使用共振器差分技术之光子装置的制作方法

使用共振器差分技术之光子装置
1.【技术领域】本揭露系关于光子装置及方法，且具体而言，系关于用于测量物理状况(诸如温度)之光子装置及方法。
2.【先前技术】光子温度计系一种侦测一传感器中之光特性以获得一温度测量的温度测量系统的类别。这些系统针对其大小、稳固性、准确度、精确度、及可能的应用范围进行估值。然而，某些缺失与这些温度测量系统相关联。用以侦测在一光子温度计中之光特性的一些测量装置之响应特性随时间漂移。结果，测量系统的操作可涉及周期性重新校准，以达成时间上之一致效能。这些系统中使用的一些类别的测量装置可能昂贵且分辨率受限。环境温度的变化亦会显著影响这些测量装置的操作，所以这些测量装置暴露于温度变化会在所获得的测量中引入不确定性。
3.

技术实现要素：
本文揭示系统及方法，其中一光子装置具有一或多个光学共振器，该一或多个光学共振器具有相对于温度的一第一共振频率响应及相对于温度的不同之一第二共振频率响应。在光子装置以光学温度计实施的情况中，共振频率的一差产生具有一拍频之一输出信号，该拍频指示该光子装置之一温度。
4.在各种实施例中，一种本揭露之光子系统包含一光子装置，该光子装置包括一基材、一第一光学共振器、一第二光学共振器、一第一波导及一第二波导，该第一光学共振器在该基材中或该基材上并具有相对于温度之一第一共振频率响应，该第二光学共振器在该基材中或该基材上并具有相对于温度之一第一共振频率响应，该第一波导经光学耦接以接收一第一光束且经光学耦接至该第一光学共振器，该第二波导经光学耦接以接收一第二光束且经光学耦接至该第二光学共振器；一光学组合器，其经组态以将来自该第一波导之第一输出光与来自该第二波导之第二输出光组合成经组合光；及一光侦测器，其经组态以将来自该光学组合器的该经组合光转换成一电信号。
5.该光子系统可进一步包含一或多个测量装置，该一或多个测量装置经组态以测量该电信号之一特性。该电信号之该特性对应于或以其他方式指示该光子装置之一物理状况，诸如该光子装置之一温度。
6.在各种实施例中，一种操作一光子装置之方法可包含：引导一第一光束至一光子装置之一第一波导中；引导一第二光束至该光子装置之一第二波导中；将从该第一波导接收的第一输出光与从该第二波导接收的第二输出光组合成经组合光；基于该经组合光判定该第一输出光与该第二输出光之间的一频率差；及基于该经判定频率差来判定该光子装置之一温度。
7.该方法可进一步包含将该第一光束之一频率锁定至该光子装置中的一第一光学共振器之一第一共振频率、及将该第二光束之一频率锁定至该光子装置中的一第二光学共振器之一第二共振频率。可继该第一光束之该频率锁定至该第一共振频率及该第二光束之该频率锁定至该第二共振频率之后判定该频率差。
8.【图式简单说明】在附图中，相同参考标号标识类似组件或动作。附图中组件之尺寸及相对位置未必按比例绘制。例如，各种组件之形状及定向未必按比例绘制，并且这些组件中之一些可被任意放大及定位以改善图式易读性。此外，所绘制之组件之特定形状不一定意欲传达关于特定组件之实际形状的任何信息，并且可仅是为了便于在附图中辨识而选择。
9.[图1a]系可用于温度测量之光子装置之一个实例的透视图。
[0010]
[图1b]系图1a之光子装置之光学共振器的俯视图。
[0011]
[图2a]系展示图1a之光子装置相对于温度的折射率变化的图。
[0012]
[图2b]系展示图1a之光子装置相对于温度的共振响应变化的图。
[0013]
[图3]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的示意方块图。
[0014]
[图4a]系图3之光子装置的第一光学共振器与第二光学共振器的俯视图。
[0015]
[图4b]系沿图4a之线a-a所取得之第一光学共振器的截面图。
[0016]
[图5]系展示图3之光子装置的第一光学共振器与第二光学共振器相对于温度的光学共振频率变化的图。
[0017]
[图6]系展示图3之光子装置的相对于温度之拍频变化的图。
[0018]
[图7]系展示图3之光子装置的第一光学共振器与第二光学共振器相对于温度的折射率变化的图。
[0019]
[图8]系描绘一光学共振器相对于该光学共振器中之一腔之模数及光学路径长度的共振波长变化的图。
[0020]
[图9]系绘示判定图3之光子温度计的温度之方法的流程图。
[0021]
[图10]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子温度计之温度测量系统的另一示意方块图。
[0022]
[图11]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的另一示意方块图。
[0023]
[图12]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的另一示意方块图。
[0024]
[图13]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的另一示意方块图。
[0025]
[图14]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的另一示意方块图。
[0026]
[图15]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的另一示意方块图。
[0027]
[图16]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的另一示意方块图。
[0028]
[图17]系根据本揭露之一或多个实施例之包括光子装置之测量系统的另一示意方块图。
[0029]
[图18]绘示可在本文所述之测量系统的光子装置中实施的光学共振器之实例。
[0030]
[图19]绘示可用来在如本文所述之测量系统中使光共振的复数个光子晶体的例
示性结构。
[0031]
【实施方式】图1a描绘包括一光子装置102之一系统100的至少一个实施例，该光子装置可例如用于测量温度的光子温度计。光子装置102包括一基材108，该基材具有一光学共振器106及邻近于光学共振器106之一波导104。光子装置102可用于基于光学共振器106之一共振频率来测量温度，该共振频率由于光学共振器106的热光效应而改变，诸如形成光学共振器106之材料对应于光子装置102之温度变化之折射率的变化。波导104系用于光的导管，该波导包括在基材108上的第一埠110及第二埠112，用于使光传达至波导104中并且离开该波导。
[0032]
基材108依一固定关系支撑光学共振器106及波导104。基材108(包括波导104及光学共振器106)可由具有光学透明性质的材料形成，使得进入波导104中之光之至少一部分经由在波导104中之内反射而引导至光学共振器106中。例如，基材108可由包括硅之一材料所形成，举非限制性实例，诸如二氧化硅、硅酸盐(例如，硼硅玻璃、铅玻璃、硅酸铝)、碳酸盐(例如，碳酸钠)、玻璃-陶瓷、非晶金属、或无硅玻璃。基于光子装置102之所欲应用或性质，基材108可由其他合适材料形成。举非限制性实例，可使用诸如微影方法(例如，微影蚀刻、电子束微影、压纹、图案直写、3d打印)、膜沉积、膜生长、及膜蚀刻等各种制造方法形成光子装置102，该光子装置包括基材108、波导104，及光学共振器106。
[0033]
图2a展示描绘基材108之折射率与温度之间之一关系的一图200。更具体而言，图200描绘由硅所形成之基材108之折射率n与温度t之间的关系。如所示，基材108之折射率n的改变与温度t之变化成比例。例如，基材108之折射率n可相对于基材108之温度t线性改变。在一些实施例中，基材108可具有具有不同响应特性之光学性质。
[0034]
参照回图1a，在至少一些实施例中，光学共振器106经光学耦接至波导104。在一些实施例中，波导104与光学共振器106间隔开。经由第一埠110进入波导104的光之至少一部分被接收至光学共振器106中。光学共振器106内之光之一特性经修改，且该经修改光经耦接回至波导104中。该经修改光连同原始光迭加地行进通过波导104的剩余部分。从波导104之第二埠112输出该经修改光及原始光。
[0035]
图1b展示光学共振器106之一光路径116。具体而言，光学共振器106具有一环形或环状形状。光路径116在一圆周方向上延伸穿过光学共振器106之一横截面中心。在操作中，耦接至光学共振器106中的光在一第一点118处进入光学共振器106，且沿着光路径116在光学共振器106之内部表面之间内反射。光自一第二点120离开光学共振器106。可相对于行进通过波导104之光而修改行进通过光学共振器106的光之特性。所属技术领域中具有通常知识者将了解，可有不同的第一点118及第二点120，不同光射线分别在该第一点及该第二点处耦接至光学共振器106中及离开该光学共振器。该经修改光系从第二点120耦接回至波导104中，且连同原始光从波导104离开。
[0036]
由于光子装置102所经历的温度改变及随之发生的折射率n改变，光路径116的有效长度可改变。例如，光路径116的有效长度可根据下列方程式改变：其中l
eff
系光路径116的有效长度、t系由光子装置102所经历的温度，而n系基材108之折射率。如所能见到的，光路径116的有效长度l
eff
由于光子装置102所经历的温度t变
化而改变。例如，长度l
eff
可随温度之对应增加而增加。
[0037]
有效长度l
eff
之变化造成光学共振器106中之光的对应变化。图2b展示描绘由于温度变化而自第二埠112输出的光之特性变化的图202。例如，该经修改光之强度可具有在一第一温度相对于波长的一第一轮廓204，且具有在一第二温度相对于波长的一第二轮廓206。
[0038]
现有的热测量系统或光子温度计可包括光子装置102及一波长计，该波长计经耦接以接收从光子装置102之第二端口112输出的光。该波长计可分析光的波长，并侦测其共振，以基于光子装置102之共振与温度之已知关系来判定光子装置102之温度。然而，目前已知的波长计对于获得及维持系昂贵的。波长计亦可经历显著的随时间漂移，其对于系统整体之校准具有不利的影响。为了确保随时间准确测量，需要周期性重新校准系统。因此，大量训练及科学知识适合使用此类测量系统的人员，这会增加与操作此类系统相关联的成本及复杂性。
[0039]
图3系根据本揭露之一或多个实施例之包括操作为一光子温度计的一光子装置302之一测量系统300的示意方块图。光子装置302包括一第一波导304及在基材308中或在该基材上的一第一光学共振器306，其中第一光学共振器306经光学耦接至第一波导304。光子装置302亦包括一第二波导310及在基材308中或在该基材上的一第二光学共振器312，其中第二光学共振器312经光学耦接至第二波导310。第二波导310与第一波导304间隔开并界定一分开的光学路径。在一些实施例中，第一波导304、第一光学共振器306、第二波导310、及第二光学共振器312经建构在相同芯片上。
[0040]
引入至光子装置302的光可行进通过经提供或暴露在基材308外部的第一埠314与第二埠316之间的第一波导304。引入至光子装置302的光亦可行进通过亦可经提供或暴露在基材308外部的第一埠318与第二埠320之间的第二波导310。在一些实施例中，第一埠314、318或第二埠316、320中之一或两者可包括经组态以将输入光耦接至第一波导304或第二波导310中的一或多个光栅耦接器或其他类型的耦接器。在一些实施例中，第一波导304或第二波导310中之一或两者可具有在第一埠314、318中之一者或两者或第二埠316、320中之一或两者处的另一形状，以促进有效率的光耦接。在一些实施例中，第一埠314、318中之一或两者或第二埠316、320中之一或两者可经组态用于将光边缘耦接至第一波导304或第二波导310中之一或两者中或将光边缘耦接出第一波导或第二波导中之一或两者。
[0041]
