一种用于链路交换的多模光开关结构制造技术

本公开提供了一种用于链路交换的多模光开关结构，包括模式解复用器组，多模输入波导组，每一多模输入波导连接一个模式解复用器的输入端；单模光开光单元组；多个单模输入波导组，对于每个单模输入波导组的多个单模波导，其输入端分别连接一个模式解复用器的各个输出端，其输出端分别连接各个单模光开关单元的同一输入端；多模输出波导组，每一多模输出波导连接一个模式复用器的输出端；模式复用器组；多个单模输出波导组，对于每个单模输出波导组的多个单模波导，其输入端分别连接各个单模光开关单元的同一输出端，其输出端分别连接一模式复用器的各个输入端。

【技术实现步骤摘要】
一种用于链路交换的多模光开关结构
本公开涉及光互联与集成光学
，尤其涉及一种用于链路交换的多模光开关结构。
技术介绍
随着通信容量需求的快速提升，在单位路径中传输的光信号越来越多，波分复用等技术已无法满足要求，更多的自由度如模分复用技术因而得到重视。模分复用技术允许利用统一物理载体中并行传输多个携带信息的空间模，在进一步的增大通信容量的应用中有很好的应用前景。传统的链路交换网络器件通常只支持单通信信道或者波分复用的信道，因而，通信容量相对受到限制，进一步提高通信容量成为研究的热点。公开内容(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，为了克服上述现有技术的不足，本公开提出了一种用于链路交换的多模光开关结构。(二)技术方案本公开提供了一种用于链路交换的多模光开关结构，其中，包括：模式解复用器组；多模输入波导组，每一多模输入波导连接一个模式解复用器的输入端；单模光开光单元组；多个单模输入波导组，对于每个单模输入波导组的多个单模波导，其输入端分别连接一个模式解复用器的各个输出端，其输出端分别连接各个单模光开关单元的同一输入端；多模输出波导组，每一多模输出波导连接一个模式复用器的输出端；模式复用器组；多个单模输出波导组，对于每个单模输出波导组的多个单模波导，其输入端分别连接各个单模光开关单元的同一输出端，其输出端分别连接一模式复用器的各个输入端；多路多模复用信号经各个多模输入波导输入对应的模式解复用器，对于每路多模复用信号，模式解复用器将其解复用为多个单模信号，多个单模信号经所述模式解复用器对应的单模输入波导组分别传输至各个单模光开关单元的同一输入端，各个单模光开关单元处于相同的路由态，将多个单模信号经单模输出波导组交换至同一模式复用器，多个单模信号经所述模式复用器后成为多模复用信号并经多模输出波导输出。在本公开的一些实施例中，所述模式解复用器组包括N个模式解复用器，分别用于将多模复用信号转换为多个单模信号；所述模式复用器组包括N个模式复用器，分别用于将多个单模信号转换为多模复用信号；所述单模光开光单元组包括M个N×N单模光开关单元；所述多个单模输入波导组包括N个单模输入波导组，每个单模输入波导组包括M个单模波导；所述多个单模输出波导组包括N个单模输出波导组，每个单模输出波导组M个单模波导；所述多模输入波导组包括N个多模输入波导；所述多模输出波导组包括N个多模输出波导，其中M，N为正整数。在本公开的一些实施例中，所述N个模式解复用器包括：第一模式解复用器、第二模式解复用器、……、第N模式解复用器；所述N个模式复用器：第一模式复用器、第二模式复用器、……、第N模式复用器；每一所述单模光开关单元包括：第一输入端、第二输入端、……、第N输入端、以及第一输出端、第二输出端、……、第N输出端；第一单模输入波导组包括M个第一单模波导，M个第一单模波导的输入端分别连接所述第一模式解复用器的M个输出端，M个第一单模波导的输出端分别连接所述M个N×N单模光开关单元的第一输入端；第二单模输入波导组包括M个第二单模波导，M个第二单模波导的输入端分别连接所述第二模式解复用器的M个输出端，M个第二单模波导的输出端分别连接所述M个N×N单模光开关单元的第二输入端；以此类推，第N单模输入波导组包括M个第N单模波导，M个第N单模波导的输入端分别连接所述第N模式解复用器的M个输出端，M个第N单模波导的输出端分别连接所述M个N×N单模光开关单元的第N输入端；第一单模输出波导组包括M个第一单模波导，M个第一单模波导的输出端分别连接所述第一模式复用器的M个输入端，M个第一单模波导的输入端分别连接所述M个N×N单模光开关单元的第一输出端；第二单模输出波导组包括M个第二单模波导，M个第二单模波导的输出端分别连接所述第二模式复用器的M个输入端，M个第二单模波导的输入端分别连接所述M个N×N单模光开关单元的第二输出端；以此类推，第N单模输出波导组包括M个第N单模波导，M个第N单模波导的输出端分别连接所述第N模式复用器的M个输入端，M个第N单模波导的输入端分别连接所述M个N×N单模光开关单元的第N输出端；第一多模输入波导连接至第一模式解复用器的输入端，第二多模输入波导连接至第二模式解复用器的输入端，以此类推，第N多模输入波导连接至第N模式解复用器的输入端；第一多模输出波导连接至第一模式复用器的输出端，第二多模输出波导连接至第二模式复用器的输出端，以此类推，第N多模输出波导连接至第N模式复用器的输入端。在本公开的一些实施例中，在控制信号的控制下，所述M个N×N单模光开关单元的路由状态被切换，信号被选择使得所述M个N×N单模光开关单元同时处于相同的路由状态。在本公开的一些实施例中，通过热光效应或等离子色散效应调谐所述N×N单模光开关单元的路由状态切换。在本公开的一些实施例中，所支持的最大多模复用信号的模式数为M。在本公开的一些实施例中，所述模式解复用器组、多模输入波导组、单模光开光单元组、单模输入波导组、多模输出波导组、模式复用器组、单模输出波导组均在绝缘体的硅上制作。在本公开的一些实施例中，所述M为4，所述N为2。本公开还提供了一种支持多模的链路交换网络，包括上述任一项所述的多模光开关结构。在本公开的一些实施例中，所述链路交换网络为Mesh网络、Fat-Tree网络、Crossbar网络、Clos网络。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开的多模光开关结构至少具有以下有益效果之一：(1)本公开中的用于链路交换的多模光开关支持多路的多模复用信号输入且同时进行切换；(2)采用本公开中的多模光开关构建多模复用的链路交换网络，可有效的提高通信带宽。附图说明图1为本公开实施例用于链路交换的多模光开关结构的示意图。图2为本公开实施例的模式数量M为4、多模输入波导的数量N为2时开关工作的状态图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所熟知的方式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。光开关是光网络的重要组成单元，通过多个光开关的级联和不同拓扑结构的组合来实现不同节点之间链路路径的切换功能，因此要提高光网络的通信带宽，很重要的一点在于提高光开关的通信带宽。本公开提供一种用于链路交换的多模光开关结构，通过特殊结构将模式复用器、模式解复用器和单模光开关单元结合起来，可以实现一种模式数量可扩展的、用于链路交换的多模光开关，其支持多路多模输入且同时进行切换。图1为本公开一实施例用于链路交换的多模光开关结构的示意图，如图1所示，多模光开关结构包括：模式解复用器组、模式复用器组、多模输入波导组、多模输出波导组、单模光开光单元组以及多个单模输入波导组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于链路交换的多模光开关结构，其中，包括：模式解复用器组；多模输入波导组，每一多模输入波导连接一个模式解复用器的输入端；单模光开光单元组；多个单模输入波导组，对于每个单模输入波导组的多个单模波导，其输入端分别连接一个模式解复用器的各个输出端，其输出端分别连接各个单模光开关单元的同一输入端；多模输出波导组，每一多模输出波导连接一个模式复用器的输出端；模式复用器组；多个单模输出波导组，对于每个单模输出波导组的多个单模波导，其输入端分别连接各个单模光开关单元的同一输出端，其输出端分别连接一模式复用器的各个输入端；多路多模复用信号经各个多模输入波导输入对应的模式解复用器，对于每路多模复用信号，模式解复用器将其解复用为多个单模信号，多个单模信号经所述模式解复用器对应的单模输入波导组分别传输至各个单模光开关单元的同一输入端，各个单模光开关单元处于相同的路由态，将多个单模信号经单模输出波导组交换至同一模式复用器，多个单模信号经所述模式复用器后成为多模复用信号并经多模输出波导输出。

