; Unta : multiplicidade de filtros passa-banda disponibilízados no substrato, cada um ligado a cada: um dos: ref lecto res a cima men ei o na do s, e c adu um deles co nfi gu r a d o para funcionar numa determinada banda; Uma; multiplicidade de selectores de banda di sponibí11zados no substrato, cada ura ligado a cada um dos filtros passa-banda acima mencionados; Úm ;combInador de potência disponifci1 irado no substrato, com uma multiplicidade de entradas e cora duas saldas; Um ; filtro de rauItibanda disponIhilisado no substrato, com uma entrada e com urna multiplicidade de .......................sa idas onde.....e: st ao 1:1 ga d a s: 1..................................................................................................................................................... Uma : muitipi icidade de: amplificadores disponibi tirados no substrato, cada um ligado a uma das s a idas do filtro de mui tíbanda acima men ei. on a do; Uma:: ran itipi icidade de reflect ores .......................d i s poni b 11 i s a dos no sub st: r at'o:, i i gados aos amp.il £. i cadores........................ acxma mencionadod e que definem a eltremidade da cavidade de laser,
28. Sir curt o integrado óptico de acordo: com a reivindicação: 27, çaracterizadio por cada um doa múltiplos reflect ores compreender um reflector interferômetro: de multi mod o ··· MIR, multimode Interferometer Reflector^ ou uma super f1 cie ceticamente reflectora, 29. : Circuito integrado óptico de acordo com a reivi ndi cação 2 7, caracterizado por cada um dos múltiplos fi.ltroa passa-banda compreender uma malha de guiam de onda em mat ris - AWG, Arrayed Pacegoide Grating, cu, uma malha de ........................B r ag g , o a um res sonad o r anel. ar...................................................................................................................................
30. Circuito integrado óptico de acorda com a reivindicação: .27, caracterissado por cada um: dos múltiplos select ores de Panda compreender um inter rupter óptico, ou um am pi i £ lead or óp t i o o: semi condu tor - S 0 AS em ie o ndu o to r Optical Amplifier, ou um amplificador dopado com érbio. 31,1 Circuito integrado: óptico de acordo com a reivlndi cação: 27, caraefcerizaáo por o coaibinâdor de p d t e.n d.ia como reende f ú ml iiv t e f re rÓm: ef r d G è m ul £1 mode - MM I:, Mu it i-Mode Interferometer * 32,: Circuito integrado dot i co de acordo ocm a reivindicação: 27, caracterizado por cada filtro de multibanda: compreender uma: q red. ha de gu las cie onda em matriz - AW-7, : Arrayed Waveguide brating, 33, : Circuito integrado: optics de açorbe com a. reivindicação: 27,. ear àc tori zado por oada afidifieadot compreender ds: amplif icador óptico semicondutor - SOA, Serai conduct or Optical Amplifier, ou um amplificador dopado com érbio. 34,. : Circuit O' iniegtadd dptieo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pox compreender ainda um mo d.u l a d o r die pen i b i 1 i za d ο η o a ub s t r a t o, 1 i g a: do à a e g vm d a a a ida do compinador de potência mono ion a do. 35. : Circuito integrado dptieo· de acordo com. a 1 C i. V’" .j. i ; U .·. C V·' ,./ Ά ,. caracterizado por o moduiador consistir num modu l a dor de iioch-Zehnaer , .............................................................3 6. 6ir cu 1 to i n t eg r ad o opt i e© de a cor do c cm a....................... reivindicação: 27, eaxaetexiz&do por compreender ainda uma unidade de: edntvrolo: electroniod que monitoriza, através de uma multiplicidade de foto-deteatoreé, o: sinal optic© antes de entrar no filtro de muitibanda também referido na .........................rei v ind i: caçàc 27,.....e"" ao eiva: /de s act :i: vã:"' os" sei e o tor eat'' :be da nd:g........................ também mencionados na feivindicação 2’?, permitindo a seleoção da banda de: funcionamento, 37.: éif curto integrado: ôptioo; de acordo com a .........................rei vi nd.1 cação: .30, caraefcéri zaetò por cada f b to-dé' tee tbr....................... compreender cm foto-dlodo de PIN, ou um foto-diedo de: avuiancbe: - AP D, Avalanche Phot o Diode, Lisboa, 2:0 de Outubro de 2015