可使用各种材料制造包括基材308、第一光学共振器306及第二光学共振器312的光子装置302。此类材料之非限制性实例包括硅、氮化硅、二氧化硅(亦称，二氧化硅、氧化物、石英、熔融硅石)、砷化镓、蓝宝石(矾土、氧化铝)、锗、氟化物材料、溴化物材料、及氯化物材料。举非限制性实例，可使用诸如微影方法(例如，微影蚀刻、电子束微影、压纹、图案直写、3d打印)、膜沉积、膜生长、及膜蚀刻等各种制造方法形成光子装置302，该光子装置包括基材308、第一光学共振器306，及第二光学共振器312。
[0042]
第二光学共振器312与第一光学共振器306间隔开。第一光学共振器306及第二光学共振器312彼此光学解耦，使得该等光学共振器之一者中的光不耦接至另一光学共振器中。在一些实施例中，第一光学共振器306及第二光学共振器312系相同类型的光学共振器。然而，第二光学共振器312之一或多个态样不同于第一光学共振器306。因此，第二光学共振器312与第一光学共振器306具有相对于一温度范围的一不同共振频率响应。
[0043]
有许多方式建立第一光学共振器306与第二光学共振器312之间的共振频率响应之差异。例如，一或多个薄膜区域可经定位而围绕第一光学共振器306或第二光学共振器312中之一者，而不围绕另一者，或多个不同大小或组成物的薄膜区域可经定位而围绕第一光学共振器306及第二光学共振器312两者。第一光学共振器306上或周围的机械应力可不同于第二光学共振器312上或周围的机械应力。可使用被动热机构(例如，芯片设计)或藉由主动热机构(例如，微加热器)将一不同的温度施加至第一光学共振器306及第二光学共振器312之各者。作为一进一步实例，使用主动或被动折射率变化(诸如改变用来建立第一光学共振器306及第二光学共振器312之掺杂剂之类型或浓度)，第一光学共振器306之折射率可不同于第二光学共振器312之折射率。所属技术领域中具有通常知识者将理解，有许多方式实施第一光学共振器306与第二光学共振器312之间的共振频率响应差异，而不会偏离本揭露之范畴。
[0044]
第二光学共振器312相对于第一光学共振器306之不同共振频率响应可归因于第二光学共振器312相对于第一光学共振器306之一或多个大小差异。例如，第一光学共振器306及第二光学共振器312在一或多个维度上可具有不同的值。例如，第一光学共振器306及第二光学共振器312可具有不同的光学路径长度(在图3所示之圆周方向c中)、不同厚度(在图3所示之轴向方向a中)、或不同宽度(在图3所示之径向方向r中)。作为一非限制性实例，第一光学共振器306可具有186.572
ꢀµ
m之一光学路径长度，且第二光学共振器312可具有186.800
ꢀµ
m之一光学路径长度。作为另一非限制性实例，第一光学共振器306可具有533 nm之一宽度，且第二光学共振器312可具有530 nm之一宽度。因此，由于尺寸之差异，第一光学共振器306及第二光学共振器312可具有相对于温度的不同之光学共振频率。
[0045]
第二光学共振器312相对于第一光学共振器306之不同共振频率响应可归因于第二光学共振器312相对于第一光学共振器306之一或多个材料差异。第二光学共振器312可例如包括与第一光学共振器306不同的材料。第二光学共振器312可包括一额外包覆层，该额外包覆不包括在第一光学共振器306中。作为一具体非限制性实例，第一光学共振器306可形成于氧化硅(sio2)层上。第二光学共振器312可包括额外材料，诸如形成在该氧化硅层上的氧化铝(al2o3)层，而第一光学共振器306不包括氧化铝层或具有不同厚度的氧化铝层。
[0046]
材料之差异可系第一光学共振器306之核心材料及第二光学共振器312之核心材料的差异。材料之差异可系第一光学共振器306之包覆层的材料与第二光学共振器312之包覆层的材料之差异。第一光学共振器306与第二光学共振器312之核心或包覆层的差异可系材料的类型或组成物、材料的光学性质、材料浓度、或其他差异。
[0047]
可使用下列方程式计算第一光学共振器306及第二光学共振器312之共振波长：其中，li系各别光学共振器之长度，ni系各别共振器之折射率，且mi系各别共振器之模数。
[0048]
表示相对于第一光学共振器306及第二光学共振器312之温度的共振波长变化的曲线之斜率可相对于温度变化。具体而言，第一光学共振器306及第二光学共振器312之共振波长曲线的斜率变化系由下列方程式表示：
其中系相对于各别光学共振器之温度变化的波长变化，系相对于各别光学共振器之温度变化的折射率变化，l系各别光学共振器之长度，且m系各别光学共振器之模数。为了达到关于温度变化之适当的拍频f
beat
，如将于下文更详细描述者，根据前述关系来判定适当的模数m、光学共振器长度l、及有效折射率n。第一光学共振器306与第二光学共振器312的不同特性导致第一光学共振器306与第二光学共振器312之间的一不同的共振频率响应。
[0049]
第二光学共振器312相对于第一光学共振器306之不同共振频率响应可归因于第二光学共振器312相对于第一光学共振器306之一或多个结构差异。作为一实例，图4a展示一第一光学共振器402及一第二光学共振器404之一俯视图，其中第一光学共振器402具有不存在于第二光学共振器404的一结构特征。具体而言，第一光学共振器402具有在第一光学共振器402之光学路径上或在该光学路径中的一区段406。
[0050]
图4b展示沿图4a之线a-a所取得之第一光学共振器402的截面图。第一光学共振器402形成在基材408上。区段406形成在第一光学共振器402之光学路径之一部分上或在该部分中。第一光学共振器402可具有一宽度w1及一厚度t1。图4a及图4b所示之区段406具有不同于第一光学共振器402之其余部分的一或多个属性。差异可系尺寸或大小、在区段406中或周围的材料、机械应力、或上文关于图3所描述相对于无区段406之一光学共振器来改变第一光学共振器402之共振频率之其他属性的差异。
[0051]
例如，在图4b中，区段406具有之一宽度w2不同于第一光学共振器402之其余部分的宽度w1。尺寸差异可包括厚度t1之差异。第一光学共振器402及第二光学共振器404之其他尺寸可相同。在一些实施例中，区段406可形成在第一光学共振器402之顶部上、或可形成在第一光学共振器402与基材408之间、或形成在侧向于寛度方向的第一光学共振器402之一侧上或附近。在一些实施例中，区段406可具有与第一光学共振器402之其余部分不同的截面形状。例如，区段406可具有一圆形横截面形状，而第一光学共振器402之其余部分具有一矩形截面形状。
[0052]
参照回图3，测量系统300包括耦接至第一埠314与318的一输入部分322，且包括耦接至第二埠316与320的一输出部分324。输入部分322包括产生光326的一光源328。光源328可系一可控制以调整光326之一频率的一可调谐光源。例如，光326可在第一时间具有第一频率f1，且光源328可经操作以调整光326以在第二时间具有第二频率f2。
[0053]
在一些实施例中，光源328系产生雷射光的雷射光源。举非限制实例，该雷射光源可系产生在1530 nm与1565 nm(含)之间的波长范围中的雷射光的一电信c频带雷射。光源328可产生在其他光谱中的光，包括可见光谱光、近红外光、中红外光、及远红外光、x射线光谱光、及紫外光谱光，亦举非限制实例。在一些实施例中，可使用射频电磁源。光源328可系一连续波窄频带雷射光源、一频率梳光源、一宽带光源、一脉冲光源、一同调光源、一非同调光源、或可操作以产生与光子装置302中之光学共振兼容之光的任何其他类型光源。
[0054]
光326经引导至一光学组件330中，该光学组件将光326分裂成一第一输入光332及
一辅助光334。光学组件330可系分光器，其将光束分裂成具有相同光学特性的两个光束(第一输入光332及辅助光334)。辅助光334经引导至一光学偏移器336中，该光学偏移器将辅助光334之一频率偏移一固定频率量fs。在一些实施例中，光学偏移器336可偏移辅助光334之一相位。光学偏移器336输出具有一第三频率f3之一第二输入光338，该第三频率不同于第一输入光332之一第二频率f2。在一些实施例中，光学偏移器336可包括一或多个被动装置，该一或多个被动装置包括不消耗电力的光学组件，以达成辅助光334之特性的偏移。光学偏移器336可例如包括具有结晶结构的材料，该结晶结构改变通过其的光之频率。在一些实施例中，光学偏移器336包括消耗电力之主动装置(例如，频率调变器)，以达成特性偏移。在此类实施例中，光学偏移器336可经控制以调整第二输入光338之一频率至第二光学共振器312之一共振频率。
[0055]
来自光源328的光326之频率可自第一频率f1调整至第二频率f2(该第二频率可系第一光学共振器之一共振频率)，并被光学组件330分裂以提供第一输入光332。对于特定温度及模数(例如，在-200℃温度下的300之模数)，第一输入光332之频率被锁定至第二频率f2(该第二频率系第一光学共振器306之共振频率)。对于相同的特定温度及模数(例如，在-200℃温度下的300之模数)，第二输入光338之频率经调整并锁定至第三频率f3(该第三频率系第二光学共振器312之共振频率)。在一些实施例中，光学偏移器336系选择性地可控制以改变辅助光334偏移的频率量fs。在一些实施例中，光学偏移器336使辅助光334相对于第一输入光332偏移一固定频率量fs。在此类实施例中，可分开地判定在光子装置302之输出中的第一光学共振器306及第二光学共振器312之共振频率。
[0056]
在操作中，在一段时期内，光源328之频率可从第一频率f1扫掠或改变至第二频率f2。例如，光源328可经控制使得所发射之光326在第一时间具有第一频率f
1。
光源328经控制以在一段时期内增加或减少发射光326之频率，直到光326具有第二频率f2，该第二频率系在光子装置302之目前温度下的第一光学共振器306之共振频率。
[0057]
辅助光334之频率连同第一输入光332之频率一起改变，因为辅助光334及第一输入光332两者皆从光源光326分裂。光学偏移器336可使第二输入光338之频率相对于辅助光334改变频率量fs。可依经定义之增量连续地或逐步调整光326之频率。如本文所述，评估光子装置302之输出，以识别第一光学共振器306及第二光学共振器312之共振频率，而共振频率系用以判定光子装置302之温度。输入部分322可包括一光学频率锁定回路，该光学频率锁定回路相对于第一输入光332之频率控制第二光输入338之频率。
[0058]
可藉由存取储存在内存中的温度对应数据而判定光子装置302之温度。在一些实施例中，基于第一光学共振器306与第二光学共振器312之共振频率来判定光子装置302之温度。在一些实施例中，基于共振频率之频率差与温度之间的对应性来判定温度，如温度对应数据所反映。温度对应数据可包括表示共振频率(或其态样、组合或其差)与光子装置302之温度的对应性的查找表及/或函数(即，公式或方程式)。
[0059]
在一些实施例中，测量系统300可包括产生第二输入光338的一第二光源(未图示)。在此类实施例中，测量系统300可排除光学组件330及光学偏移器336。例如，该第一光源及该第二光源可系各自产生雷射光之分开或分开操作之雷射光源。由该第二光源所产生之第二输入光338经由第一埠318引导至第二波导310中。第一输入光332系由光源328产生且经由第一埠314引导至第一波导304中。光源328及第二光源经分开地控制以调整第一输
入光332及第二输入光338之频率。具体而言，第一输入光332之频率经锁定至第一光学共振器306之共振频率，且第二输入光338之频率经锁定至第二光学共振器312之共振频率。该第二光源可实质上类似于光源328，因此省略其进一步说明。
[0060]