【技术特征摘要】
1.一种用于链路交换的多模光开关结构，其中，包括：模式解复用器组；多模输入波导组，每一多模输入波导连接一个模式解复用器的输入端；单模光开光单元组；多个单模输入波导组，对于每个单模输入波导组的多个单模波导，其输入端分别连接一个模式解复用器的各个输出端，其输出端分别连接各个单模光开关单元的同一输入端；多模输出波导组，每一多模输出波导连接一个模式复用器的输出端；模式复用器组；多个单模输出波导组，对于每个单模输出波导组的多个单模波导，其输入端分别连接各个单模光开关单元的同一输出端，其输出端分别连接一模式复用器的各个输入端；多路多模复用信号经各个多模输入波导输入对应的模式解复用器，对于每路多模复用信号，模式解复用器将其解复用为多个单模信号，多个单模信号经所述模式解复用器对应的单模输入波导组分别传输至各个单模光开关单元的同一输入端，各个单模光开关单元处于相同的路由态，将多个单模信号经单模输出波导组交换至同一模式复用器，多个单模信号经所述模式复用器后成为多模复用信号并经多模输出波导输出。2.根据权利要求1所述的多模光开关结构，其中，所述模式解复用器组包括N个模式解复用器，分别用于将多模复用信号转换为多个单模信号；所述模式复用器组包括N个模式复用器，分别用于将多个单模信号转换为多模复用信号；所述单模光开光单元组包括M个N×N单模光开关单元；所述多个单模输入波导组包括N个单模输入波导组，每个单模输入波导组包括M个单模波导；所述多个单模输出波导组包括N个单模输出波导组，每个单模输出波导组包括M个单模波导；所述多模输入波导组包括N个多模输入波导；所述多模输出波导组包括N个多模输出波导，其中M，N为正整数。3.根据权利要求2所述的多模光开关结构，其中，所述N个模式解复用器包括：第一模式解复用器、第二模式解复用器、……、第N模式解复用器；所述N个模式复用器：第一模式复用器、第二模式复用器、……、第N模式复用器；每一所述单模光开关单元包括：第一输入端、第二输入端、……、第N输入端、以及第一输出端、第二输出端、……、第N输出端；第一单模输入波导组包括M个第一单模波导，M个第一单模波导的输入端分别连接所述第一模式解复用器的M个输出端，M个第一单模波导的输出端分别连接所述M个N×N单模光开关单元的第一输入端；第二单模输入波导组包括M个第二单模波导，M个第二单模波导的输入端分别连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，贾浩，周挺，张磊，丁建峰，付鑫，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11