第一输入光332经引导或引入至第一波导304中，且第二输入光338经引导或引入至第二波导310中。当第一输入光332具有对应于第一光学共振器306之共振频率的一频率时，第一光学共振器306使第一输入光332之至少一部分共振，其导致从第二埠316输出的第一输出光340之一特性(例如，振幅)的一对应变化。当第二输入光338具有对应于第二光学共振器312之共振频率的一频率时，第二光学共振器312使第二输入光338之至少一部分共振，其导致从第二埠320输出的第二输出光342之一特性(例如，振幅)之对应变化。第一光学共振器306与第二光学共振器312光学解耦，使得第一光学共振器306及第二光学共振器312未透过基材308或以其他方式交换光。
[0061]
输出部分324包括一光学组合器344，该光学组合器将第一输出光340(「输出1」)及第二输出光342(「输出2」)组合或混合成经组合光346。光学组合器344系一光学组件(诸如一光束组合器或二向分光镜)，其将第一输出光340及第二输出光342组合成一单光束，即，经组合光346。
[0062]
归因于第一输出光340与第二输出光342之间的相长干涉及相消干涉，经组合光346具有对应于第一输出光340与第二输出光342之间的频率差的一拍频f
beat
。输出部分324包括一光侦测器348，该光侦测器产生对应于经组合光346之一或多个特性的电信号350。具体来说，电信号350具有对应于经组合光346之拍频f
beat
的频率。电信号350之频率范围可具有与光子装置302之一物理状况(诸如光子装置302之温度范围)的已知或可确定的关系，使得电信号350之频率指示光子装置302之温度。在其他实施例中，例如，光子装置302之一物理状况可系形成光子装置之材料的压力、应变、拉伸、或压缩，其导致第一光学共振器306与第二光学共振器312之共振频率变化，并产生电信号350的对应变化。在这种情况下，例如，电信号350之频率可指示由光子装置302所经历的压力、应变、拉伸、或压缩。
[0063]
输出部分324包括测量电信号350之一或多个特性的一或多个电气测量装置352。电信号350的此类特性指示光子装置302之物理状况。举非限制实例，一或多个电气测量装置352可包括测量电信号350之频率的测量装置(诸如频率计数器)，或测量电信号350之频谱中之能量分布的测量装置(诸如频谱分析器)。(多个)测量装置352产生表示在电信号350中所测量之一或多个特性的一输出354，诸如数据或数值视觉指示(例如，在显示器上)。(多个)测量装置352可判定电信号350之其他特性，诸如振幅。一或多个测量装置352可用以相对于电信号350中之另一特性来判定一特性，诸如相对于电信号350之频率的振幅，或电信号350中之一特性相对于另一特性的变化，诸如相对于电信号350中之频率的振幅变化。包括一频谱分析器之实施例可分析该电信号之一频谱中的能量分布并测量相对于该频谱中之一频率的该频谱中之该能量分布的一量值。
[0064]
在一些实施例中，输出部分324可包括一计算机系统356，该计算机系统经组态以判定对应于由电信号350表示的拍频f
beat
之温度，如由测量装置352所测量。计算机系统356可包括耦接至内存之一或多个处理器，该内存储存指令，该等指令由该一或多个处理器执行，引起计算机系统356判定光子装置302之温度。计算机系统356的内存可储存指示光子装置302之频率测量与温度之间之关系的信息。在一些实施例中，计算机系统356可系一经特
殊设计的系统，其包括输入部分322及输出部分324之一或多个特征。
[0065]
在一些实施例中，光子装置302可包括一或多个光源，诸如内部地产生第一输入光332及第二输入光338的光源328。光子装置302内部之一或多个光源可由外部装置(诸如计算机系统356)控制，以调整第一输入光332之频率及第二输入光338之频率。光子装置302可包括一或多个光学偏移器或光学频率锁定回路，其可控制以相对于第一输入光332调整第二输入光338之频率。
[0066]
在一些实施例中，光子装置302可包括光侦测器348。在此类实施例中，光子装置302可包括光学组合器344，且可在光子装置302内将第一输出光340及第二输出光342组合成经组合光346。将经组合光346引导至光子装置302内的光侦测器348上或至该光侦测器中，以产生电信号350，从光子装置302替代经组合光346或除了该经组合光之外输出该电信号。
[0067]
图5系展示根据本揭露之一或多个实施例之光学共振频率相对于一光子装置的光学共振器之温度的变化的实例的图表500。图表500包括第一光学共振器(诸如第一光学共振器306)之共振频率响应的趋势线502。图表500亦包括第二光学共振器(诸如第二光学共振器312)之共振频率响应的趋势线504。趋势线502及504示范第一光学共振器之共振频率及第二光学共振器之共振频率基于温度变化而变化。例如，该第一光学共振器及该第二光学共振器之共振频率响应可与温度成反比，使得该等光学共振器在较低温度具有较高共振频率及在较高温度具有较低共振频率。
[0068]
第一光学共振器之趋势线502不同于第二光学共振器之趋势线504。趋势线502之斜率例如与趋势线504之斜率不同。在一些实施例中，趋势线502之形状可不同于趋势线504之形状。因此，该第一光学共振器与该第二光学共振器的光学共振频率之间的差异系基于温度而变化。在一温度508，例如，在该第一光学共振器与该第二光学共振器的光学共振频率之间有一第一差异510。在另一温度512，在该第一光学共振器与该第二光学共振器的光学共振频率之间有一第二差异514，其中第二差异514不同于第一差异510。
[0069]
该等光学共振器之共振频率响应可随时间漂移。趋势线502及504可例如随时间沿着光学共振频率轴向上或向下漂移。然而，光学共振频率之趋势线502及504将一起漂移。因此，即使第一光学共振器306与第二光学共振器312之共振频率响应随时间漂移，使用光子装置302的温度测量可基于该等光学共振器之该等共振频率之间的一差异而继续系准确的且精确地获得，而无需重新校准测量系统300。相比之下，如果图1a中之光子装置102之光学共振器106经历共振频率响应漂移，则会需要重新校准实施光子装置102之一测量系统，以继续获得准确且精确的温度测量。
[0070]
此外，测量系统300相较于实施光子装置102之测量系统更便宜且更可靠。在用以判定光子装置102之温度的测量系统中，可使用一波长计来侦测由光子装置102输出的光之波长。然而，环境温度会显著影响此类波长计的操作，其会降低使用此类装置所获得之温度测量的确定性。波长计之一些特性亦经受随时间漂移，所以为了维持系统之足够的准确度及精确度，周期性校准系适当地。
[0071]
由于光子装置302的设计，藉由其侦测第一光学共振器306与第二光学共振器312之共振频率的差异，可在不使用波长计的情况下判定光子装置302之温度。因此，相对于实施图1a之光子装置102的测量系统，测量系统300在一段较长时期可具有经改善的准确度与
精确度、制造及操作可较不昂贵、且可涉及较少维护(例如，校准)。测量系统300的潜在效益或改善包括改善的分辨率、较低成本、对环境温度变化的改善稳固性、及较不频繁的校准。
[0072]
图6展示根据一或多个实施例之相对于光子装置302之一温度范围的经组合光346之一拍频曲线602的图表600。如本文所描述，经组合光346之拍频等于第一输出光340与第二输出光342之共振频率之间的差异。参照图5，对于该温度范围，拍频曲线602对应于趋势线502与504之间的差异。光侦测器348例如可在温度范围内输出具有对应于拍频曲线602之频率响应的电信号350。计算机系统356可储存指示测量装置352之输出354与光子装置302之温度之间对应性的温度对应数据。计算机系统356的内存可例如储存一查找表或其他数据结构，其中拍频曲线602的拍频值与对应之温度值相关联。替代地或额外地，温度对应数据可包括表示拍频曲线602的函数(即，公式或方程式)。计算机系统356可基于使用储存在内存中之温度对应数据所接收的输出354提供输出(例如，作为在显示器上的数据)。
[0073]
差分光子共振测温法之一或多个不确定性来源可存在于本文所述之架构中。此类来源可能地包括雷射锁定频率不确定性，及频率计数器不确定性。然而，相对于与其他测量系统(诸如实施光子装置102之系统)相关联的不确定性，不确定性之位准在时间上显著更佳且更稳定。
[0074]
图7展示描绘第一光学共振器306及第二光学共振器312相对于温度的折射率变化的图表700。图表700展示第一光学共振器306相对于一温度范围之一第一折射率702。图表700亦展示第二光学共振器312相对于该温度范围的一第二折射率704。如所示，由于光子装置302所经历之温度变化，第一光学共振器306及第二光学共振器312的有效折射率改变。在此实例中，第一折射率702及第二折射率704具有一相同斜率且可依相同速率随时间漂移。
[0075]
图8展示描绘相对于本文所述之一光学共振器之模数m及光学路径长度l的共振波长λ变化的图800。可有藉由图800之线所表示之一光学共振器之复数个共振波长λ(例如，自1300 nm至1650 nm)。因此，基于光学路径长度li及光学模数mi的一组合，可从一光学共振器输出不同共振光波长λi。本文描述的其他考虑亦涉及由本文的光学共振器之光输出的共振波长λ。
[0076]
图9展示根据本揭露之一或多个实施例之一种操作一测量系统(诸如测量系统300)之方法900，该测量系统包括具有二或更多个光学共振器的光子装置(在此情况中，光子温度计)，该二或更多个光学共振器具有不同共振频率响应。方法900包括控制902光源328以发射光326。控制902可包括控制光源328以发射具有特定频率及通量的光。在一些实施例中，控制902可包括在一段时期内将光326之一特性从一第一值调整至一第二值。例如，光源328可经控制以发射在第一时间具有第一频率f1的光326，然后在一段时期内调整(例如增加、减少)光326之频率，直到光326具有匹配第一光学共振器306之共振频率的第二频率f2。可藉由侦测第一输出光340之振幅变化或电信号350之振幅变化来判定第一光学共振器306之共振频率。例如，当第一输入光332之频率经调整以匹配第一光学共振器306之共振频率时，第一输出光340或电信号350之振幅会显著变化(例如，振幅增加、振幅减小)。光326之频率变化可系一连续变化或一步阶式或增量变化。
[0077]
方法900包括将光326分裂904成一第一光束(诸如辅助光334)及一第二光束(诸如第一输入光332)。该第一光束及该第二光束具有一相同频率及相位。分裂904光326包括将光326引入至光学组件330或其他此类光学组件中。
[0078]
方法900可包括偏移906第二光束之一特性。偏移906包括引入或引导第二光束(辅助光334)至光学偏移器336中。在一些实施例中，偏移906包括相对于第一输入光332偏移第二输入光338之频率。偏移906亦可包括使用一光学频率锁定回路相对于第一输入光332之一频率来调整第二输入光338之一频率。
[0079]
在一些实施例中，由于判定第一输入光332之频率被锁定至第一光学共振器306之共振频率而执行偏移906。光学偏移器336可经选择性地控制以相对于第一输入光332偏移第二输入光338之频率，直到第二输入光338之频率匹配第二光学共振器312之共振频率。可藉由侦测第二输出光342之振幅变化或电信号350之振幅变化来判定第二光学共振器312之共振频率。例如，当第二输入光338之频率经调整以匹配第二光学共振器312之共振频率时，第二输出光342或电信号350之振幅会显著变化(例如，振幅增加、振幅减小)。
[0080]
在一些实施例中，光学偏移器336经组态以使第二输入光338之频率偏移一固定量。由于偏移906第二光束，从光学偏移器336之输出获得第二输入光338，其中第二输入光338之特性与第二光束(即，辅助光334)之特性不同。在一些实施例中，方法900可包括控制由第二光源所产生之第二光束，如本文稍早所述。具体而言，方法900可包括控制第二光源以发射具有经锁定至第二光学共振器312之共振频率的频率之光。在此类实施例中，方法900之其他操作可省略或经适当调适，以适应使用第一光源及第二光源。
[0081]
方法900进一步包括引导908第一输入光332及第二输入光338分别至基材308之第一波导304及第二波导310中。接着，分别接收910来自第一波导304及第二波导310的第一输出光340及第二输出光342。接收910第一输出光340及第二输出光342可包括侦测第一输出光340或第二输出光342之振幅。例如，关于调整第一输入光332之频率，可监测第一输出光340之振幅以判定何时第一输入光332之频率匹配第一光学共振器306之共振频率。作为另一实例，关于调整第二输入光338之频率，可监测第二输出光342之振幅以判定何时第二输入光338之频率匹配第二光学共振器312之共振频率。
[0082]
方法900包括将第一输出光340及第二输出光342组合912成经组合光346。如关于测量系统300所述，组合912第一输出光340与第二输出光342可包括将第一输出光340及第二输出光342引入或引导至光学组合器344中。经组合光346具有对应于第一输出光340与第二输出光342之间之频率差的拍频f
beat
。方法900亦包括将经组合光346转换914成电信号350。转换914经组合光346包括引导或引入经组合光346至光侦测器348上或至该光侦测器中。
[0083]
方法900包括使用一或多个测量装置352来侦测916电信号350之一或多个特性。可监测电信号350以判定何时第一输入光332之频率匹配第一光学共振器306之共振频率，或何时第二输入光338之频率匹配第二光学共振器312之共振频率。例如，关于调整第一输入光332及第二输入光338之频率，监测电信号350之振幅，且可回应于电信号350之振幅变化而将第一输入光332及第二输入光338之频率分别锁定至第一光学共振器306及第二光学共振器312之共振频率。
[0084]
继判定第一输入光332及第二输入光338之频率分别锁定至第一光学共振器306及第二光学共振器312之共振频率之后，侦测916可包括获得电信号350之频率。可基于电信号350之频率来判定经组合光346之对应拍频f
beat
。在一些实施方案中，拍频f
beat
及电信号350之频率可相同。在一些实施方案中，在拍频f
beat
与电信号350之频率之间可有一经定义关
系，诸如频率之间的经定义比率。
[0085]
方法900进一步包括基于电信号350之所侦测916到之特性来判定918该光子装置之一温度。如关于图6所述，拍频f
beat
指示光子装置302之特定温度。因此，判定918温度涉及判定对应于所侦测到拍频f
beat
之温度。此可包括存取一数据结构，其中拍频曲线602之拍频值系与对应之温度值(例如，使用计算机系统356)相关联。指示在918中所判定之温度的数据或视觉指示可输出或呈现给一使用者(例如，在一显示器上、透过一网络)。
[0086]
计算机系统356可经组态以自动执行方法900之一或多个操作。在一些实施例中，计算机系统356可例如经由一组控制线358操作地耦接至光源328。计算机系统356可经组态以控制光326之一或多个光学特性(例如，频率、振幅)。在一些实施例中，计算机系统356可操作地耦接至光学偏移器336并经组态以控制第二输入光338之一或多个光学特性(例如，频率、振幅)。在此类实施例中，测量系统300可包括一回馈回路，其中计算机系统356基于电信号350中所侦测的特性来将第一输入光332及第二输入光338之频率锁定至第一光学共振器306及第二光学共振器312之共振频率。例如，计算机系统356可响应于侦测电信号350之振幅变化而锁定第一输入光332之一频率或第二输入光338之一频率。
[0087]
图10绘示根据一或多个实施例之包括一光子装置1002的一测量系统1000。光子装置1002包括一基材1004、一波导1006、及复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n。测量系统1000包括经组态以产生光1010的一光源1008。测量系统1000亦包括：光侦测器1012，其经组态以将从波导1006输出的输出光1014转换成电信号1016；一或多个测量装置1018，其经组态以侦测电信号1016之一或多个特性；及一计算机系统1020，其经组态以基于电信号1016之特性来判定光子装置1002之温度。一或多个测量装置1018可包括例如经组态以侦测电信号1016之一频率的一频率计数器。
[0088]
光子装置1002的复数个光学共振器包括经定位而相邻于波导1006的复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n。复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n各具有相对于温度而对光的不同共振频率响应，如关于图3及本文其他处所述。复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n经组态使得各光学共振器具有不同于其他光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n中之一或多者或光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之其余者的一共振频率响应。共振频率响应的差异可系由于材料组成物、大小、周围结构/应力等之差异，如关于第一光学共振器306及第二光学共振器312所描述。在一些实施例中，复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n包括三或更多个光学共振器。在一些实施例中，复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n彼此光学解耦，使得一个光学共振器中之光不耦接至另一光学共振器(诸如一相邻光学共振器)中。
[0089]
系统1000包括复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n以判定光子装置1002之温度。在一些实施例中，光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n可成对地相关联，使得一第一对光学共振器(例如，共振器1022a及1022b)与一第一温度范围相关联，且复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n的另一对共振器与第二温度范围相关联等等。
[0090]
在一些实施例中，测量系统1000可包括耦接至光源1008的复数个光学开关1024及一光学偏移器1026。测量系统1000可包括一光束组合器及一分光器。光源1008系可控制以发射具有所选择频率之光。该复数个光学开关可操作以将光源1008光学耦接至波导1006、将光源1008光学耦接至光学偏移器1026、将光学偏移器1026光学耦接至波导1006，或上述
之组合。光学开关1024可系可控制以将该光束组合器光学耦接至波导1006，以组合来自光源1008及光学偏移器1026的光。光学开关1024可系可控制以将来自光源1008的第一光1028分裂成两个光束。
[0091]
在一第一操作模式中，光学开关1024可经控制以将光源1008光学耦接至波导1006，及将光学偏移器1026与波导1006光学解耦，使得进入波导1006的输入光1010系从光源1008发射的第一光1028。在一第二操作模式中，光学开关1024可经控制以将光源1008与波导1006光学解耦、将光源1008光学耦接至光学偏移器1026，并将光学偏移器1026光学耦接至波导1006。在第二操作模式中，进入波导1006的输入光1010系来自光学偏移器1026的第二光1030。在一第三操作模式中，光学开关1024可经控制以将光源1008光学耦接至分光器，并将第一光1028分裂成两光束，其中一光束经引导至光学偏移器1026，且另一光束经引导至光束组合器。在第三操作模式中，光学开关1024亦经控制以将来自光学偏移器1026的第二光1030光学耦接至光束组合器中。因此，在第三操作模式中，第一光1028及第二光1030经组合作为进入波导1006的输入光1010。测量系统1000可包括一光学频率锁定回路，该光学频率锁定回路相对于第一光1028之频率控制或锁定第二光1030之频率。
[0092]
为了判定光子装置1002之温度，在第一时间控制光学开关1024，以使测量系统1000操作于第一操作模式中。在第一操作模式中，光源1008之频率经控制以发射具有对应于复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之一第一光学共振器之一共振频率的一第一频率f1之光。在第二时间控制光学开关1024，以使测量系统1000操作于第二操作模式中。在第二操作模式中，光源1008经控制以发射具有第一频率f1之光，且光学偏移器1026经控制以产生具有对应于复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之一第二光学共振器之一共振频率的一第二频率f2之光。复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之个别光学共振器之共振频率可如关于方法900、测量系统300及本文别处所述来判定。
[0093]
然后，在第三时间，光学开关1024经控制以使测量系统1000操作于第三操作模式中。在第三操作模式中，光源1008经控制以发射具有第一频率f1之第一光1028，且光学偏移器1026经控制以产生具有第二频率f2之光(与第一光1028同相)。离开波导1006的输出光1014经引导至光侦测器1012上或至该光侦测器中。输出光1014具有对应于光学共振器之第一共振频率f
r1
与第二共振频率f
r2
之间的差的拍频f
beat
。虽然由于第一频率f1及第二频率f2之迭加而使输入光1010在复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之任一者中未经共振，输出光1014仍具有等于第一共振频率f
r1
与第二共振频率f
r2
之间的差的拍频f
beat
。一或多个测量装置1018基于电信号1016侦测输出光1014之拍频f
beat
。然后，可基于拍频f
beat
来判定光子装置1002之温度，如相关于图3、图5、图9及在本文中他处所描述。
[0094]
计算机系统1020可透过第一连接1032经由控制信号来操作地耦接至光源1008及光学偏移器1026。计算机系统1020可经组态以经由第一连接1032来控制从光源1008及光学偏移器1026所发射的光1028与1030之光学特性。计算机系统1020可透过第一连接1032经由控制信号来操作地耦接至复数个光学开关，并经组态以控制该复数个光学开关之个别光学开关的切换。计算机系统1020可经组态以接收来自一或多个测量装置1018的测量。在一些实施例中，计算机系统1020经组态以执行本文所述之特征中之一或多者，诸如藉由选择性地控制光源1008及光学偏移器1026的操作，以判定复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之共振频率。
[0095]
在一些实施例中，光子装置1002可包括复数个光学开关(未图标)，该复数个光学开关可操作以将复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之个别光学共振器耦接至波导1006。光子装置1002可包括一或多个端子1034，用于接收控制信号以控制光子装置1002中的复数个光学开关之个别光学开关之切换状态。在一些实施例中，复数个光学开关可经控制以将复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之群组光学耦接至波导1006。例如，复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n中之单一对光学共振器可经光学耦接至波导1006，且复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之其余光学共振器可与波导1006光学解耦。输入光1010之频率可经控制至经耦接对的光学共振器之共振频率，且可判定输出光1014之拍频f
beat
，如本文所描述。计算机系统1020可经由第二连接1036耦接至一或多个端子1034，以控制光子装置1002之复数个光学开关的切换状态。
[0096]
在一些实施例中，测量系统1000可包括复数个光源1008，该复数个光源可个别控制以产生对应于复数个光学共振器1022a、1022b、
…ꢀ
1022n之共振频率的频率。在此类实施例中，复数个光学开关1024可系可控制以选择性将复数个光源1008中之一或多者与波导耦接及解耦。
[0097]
在一些实施例中，光子装置1002可包括对光具有二或更多个共振频率响应的一或多个多模式光学共振器。例如，多模式光学共振器可在一给定温度下，使一第一频率之光共振，及使一第二频率之光共振。在本文中别处描述此类多模式光学共振器的实例。
[0098]
图11展示包括一光子装置1102的一测量系统1100，且在此实例中，经组态以侦测光子装置1102之温度。测量系统1100的各种态样实质上类似于关于测量系统300、方法900及本文别处所描述之对应特征，因此为简洁起见省略其进一步说明。测量系统1100包括一基材1104、复数个波导1106a、1106b、
…ꢀ
1106n，及复数个光学共振器1108a、1108b、
…ꢀ
1108n。复数个波导1106a、1106b、
…ꢀ
1106n之各者经光学耦接至复数个光学共振器1108a、1108b、
…ꢀ
1108n之一者。测量系统1100包括：一光源1110，其经组态以产生光；及一光学分光器1112，其经组态以将来自光源1110的光分裂成第一输入光1113及辅助光1114。测量系统1100包括光学偏移器1116，该光学偏移器使辅助光1114之光学特性偏移以产生第二输入光1118。
[0099]
测量系统1100亦包括经组态以将第一输出光1122及第二输出光1124组合成经组合光1126的一光束组合器1120。一光侦测器1128接收经组合光1126并将经组合光1126转换成电信号1130。由一或多个测量装置1132接收电信号1130，且基于电信号1130之一或多个特性来判定光子装置1102之温度。测量系统1100可包括一计算机系统1134，其可判定光子装置1102之温度，且可控制测量系统1100的态样，如本文所述。
[0100]
复数个光学共振器1108a、1108b、
…ꢀ
1108n包括可在某些状况中用以测量温度的成对之光学共振器。在一些实施例中，成对之光学共振器可经分配用于测量某些温度范围内之温度。例如，一第一对光学共振器1108a及1108b可经分配用于在一第一温度范围中测量，一第二对光学共振器1108c及1108d(未展示)可经分配用于在不同于第一温度范围的第二温度范围中测量，并依此类推。
[0101]
测量系统1100可包括第一复数个光学开关1136，该第一复数个光学开关系可控制以将第一输入光1113及第二输入光1118光学耦接至复数个波导1106a、1106b、
…ꢀ
1106n中之一对波导。例如，对于一第一温度范围，第一复数个光学开关1136之一或多个开关将第一
输入光1113耦接至波导1106a中并将第二输入光1118耦接至波导1106b中。对于一第二温度范围，第一复数个光学开关1136之一或多个开关将第一输入光1113耦接至波导1106c(未图示)中，并将第二输入光1118耦接至波导1106d(未图示)中。
[0102]
测量系统1100可包括一第二复数个光学开关1138，该第二复数个光学开关系可控制以将来自复数个波导1106a、1106b、
…ꢀ
1106n之一对波导的第一输出光1122及第二输入光1124光学耦接至光束组合器1120。例如，对于第一温度范围，第二复数个光学开关1138之一或多个开关将来自波导1106a之第一输出光1122及来自波导1106b之第二输出光1124耦接至光束组合器1120。对于一第二温度范围，第二复数个光学开关1138之一或多个开关将来自波导1106c(未图示)之第一输出光1122及来自波导1106d(未图示)之第二输出光1124耦接至光束组合器1120。
[0103]
第一复数个开关1136及第二复数个开关1138展示为在光子装置1102外部。然而，在一些实施例中，第一复数个开关1136及第二复数个开关1138可被包括在光子装置1102中。在此类实施例中，第一复数个开关1136之一第一开关可耦接至光子装置1102之一输入端口1140a以接收第一输入光1113，且第一复数个开关1136之一第二开关可耦接至一输入埠1140b以接收第二输入光1118。复数个开关1136之第一开关及第二开关可系可控制以将输入埠1140a及1140b光学耦接至复数个波导1106a、1106b、
…ꢀ
1106n中之一对应对。此外，在此类实施例中，第二复数个开关1138之一第一开关可耦接至光子装置1102之一输出端口1142a以输出第一输出光1122，且第二复数个开关1138之一第二开关可耦接至一输出埠1142b以输出第二输出光1124。光子装置1102中之第二复数个开关1138之第一开关及第二开关可系可控制的以将复数个波导1106a、1106b、
…ꢀ
1106n之该对应对光学耦接至输出端口1142a及1142b。
[0104]
计算机系统1134可经耦接以控制第一复数个光学开关1136及第二复数个开关1138之一切换状态。在基材1104包括第一复数个开关1136及第二复数个开关1138的实施例中，光子装置1102可包括用于接收信号的一或多个端子1144，以控制第一复数个开关1136及第二复数个开关1138。计算机系统1134可通讯地耦接至一或多个端子以控制第一复数个开关1136及第二复数个开关1138的切换状态。
[0105]
图12展示包括一光子装置1202且经组态以侦测光子装置1202之一温度的一系统1200。测量系统1200的各种态样实质上类似于关于测量系统300、测量系统1100、方法900、及本文其他处所述之对应特征，因此为了简洁起见省略其进一步说明。测量系统1200包括一基材1204、复数个输入波导1206a、1206b、
…ꢀ
1206n、复数个光学共振器1208a、1208b、
…ꢀ
1208n、复数个输出波导1210a、1210b、
…ꢀ
1210n、一光源1212、一分光器1214、及一光束组合器1216。
[0106]
复数个输入波导1206a、1206b、
…ꢀ
1206n之各者经光学耦接至复数个光学共振器1208a、1208b
ꢀ…ꢀ
1208n之一对应者。复数个输出波导1210a、1210b、
…ꢀ
1210n各经光学耦接至复数个光学共振器1208a、1208b
ꢀ…ꢀ
1208n之一对应者。复数个输入波导1206a、1206b、
…ꢀ
1206n与复数个输出波导1210a、1210b、
…ꢀ
1210n之对应输出波导光学解耦。例如，输入波导1206a与输出波导1210a光学解耦，使得输出波导1210a不直接接收来自输入波导1206a之输入光1218a，输入波导1206b与输出波导1210b光学解耦，使得输出波导1210b不直接接收来自输入波导1206b之输入光1218b，并依此类推。
[0107]
测量系统1200包括一宽带光源1212，在此实例中，该宽带光源经组态以发射具有光谱s之输入光1217，该光谱具有在一第一频率与一第二频率之间的一频谱范围。输入光1217经引导或引入至一光学分光器1214，该光学分光器将输入光1217分裂成输入光1218a、1218b、
…ꢀ
1218n的光束。输入光1218a、1218b、
…ꢀ
1218n的光束经引导或引入至复数个输入波导1206a、1206b、
…ꢀ
1206n之对应输入波导中。
[0108]
复数个光学共振器1208a、1208b、
…ꢀ
1208n各别经组态以使具有对应于各别光学共振器之共振频率的频率之光共振。复数个光学共振器1208a、1208b
ꢀ…ꢀ
1208n之各共振器基于共振器之间之差异而具有不同之共振频率响应，例如，如关于图3、图4、及本文其他处所述。由于对应于包括在光谱s中之一频率的复数个光学共振器1208a、1208b、
…ꢀ
1208n之一或多个光学共振器之共振频率，具有对应频率的光将在来自复数个输入波导1206a、1206b
ꢀ…ꢀ
1206n之对应波导的一或多个光学共振器中共振。该一或多个各别光学共振器中之该经共振光经耦接至复数个输出波导1210a、1210b、
…ꢀ
1210n之一对应输出波导并从光子装置1202输出。
[0109]
例如，如果频谱s包括对应于光学共振器1208a之共振频率f
r1
的一频率f1，则具有对应频率f1之输入光1218a经耦接至光学共振器1208a中并在其中共振。经共振光1220a从光学共振器1208a耦接至输出波导1210a中，并从输出波导1210a输出。作为另一实例，如果频谱s包括对应于光学共振器1208b之共振频率f
r2
的一频率f2，则具有对应频率f2之输入光1218b经耦接至光学共振器1208b中并在其中共振。经共振光1220b从光学共振器1208b耦接至输出波导1210b中，并从输出波导1210b输出。光学组合器1216将光1220a及1220b组合成经组合光1222，该经组合光藉由光侦测器1225转换成电信号1224，并藉由测量装置1227分析电信号1224以判定经组合光1222的拍频f
beat
，如本文所述。测量系统1200可包括一计算机系统1226，该计算机系统经组态以控制光源1212之操作(诸如藉由控制频谱s之频率范围)，并判定光子装置1202之温度，如本文所述。
[0110]
频谱s可排除对应于复数个光学共振器1208a、1208b、
…ꢀ
1208n之其他光学共振器之共振频率的频率。例如，输入光1217可不包括具有对应于光学共振器1208(n-1)之共振频率的频率之光或具有对应于光学共振器1208n之共振频率的频率之光。结果，光未耦接至对应的输出波导1210(n-1)及1210n中或离开对应的输出波导。光源1212可经控制以包括复数个光学共振器1208a、1208b、
…ꢀ
1208n中之一第一组之共振频率并排除复数个光学共振器1208a、1208b、
…ꢀ
1208n中之一第二组之共振频率。结果，复数个光学共振器1208a、1208b、
…ꢀ
1208n中之一组光学共振器可经选择以用以判定光子装置1202之温度，而不使用光学开关来将输入光1218a、1218b、
…ꢀ
1218n的光束耦接至复数个输入波导1206a、1206b、
…ꢀ
1206n中。
[0111]
在一些实施例中，测量系统1200可包括复数个光学开关，该复数个光学开关系可控制以选择性地引导光至复数个输入波导1206a、1206b、
…ꢀ
1206n的经选择者中，或复数个光学开关系可控制以选择性地引导来自复数个输出波导1210a、1210b、
…ꢀ
1210n之经选择者的光，如关于测量系统1100所描述。在此类实施例中，该复数个开关可在光子装置1202内部或外部。
[0112]
图13展示一测量系统1300，该测量系统包括一光子装置1302且经组态以侦测光子装置1302之一温度。测量系统1300的各种态样实质上类似于关于测量系统300、测量系统
1200、方法900、及本文其他处所述之对应特征，为了简洁起见省略其进一步说明。光子装置1302包括一基材1304、一输入波导1306、复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n、一输出波导1310。在此实例中，测量系统1300包括一宽带光源1312，该宽带光源经组态以产生具有光谱s的输入光1314，该光谱具有在一第一频率与一第二频率之间的一频谱范围。
[0113]
输入波导1306经光学耦接至复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n。输出波导1310亦经光学耦接至复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n。输入波导1306与输出波导1310间隔开且光学解耦，使得输出波导1310不直接接收来自输入波导1306的输入光1314。
[0114]
复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n各别经组态以使具有对应于各别光学共振器之共振频率的频率之光共振。复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n之各共振器基于共振器之间之差异而具有不同之共振频率响应，例如，如关于图3、图4、及本文其他处所述。由于复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n之各者之间的差异，复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n之各者之共振频率fr基于各别光学共振器之温度而变化。由于对应于包括在光谱s中之一频率的复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n之一或多个光学共振器之共振频率，具有该对应频率的光将在来自输入波导1306的一或多个光学共振器中共振。在该一或多个各别的光学共振器中的共振光1313a、1313b、
…
、1313n经耦接至输出波导1310并从光子装置1302输出。
[0115]
在一些实施例中，光子装置1302可包括复数个光学开关，该复数个光学开关系可控制以选择性耦接输入波导1306至复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n，及将输入波导与该复数个光学共振器解耦。在此类实施例中，该复数个开关可在光子装置1302内部或外部。该复数个光学开关可在光子装置1302内部，该光子装置可包括一或多个端子(未图示)，用于接收控制信号以用于控制复数个光学开关之切换状态。
[0116]
从输出波导1310输出的输出光1316包括来自复数个光学共振器1308a、1308b、
…ꢀ
1308n中之一或多者的共振光1313。例如，如果频谱s包括对应于光学共振器1308a之共振频率f
r1
的一频率f1，则来自具有对应频率f1之输入光1314的光经耦接至光学共振器1308a中并在其中共振。经共振光1313a从光学共振器1308a耦接至输出波导1310中，并在输出光1316中从输出波导1310输出。如果频谱s进一步包括对应于光学共振器1308b之共振频率f
r2
的一频率f2，则来自具有对应频率f2之输入光1314的光经耦接至光学共振器1308b中并在其中共振。经共振光1313b连同经共振光1313a从光学共振器1308b耦接至输出波导1310中，并从输出波导1310输出。在此一类情况中，输出光1316包括彼此迭加的经共振光1313a及经共振光1313b。结果，输出光1316具有分别等于光学共振器1308a之第一共振频率f
r1
与光学共振器1308b之第二共振频率f
r2
之间的差的一拍频f
beat
。使用一光侦测器1318及一测量装置1320，例如，如关于测量系统300、方法900及本文别处所述，侦测输出光1316之拍频f
beat
，且可判定光子装置1302之温度。测量系统1300可包括一计算机系统1322，该计算机系统经组态以控制测量系统1300之各种态样的操作，诸如藉由控制由宽带光源1312所发射之输入光1314之频谱s的频率范围，或藉由基于拍频f
beat
来判定光子装置1302之温度。
[0117]
在一些实施例中，对于给定温度，光子装置1302可包括对光具有二或更多个共振频率响应的一或多个多模式光学共振器。例如，多模式光学共振器可在一给定温度下使具有一第一频率之光共振并使具有一第二频率之光共振，在本文中举实例描述。
[0118]
图14展示一测量系统1400，该测量系统包括一光子装置1402且经组态以侦测光子
装置1402之一温度。测量系统1400的各种态样实质上类似于关于测量系统300、测量系统1200、方法900、及本文其他处所述之对应特征，为了简洁起见省略其进一步说明。光子装置1402包括一基材1404、一输入波导1406、一第一光学共振器1408、一第二光学共振器1410、一第一输出波导1412、一第二输出波导1414。测量系统1400亦包括一宽带光源1416，在此实例中，该宽带光源经组态以产生具有宽带光谱s之输入光1418，该宽带光谱具有在一第一频率与一第二频率之间的一频谱范围。
[0119]
输入波导1406经光学耦接至第一光学共振器1408及第二光学共振器1410。第一输出波导1412经光学耦接至第一光学共振器1408，且第二光学共振器1410经光学耦接至第二输出波导1414。输入波导1406与第一输出波导1412及第二输出波导1414间隔开且光学解耦，使得第一输出波导1412及第二输出波导1414不直接接收来自输入波导1406的输入光1418。
[0120]
第一光学共振器1408经组态以使具有对应于第一光学共振器1408之一共振频率f
r1
的一频率f1之光共振。第二光学共振器1410经组态以使具有对应于第二光学共振器1410之一共振频率f
r2
的一频率f2之光共振。第一光学共振器1408之共振频率f
r1
不同于第二光学共振器1410之共振频率f
r2
。此外，由于共振器之间的差异，第一光学共振器1408具有与第二光学共振器1410不同之共振频率响应，如关于图3、图4、及本文别处所述。第一光学共振器1408之共振频率f
r1
及第二光学共振器1410之共振频率f
r2
基于各别光学共振器之温度而变化。
[0121]
由于第一光学共振器1408及第二光学共振器1410之共振频率对应于包括在光谱s中之一频率，具有对应频率的光将在第一光学共振器1408及第二光学共振器1410中共振。除了共振频率f
r1
及f
r2
之外的频率之光未被第一光学共振器1408及第二光学共振器1410共振。在第一光学共振器1408中的共振光1420经耦接至第一输出波导1412中且从该第一输出波导输出。在第二光学共振器1410中的共振光1422经耦接至第二输出波导1414中且从该第二输出波导输出。共振光1420具有对应于频率f1之一频率，而共振光1422具有对应于频率f2之一频率。将共振光1420及1422引导或引入至光学组合器1424中并组合成被提供至一光侦测器1427的经组合光1426。经组合光1426具有对应于第一共振光1420及第二共振光1422之频率差的拍频f
beat
，且可在由光侦测器1427提供至测量装置1430的电信号中侦测此拍频f
beat
。测量装置1430可系例如经组态以测量相对于该电信号之频率的该电信号之量值的rf频谱分析器。
[0122]
测量系统1400可包括一计算机系统1428，该计算机系统经组态以控制测量系统1400之各种态样的操作，诸如藉由控制由宽带光源1416所发射之输入光1418之频谱s的频率范围，或藉由基于测量装置1430所侦测之拍频f
beat
来判定光子装置1402之温度。
[0123]
图15展示一测量系统1500，该测量系统包括一光子装置1502且经组态以侦测光子装置1502之一温度。测量系统1500的各种态样实质上类似于关于测量系统300、方法900及本文别处所描述之对应特征，因此为简洁起见省略其进一步说明。光子装置1502包括一输入波导1504、一第一波导接面1506、一第一波导回路1508、一光学共振器1510、一第二波导回路1512、一第二波导接面1514及一输出波导1516。测量系统1500亦包括一光源1518，该光源经组态以产生具有一宽带光谱s之输入光1520，在此实例中，该宽带光谱具有在一第一频率与一第二频率之间的一频谱范围。
[0124]
在第一波导接面1506处，输入波导1504分裂成一第一输入波导部分1522及一第二输入波导部分1524。第一波导回路1508系包括第一输入波导部分1522及第二输入波导部分1524的一连续波导。输入光1520进入第一波导1504，且在第一波导接面1506处分裂成一第一光部分1526及一第二光部分1528。第一光部分1526及第二光部分1528具有输入光1520之相同特性。在一些实施例中，输入光1520在第一光部分1526与第二光部分1528之间平分。
[0125]
光学共振器1510系包括一第一共振器部分1510a及一第二共振器部分1510b的双模态光学共振器。第一共振器部分1510a系光学共振器1510之具有相对于温度之一第一共振响应之一部分。第二共振器部分1510b系光学共振器1510之具有相对于温度之一第二共振响应之一不同部分，该第二共振响应不同于该第一共振响应。第一共振器部分1510a可包含光学共振器1510之一第一半圆形或半圆盘，且第二共振器部分1510b可包含光学共振器1510之一第二半圆形或半圆盘。在一些实施例中，光学共振器1510具有包括第一共振器部分1510a及第二共振器部分1510b的一单一连续共振结构。第一共振器部分1510a及第二共振器部分1510b之不同共振频率响应可系归因于大小、形状、材料组成物、机械应力、额外或不同特征(例如，额外腔)之差异、或本文所述之其他差异。替代地，或额外地，经定位成相邻于光学共振器1510的特征1511操作以打破光学共振器1510的对称性，从而引起光学共振器1510之顺时针及逆时针共振器模式(下文讨论)以具有不同频率。
[0126]
在操作中，输入光1520之第一光部分1526在第一方向循环通过第一波导回路1508(例如，顺时针)，且输入光1520之第二光部分1528在与第一方向相反的第二方向循环通过第一波导回路1508(例如，逆时针)。由于第一光部分1526具有对应于第二共振器部分1510b之一共振频率f
r1
的一频率f1，第一光部分1526耦接至第二共振器部分1510b中且在该第二共振器部分内共振。由于第二光部分1528具有对应于第一共振器部分1510a之一共振频率f
r2
的一频率f2，第二光部分1528耦接至第一共振器部分1510a中且在该第一共振器部分内共振。
[0127]
在第二波导接面1514处，输出波导1516分裂成第一输出波导部分1530及第二输出波导部分1532。第二波导回路1512系包括第一输出波导部分1530及第二输出波导部分1532的连续波导。在第二共振器部分1510b中共振的第一共振光1534经耦接至第一输出波导部分1530中且在第一方向(例如，逆时针)行进通过第二波导回路1512。在第一共振器部分1510a中共振的第二共振光1536经耦接至第二输出波导部分1532中且在与第一方向相对的第二方向(例如，顺时针)行进通过第二波导回路1512。第一共振光1534及第二共振光1536进入第二波导接面1514并组合以形成输出光1538，该输出光从输出波导1516输出。输出光1538具有等于在第一共振光1534与第二共振光1536之间之差异的一拍频f
beat
。以如本文所述之方式使用光侦测器1540及测量装置1542来判定输出光1538之拍频f
beat
。
[0128]
测量系统1500可包括一计算机系统1544，该计算机系统经组态以控制测量系统1500之各种态样的操作，诸如藉由控制由光源1518所发射之输入光1520之频谱s的频率范围，或藉由基于拍频fbeat来判定光子装置1502之温度。
[0129]
图16展示包括一光子装置1602之一测量系统1600。测量系统1600经组态以侦测光子装置1602之一温度。测量系统1600的各种态样实质上类似于关于测量系统300、方法900及本文别处所描述之对应特征，因此为简洁起见省略其进一步说明。光子装置1602包括一端口1603、一波导1604、一波导接面1606、一第一波导1608、一第一光学共振器1610(放大展
示)、一第二波导1614、及一第二光学共振器1616(放大展示)。测量系统1600亦包括一光源1620，该光源经组态以产生具有一宽带光谱s之输入光1622，在此实例中，该宽带光谱具有在一第一频率与一第二频率之间的一频谱范围。
[0130]
在波导接面1606处，入射光被分裂且引导至第一波导1608及第二波导1614中。第一光学共振器1610定位在第一波导1608之一光学路径中，且第二光学共振器1616定位在第二波导1614之一光学路径中。第一光学共振器1610具有与第二光学共振器1616不同之共振频率响应，如本文所论述。第一光学共振器1610及第二光学共振器1616可系回音廊模式共振器、光子晶体腔、环形共振器、布拉格光栅、fabry-perot干涉计(例如，标准具(etalon))、磁盘共振腔、或任何其他适当的光学共振器。在一些实施例中，第一光学共振器1610可系与第二光学共振器1616不同类型的光学共振器。
[0131]
输入光1622经由埠1603进入波导1604，且在波导接面1606处被分裂成进入第一波导1608之一第一光部分及进入第二波导1614之一第二光部分。第一光学共振器1610使第一光部分共振，而第二光学共振器1616使第二光部分共振。该共振之第一光部分返回通过波导1604且从埠1603输出。该共振之第二光部分与该共振之第一光部分返回通过波导1604且从埠1603输出。输入光1622之非共振光亦返回通过第一波导1608及第二波导1614，且系与第一共振光部分及第二共振光部分组合地从端口1603输出。
[0132]
从埠1603输出之光1624可包括经共振光及非经共振光。测量系统1600可包括一光学隔离器1626，该光学隔离器允许输入光1622行进通过其中并且反射输出光1624。测量系统1600包括经定位以接收来自光学隔离器1626之经反射光1630的一或多个测量装置1628。至少在一些实施例中，一或多个测量装置1628包括一频谱分析器1634，该频谱分析器分析由一光侦测器1632侦测之所发射光1624中的经共振光及非经共振光，以侦测由第一光学共振器1610及第二光学共振器1616所诱导之共振频率。可例如由计算机系统1636基于共振频率之间的差来判定光子装置1602之温度，如本文所讨论。
[0133]
图17展示一测量系统1700，该测量系统包括一光子装置1702且经组态以侦测光子装置1702之一温度。包括一光源1720、一光学隔离器1722、一光侦测器1724、及一测量装置1726之测量系统1700的各种态样实质上类似于关于测量系统1600、方法900及本文别处所描述之对应特征来操作，因此为简洁起见省略其进一步说明。光子装置1702包括：一波导接面1704；一第一波导1706，其中一第一光学共振器与其相邻；及一第二波导1708，其中一第二光学共振器与其相邻。图17展示分别相邻于第一波导1706及第二波导1708的该第一光学共振器及该第二光学共振器的放大图，其可包括一光子晶体或其他类型的光学共振器。
[0134]
第一波导1706包括一光学反射端部1710，且第二波导1708包括一光学反射端部1712。第一波导1706中之一第一光部分从反射端部1710反射，而第二波导1708中之一第二光部分从反射端部1712反射。经反射的第一光部分及第二光部分(其包括被该第一光学共振器及该第二光学共振器所共振的光以及未经共振光)经由各别的第一波导1706及第二波导1708返回，然后例如由光侦测器1724、测量装置1726、及计算机系统1728组合且测量以判定光子装置1702之温度，其等依如关于测量系统1600及本文描述之其他测量系统所描述的方式，判定返回光之拍频并使该所判定拍频与温度相关联。作为反射端部1710、1712的替代者，第一波导1706及第二波导1708可各与一波导回路端接，各别之第一光部分及第二光部分在该波导回路周围行进并经由第一波导1706及第二波导1708返回至波导接面1704及光
学隔离器1722，该光学隔离器引导返回光至光侦测器1724。
[0135]
图18展示可在本文所述之测量系统的光子装置中实施的复数个光学共振器。该等光学共振器包括fabry-perot干涉计1802，其中多个偏移光束从其表面反射而产生经共振光。所示的光学共振器亦包括回音廊共振器1804，其使光以回音廊模式的形式共振。所示之光学共振器亦包括具有周期性介电结构的光子晶体1806，该等周期性介电结构经组态以在某些频率范围中传播光并抑制其他频率范围之光的传播。提供此等光学共振器作为可在本文所述之测量系统中实施的无数种光学共振器之实例。在一些实施例中，一光学共振器可具有二或更多个共振模式，例如，在一第一频率之一第一共振模式及在一第二频率之一第二共振模式。在此类实施例中，本文所述之光子温度计可仅包括具有用于二或更多个对应频率的共振模式之一单一光学共振器。例如，一2d光子晶体亦可提供经共振光的反射，使得一单一光学端口及单一波导可提供分别用于输入光及输出光的输入光学路径及输出光学路径两者。
[0136]
图19展示可用来在如本文所述之测量系统中使光共振的复数个光子晶体的例示性结构。一第一类型的光子晶体1902具有在一个方向上周期性的结晶结构。例如，第一类型的光子晶体1902具有沿着第一方向之周期性(例如，重复)之结晶原子排列。一第二类型的光子晶体1904具有在两个方向(例如，彼此正交的两个方向)之周期性的结晶结构。一第三类型的光子晶体1906具有在彼此正交的三个方向上的周期性的结晶结构。在本文所述之实施例中可实施这些类型光子晶体中之一或多者。
[0137]
可在本文所述的光子装置中实施各种不同类型的光学共振器。可在本文所述之光子装置中实施的光学共振器之非限制性实例(例如，光子装置302)包括回音廊模式共振器、光子晶体腔、环形共振器、布拉格光栅、fabry-perot干涉计(例如，标准具)及磁盘共振腔。一单一光学共振器可包括一或多种类型之光学共振器的一组合。具有不同共振频率响应的成对之光学共振器(例如，第一光学共振器306及第二光学共振器312)可包括一第一类型之一第一光学共振器及一第二类型之一第二光学共振器。在一些实施例中，可使用一单一光学共振器来取代两个分开之光学共振器。在此类实施例中，单一光学共振器可具有提供不同共振频率响应的二或更多个光学模式(横向或纵向)。
[0138]
这些变化包括光学共振器设计变化、波导尺寸、波导路径、在光路径中之不同的耦接器(例如，方向性耦接器、多模式干涉耦接器)、至光学共振器的不同类型耦接(例如，线内、绝热)、或至芯片的任何类型输入或输出(例如，光栅耦接器、边缘耦接、回路光纤耦接、锥形光纤)。
[0139]
上文之说明连同随附图式提出某些特定细节以提供对各种所揭示实施例之彻底理解。然而，所属技术领域中具有通常知识者将理解，所揭示之实施例可以各种组合实践，而无需这些具体细节中之一或多者，或使用其他方法、组件、装置、材料等。在其他情况中，未展示或描述与本揭露之环境相关联的熟知结构或组件，包括但不限于通讯系统及网络及环境，以避免不必要地模糊实施例之说明。此外，各种实施例可系方法、系统、媒体、或装置。因此，各种实施例可系完全硬件实施例、完全软件实施例、或组合软件及硬体态样之实施例。
[0140]
此外，在整个说明书、申请专利范围及图式中，以下用语采取本文中明确相关联的意义，除非上下文另有明确说明。用语「本文(herein)」系指与本文件相关联之说明书、申请
专利范围、及图式。用语「在一个实施例中(in one embodiment)」、「在另一个实施例中(in another embodiment)」、「在各种实施例中(in various embodiments)」、「在一些实施例中(in some embodiments)」、「在其他实施例中(in other embodiments)」、及其其他变化例系指本揭露之一或多个特征、结构、功能、限制、或特性，且不限于相同或不同的实施例，除非上下文另有明确说明。如本文中所使用，用语「或(or)」系涵括性的「或(or)」，并等同于词组「a或b，或两者」或「a或b或c、或其任何组合」，且具有额外组件的列表以类似方式处理。用语「基于(based on)」非排他性，且允许基于额外的特征、功能、态样或未描述之限制，除非上下文另有明确说明。此外，在整份说明书中，「一(a, an)」及「该(the)」之含义包括单数及复数参考。用语「组(set)」(例如，「一组项目(a set of items)」的参照，如在本文中使用，系应理解为包含一或多个成员或实例之非空的集合，除非另有说明或与上下文有所抵触。
[0141]
因此，鉴于以上揭露，一种光子装置的各种实例可包括下列特征之任一或组合：一基材；一基材，其具有一或多个埠；多个光学共振器；一第一光学共振器，其在该基材中或该基材上；一第一光学共振器，其具有一第一共振频率；一第一光学共振器，其具有相对于温度之一第一共振频率响应；多个波导；一第一波导，其经光学耦接至该一或多个埠；一第一波导，其经光学耦接至该第一光学共振器；一第二光学共振器，其在该基材中或该基材上；一第二光学共振器，其具有一第二共振频率；一第二光学共振器，其具有相对于温度之一第二共振频率响应；该第二光学共振器之该第二共振频率响应不同于该第一光学共振器之该第一共振频率响应；一第二波导，其经光学耦接至该一或多个埠；及一第二波导，其经光学耦接至该第二光学共振器。
[0142]
在一或多个实例中，该第一光学共振器具有不同于该第二光学共振器的一大小之一大小，该大小差异影响该第一共振频率响应与该第二共振频率响应之间的差异。
[0143]
在一或多个实例中，该第一光学共振器具有一结构特征，该结构特征不存在于该第二光学共振器，该结构特征影响该第一共振频率响应与该第二共振频率响应之间之差异。在一些情况中，该结构特征系一额外区段。
[0144]
在一或多个实例中，该第一光学共振器具有一结构特征，该结构特征不同于该第二光学共振器之一结构特征，该结构特征影响该第一共振频率响应与该第二共振频率响应之间之差异。
[0145]
在一或多个实例中，该第一光学共振器包括一材料组成物，其与该第二光学共振器之一材料组成物不同，材料组成物之差异影响该第一共振频率响应与该第二共振频率响应之间的差异。
[0146]
在一或多个实例中，该第一光学共振器与该第一波导间隔开，该第二光学共振器与该第二波导间隔开，且该第一光学共振器与该第二光学共振器间隔开。
[0147]
在一或多个实例中，该第一光学共振器及该第二光学共振器系环形共振器。
[0148]
在一或多个实例中，相邻于该第一光学共振器之一区域包括一材料组成物，其不同于相邻于该第二光学共振器之一对应区域的一材料组成物，材料组成物之差异影响该第一共振频率响应与该第二共振频率响应之间的差异。
[0149]
在一或多个实例中，施加至该第一光学共振器之一第一机械应力不同于施加至该第二光学共振器之一第二机械应力，机械应力之差异影响该第一共振频率响应与该第二共振频率响应之间的差异。
[0150]
在一或多个实例中，该第一光学共振器与该第二光学共振器光学解耦。
[0151]
在一或多个实例中，该第一波导包括一第一埠，且该第二波导包括一第二埠，该第一波导与该第二波导光学解耦。
[0152]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含一第三波导，该第三波导包括一第三埠，该第三波导与该第一波导及该第二波导光学解耦，其中该第三波导经光学耦接至该第一光学共振器及该第二光学共振器中之至少一者。
[0153]
在一或多项实例中，该第一波导包括一第三埠，且该第二波导包括一第四埠。
[0154]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含：一第三波导，其经光学耦接至该第一光学共振器，该第三波导包括一第三埠且与该第一波导光学解耦；及一第四波导，其经光学耦接至该第二光学共振器，该第四波导包括一第四埠且与该第二波导光学解耦。
[0155]
在一或多个实例中，该第一波导经光学耦接至该第二光学共振器，且该第二波导经光学耦接至该第一光学共振器。
[0156]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含一第三光学共振器，该第三光学共振器在该基材中或该基材上，且具有相对于温度之一第三共振频率响应，该第三共振频率响应不同于该第一共振频率响应及该第二共振频率响应。该第三光学共振器可经光学耦接至该第一波导及该第二波导。一第三波导可经光学耦接至该第三光学共振器，且该第三波导可包括一第三埠。
[0157]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含一第四光学共振器，该第四光学共振器在该基材中或该基材上，且具有相对于温度之一第四共振频率响应，该第四共振频率响应不同于该第一共振频率响应、该第二共振频率响应、及该第三共振频率响应。
[0158]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含：一第三波导，其经光学耦接至该第三光学共振器，该第三波导包括一第三埠；及一第四波导，其经光学耦接至该第四光学共振器，该第四波导包括一第四埠。
[0159]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含一或多个光学开关，该一或多个光学开关选择性地可控制以将该第一波导光学耦接至该第二光学共振器。
[0160]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含：一波导接面，其在该第一波导与该第二波导之间；及一第三波导，其经光学耦接在该波导接面与该一或多个埠中之一埠之间。
[0161]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含：一第一波导回路，其经光学耦接至该第一波导之一端部；及一第二波导回路，其经光学耦接至该第二波导之一端部。
[0162]
在一或多个实例中，该第一波导包括一第一光学反射端部部分，且该第二波导包括一第二光学反射端部部分。
[0163]
在一或多个实例中，第一光学共振器系一第一类型的光学共振器，且该第二光学共振器系一第二类型的光学共振器，该第二类型的光学共振器不同于该第一类型之光学共振器。
[0164]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含一或多个光源，该一或多个光源经组态以产生经引导至该第一波导或该第二波导中之输入光。该一或多个光源可包括一第一光源，该第一光源经组态以发射一第一光束，该第一光源可控制以调整该第一光束之一频率。
[0165]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含：一光学分光器，其经组态以分裂该
第一光束以形成一第二光束；及一光学偏移器，其经组态以接收该第二光束并调整该第二光束之一频率，其中该第一光束经引导至该第一波导中，且该第二光束经引导至该第二波导中。
[0166]
在一或多个实例中，该一或多个光源包括一第二光源，该第二光源经组态以发射一第二光束，该第二光源可控制以调整该第二光束之一频率。该第一光源可系一第一雷射光源，且该第二光源可系一第二雷射光源。在一或多个实例中，该第一雷射光源及该第二雷射光源系可经分开地控制以分别调整该第一光束及该第二光束之频率。
[0167]
鉴于以上揭露，一种操作包括一光子装置之一测量系统之方法的各种实例可包括下列特征之任一或组合：引导一第一光束至一光子装置之一第一波导中；引导一第二光束至该光子装置之一第二波导中；将从该第一波导接收的第一输出光与从该第二波导接收的第二输出光组合成经组合光；基于该经组合光判定该第一输出光与该第二输出光之间的一频率差；及在该测量系统系一温度测量系统的情况中，基于该频率差来判定该光子装置之一温度。
[0168]
在一或多个实例中，该方法可进一步包含将该第一光束之一频率锁定至该光子装置中的一第一光学共振器之一第一共振频率、及将该第二光束之一频率锁定至该光子装置中的一第二光学共振器之一第二共振频率。继该第一光束之该频率锁定至该第一共振频率及该第二光束之该频率锁定至该第二共振频率之后判定该频率差。
[0169]
在一或多个实例中，该方法可进一步包含：将一光束分裂成该第一光束及该第二光束，且在引导该第二光束至该第二波导中之前，相对于该第一光束偏移该第二光束之一光学特性。该光学特性可系相对于该第一光束之一频率偏移的该第二光束之一频率。
[0170]
在一或多个实例中，该方法可进一步包含将该经组合光转换成一电信号，并基于该电信号侦测该经组合光之一拍频。
[0171]
在一或多个实例中，该方法可进一步包含存取储存在内存中的温度对应数据，并基于该频率差与该温度对应数据中之该温度之间的一对应来判定该光子装置之一温度。
[0172]
在一或多个实例中，该方法可进一步包含控制一第一光源以将该第一光束之一频率从一第一频率调整至一第二频率，该第二频率对应于一第一光学共振器之一第一共振频率，该第一光学共振器经光学耦接至该第一波导。
[0173]
在一或多个实例中，该方法可进一步包含控制一光学移频器以将该第二光束之一频率调整至一第三频率，该第三频率对应于一第二光学共振器之一第二共振频率，该第二光学共振器经光学耦接至该第二波导。
[0174]
在一或多个实例中，该方法可进一步包含控制一第二光源以将该第二光束之一频率调整至一第三频率，该第三频率对应于一第二光学共振器之一第二共振频率，该第二光学共振器经光学耦接至该第二波导。本文所述之方法可因此涉及一种侦测温度之方法、一种用一光子装置侦测温度的方法、一种操作一测量系统之方法、一种操作一温度测量系统之方法、及一种操作包括一光子装置之一测量系统之方法。
[0175]
鉴于本文中之本揭露，一光子系统的各种实例可包括下列特征之任一或组合：一光子装置；一光子装置，其包括一基材；复数个光学共振器；一第一光学共振器，其在该基材中或该基材上；一第一光学共振器，其具有一第一共振频率响应；一第一光学共振器，其具有相对于温度之一第一共振频率响应；一第二光学共振器，其在该基材中或该基材上；一第
二光学共振器，其具有一第二共振频率响应；一第二光学共振器，其具有相对于温度之一第二共振频率响应；一第一波导，其经光学耦接以接收一第一光束；一第一波导，其经光学耦接至该第一光学共振器；一第二波导，其经光学耦接以接收一第二光束；一第二波导，其经光学耦接至该第二光学共振器；一光学组合器，其经组态以将来自该第一波导之第一输出光与来自该第二波导之第二输出光组合成经组合光；及一光侦测器，其经组态以将来自该光学组合器的该经组合光转换成一电信号。
[0176]
在一或多个实例中，该光子系统可进一步包含一或多个测量装置，该一或多个测量装置经组态以测量该电信号之一特性。该电信号之该特性可指示该光子装置之一温度。
[0177]
在一或多个实例中，该一或多个测量装置包括一频率计数器，该频率计数器经组态以测量该电信号之一频率。
[0178]
在一或多个实例中，该一或多个测量装置包括一频谱分析器，该频谱分析器经组态以分析该电信号之一频谱中的一能量分布并测量相对于该频谱中之一频率的该频谱中之该能量分布的一量值。
[0179]
在一或多个实例中，该光子系统可进一步包含一光学偏移器，该光学偏移器经组态以接收该第二光束，且在该第二波导接收该第二光束之前，使该第二光束之一光学特性偏移。该光学特性可系该第二光束之一频率。
[0180]
在一或多个实例中，该光子系统可进一步包含一光学频率锁定回路，该光学频率锁定回路经组态以相对于该第一光束之一频率控制该第二光束之一频率。
[0181]
在一或多个实例中，该光子系统可进一步包含一光学分光器，该光学分光器经组态以将由一光源发射的光分裂成该第一光束与该第二光束。
[0182]
在一或多个实例中，该光子系统可进一步包含一第一光源，该第一光源经组态以发射该第一光束。该第一光源可系可控制以调整该第一光束之一频率。在一或多个实例中，该光子系统可进一步包含一第二光源，该第二光源经组态以发射该第二光束。该第二光源可系可控制以调整该第二光束之一频率。
[0183]
在一或多个实例中，该第一光源及该第二光源系可分开地控制的第一雷射光源及第二雷射光源。
[0184]
在一或多个实例中，该光子系统可包含一宽带光源，该宽带光源经组态以发射具有在一第一频率与一第二频率之间的一频谱之宽带光。该宽带光源可提供该第一光束及/或该第二光束。
[0185]
鉴于本文之本揭露，一种光子装置的额外实例可包括下列特征之任一或组合：一多模式光学共振器；一第一波导，其经光学耦接以接收输入光；一第一波导，其经光学耦接至该多模式光学共振器；该多模式光学共振器，其经组态以使具有一第一频率之光共振及使具有一第二频率之光共振；及一测量装置，其经组态以基于从该第一波导输出的光之一拍频来判定该光子装置之一温度。
[0186]
在一或多个实例中，该多模式光学共振器系具有一第一部分及一第二部分之一双模态光学环形共振器，该第一部分使具有该第一频率之光共振，该第二部分使具有该第二频率之光共振。
[0187]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含将该第一波导光学耦接至该多模式光学共振器之一第一波导回路。
[0188]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含：一第二波导，其经光学耦接以接收输入光；及一第二波导回路，其将该第二波导光学耦接至该多模式光学共振器。
[0189]
在一或多个实例中，该多模式光学共振器之一第一部分具有与该多模式光学共振器之一第二部分不同的一材料组成物。
[0190]
在一或多个实例中，该多模式光学共振器之一第一部分具有与该多模式光学共振器之一第二部分不同的一大小。
[0191]
在一或多个实例中，该多模式光学共振器之一第一部分具有与该多模式光学共振器之一第二部分不同的一形状。
[0192]
在一或多个实例中，该多模式光学共振器之一第一部分具有与该多模式光学共振器之一第二部分不同的强加于其上之一机械应力。
[0193]
在一或多个实例中，该多模式光学共振器系具有在二或更多个方向上系周期性的结晶结构之一光子晶体。
[0194]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含一第一光源，该第一光源经组态以发射由该第一波导所接收的光作为该输入光。
[0195]
在一或多个实例中，该第一光源系一宽带光源，其经组态以发射具有在一第一频率与一第二频率之间之一频谱的宽带光。
[0196]
在一或多个实例中，该第一光源经组态以发射一第一频率的光，该第一频率锁定至该多模式共振器之一第一共振频率。该光子装置可进一步包含一第二光源，该第二光源经组态以发射一第二频率的光，该第二频率锁定至相同多模式共振器的一第二共振频率。
[0197]
在一或多个实例中，该光子装置可进一步包含一或多个光侦测器，该一或多个光侦测器经组态以将从该第一波导输出的光转换成一电信号，其中该测量装置经组态以基于该电信号中之一所侦测频率来判定该光之该拍频。
[0198]
鉴于以上揭露，一种操作一光子装置之方法的各种实例可包括下列特征之任一或组合：将宽带光引导至具有一共振频率之一光子装置中；藉由该光子装置产生输出光；将该输出光转换成一电信号；基于该电信号判定该输出光之一拍频；及基于所判定之该拍频来判定该光子装置之一温度。
[0199]
在一或多个实例中，该光子装置具有多个共振频率，其包括对应于该宽带光中之光之一第一频率的至少一第一共振频率及对应于该宽带光中之光之一第二频率的一第二共振频率，其中该方法包括产生该输出光包括组合已行经该光子装置的至少该第一频率及该第二频率之光。
[0200]
可组合上述各种实施例及实例以提供进一步的实施例及实例。参酌上文实施方式，可对实施例及实例进行这些及其他变化。一般而言，在下文申请专利范围中，所用术语不应被解释为将申请专利范围限制于本说明书中揭示的具体实施例或实例，而是应理解为包括所有可能的实施例连同此申请专利范围享有的均等物之全部范围。因此，申请专利范围不受限于本揭露。