多波段路由器制造技术

本公开提供一种多波段路由器，包括：N个多模波导，用于传输待路由的多模光信号或路由已完成的多模光信号，N＞2；N个模式复用器，每个模式复用器连接一个多模波导，用于输入待分解的多模光信号或输出已复用完成的多模光信号；路由区，每对应一个模式复用器包括多个单模波导，用于改变经模式复用器解复用后的光信号的路径，并传输到目标信道；以及多个波导交叠区，包括两个多波段双层波导转换区，用于避免交叠，或包括单层波导内逆向设计的波导交叉，用于实现多波段的波导路径交叉。于实现多波段的波导路径交叉。于实现多波段的波导路径交叉。

【技术实现步骤摘要】
多波段路由器


[0001]本公开涉及光通信
，尤其涉及一种多波段路由器。

技术介绍

[0002]光通信技术在现代通信中具有重要地位，而光交换网络在光纤通信中是一种重要的节点信号路由处理网络。常见的硅基片上光交换网络依据其工作模式常见的有电控光交换和无源光交换，电控光交换器件采用主动路由的方式，光学链路的维持需要链路经过的所有光开关单元的状态保持不变，在这种静态情况下系统的维持需要一定的功耗，并且需要一定的手段来维持系统的稳定性。
[0003]而在无源光交换的工作方式中，整个路由器在工作过程中是静态的，意味着该路由器的被动结构具有无功耗、系统稳定的优点。现有的技术方案大多利用可识别光信号波长特征的单元器件以波长为标识进行路由，例如微环谐振器，但它会受到温度敏感、自由光谱区的限制，同时需要多个不同波长的激光器以及额外的波长转换器，实现难度大。
[0004]此外，现有的技术方案还存在光学带宽小及波段单一的问题，无法满足片上光路由器的多波段、超宽带宽需求。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]基于上述问题，本公开提供了一种多波段路由器，以缓解现有技术中的上述技术问题。
[0007](二)技术方案
[0008]本公开提供一种多波段路由器，包括：N个多模波导(100)，用于传输待路由的多模光信号或路由已完成的多模光信号，N＞2；N个模式复用器(200)，每个模式复用器连接一个多模波导，用于输入待分解的多模光信号或输出已复用完成的多模光信号；N
‑
2个耦合区，用于将多模波导中的高阶模式耦合到单模波导或将单模波导中的基模耦合为多模波导中的高阶模式；N
‑
1个单模波导，对应连接于每个模式复用器(200)，用于将经耦合区解复用的光信号输出至路由区(300)进行路由，或将路由完成的光信号输入耦合区进行模式复用；路由区(300)，每对应一个模式复用器包括多个单模波导，用于改变经模式复用器解复用后的光信号的路径，并传输到目标信道；以及多个波导交叠区(400)，包括两个多波段双层波导转换区，用于避免交叠，或包括单层波导内逆向设计的波导交叉，用于实现多波段的波导路径交叉。
[0009]根据本公开实施例，所述N个多模波导双向承载信号，具有相同的波导截面，其数量N与路由器的端口数量相同。
[0010]根据本公开实施例，每一个模式复用器均连接N
‑
1个单模波导，每个单模波导的波导截面满足基模要求，用于与其余路由器端口在路由区(300)进行路由，N个模式复用器完全相同。
[0011]根据本公开实施例，每一个模式复用器均包括N
‑
2个耦合区，耦合区包括多模总线波导和单模波导，在耦合区两波导宽度不变或缓变，用于总线波导高阶模式与单模波导基模之间的耦合转换，转换方向取决于光信号传播方向。
[0012]根据本公开实施例，所述路由区300包括多个单模波导，数量为任一单模波导通过连接对应的两个模式复用器而连通路由器的两个端口。
[0013]根据本公开实施例，双层波导转换区由宽度变化的双层波导组成，最小的波导宽度由工艺限制决定，而单层波导内逆向设计的波导交叉，最小特征尺寸由工艺限制决定。
[0014]根据本公开实施例，波导交叠区400中，通过优化路径，最小的交叠单元数量为
[0015]根据本公开实施例，模式复用器200和路由区300及其连接方式一经确定，光信号的I/O映射关系将光信号加载到对应的模式信道，路由器根据路由表被动地将光信号路由至对应的接收端。
[0016]根据本公开实施例，端口数目N能够进行扩展。
[0017](三)有益效果
[0018]从上述技术方案可以看出，本公开多波段路由器至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
[0019](1)最大程度简化拓扑架构；
[0020](2)具有多波段、无阻塞、无功耗、系统稳定、面积小的优点；
[0021](3)不存在自由光谱区且在整个多波段内具有较低损耗，所述多波段路由器能在极大带宽上与波分复用技术兼容；
[0022](4)单元温度稳定性好，工艺容差能力强，此外，所述多波段路由器能够对端口数量进行拓展，以适应多端口、多种网络的路由需求。
附图说明
[0023]图1示意性示出了根据本公开实施例的多波段路由器的示意图；
[0024]图2示意性示出了根据本公开实施例的多波段路由器中模式复用器的示意图；
[0025]图3a示意性示出了根据本公开实施例的多波段路由器中波导交叠区的示意图；
[0026]图3b示意性示出了根据本公开另一实施例的多波段路由器中波导交叠区的示意图。
具体实施方式
[0027]本公开提供了一种多波段路由器，包括：N个输入/输出多模波导，用于传输多模光信号，并根据数据的流向决定其当前作为输入或输出波导；N个模式复用器，包括一个总线波导，N
‑
2个耦合区，N
‑
1个单模波导，用于将总线波导输入的多模光信号分解为N
‑
1个单模波导的单模信号，或将N
‑
1个单模光信号复用为总线波导的多模光信号；若干个波导弯曲，用于改变单模波导的传播路径；若干交叠区，用于实现单模波导不可避免的交叉并达到多波段要求。该路由器结构采用模分复用器的模式选择功能，采用不同模式标识进行路由。该结构对模式复用器和双层波导区进行精确设计，使得该路由器具有多波段、低温度敏感、低
损耗、低串扰的优点。
[0028]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。
[0029]在本公开实施例中，提供一种多波段路由器，结合图1、图2、图3a、图3b所示，所述多波段路由器，包括：
[0030]N个多模波导100，用于传输待路由的多模光信号或路由已完成的多模光信号，N大于2，例如N为3、4、5、6、7或8；
[0031]N个模式复用器200，每个模式复用器(例如201、202、203、20N)连接一个多模波导，用于输入待分解的多模光信号或输出已复用完成的多模光信号；N
‑
2个耦合区，用于将多模波导中的高阶模式耦合到单模波导或将单模波导中的基模耦合为多模波导中的高阶模式；N
‑
1个单模波导，对应连接于每个模式复用器200，用于将经耦合区解复用的光信号输出至路由区300进行路由，或将路由完成的光信号输入耦合区进行模式复用；
[0032]路由区300，每对应一个模式复用器包括多个单模波导，用于改变经模式复用器解复用后的光信号的路径，并传输到目标信道；以及
[0033]多个波导交叠区400，包括两个多波段双层波导转换区，用于避免交叠，或包括单层波导内逆向设计的波导交叉，用于实现多波段的波导路径交叉。
[0034]根据本公开实施例，N个多模波导双向承本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波段路由器，包括：N个多模波导(100)，用于传输待路由的多模光信号或路由已完成的多模光信号，N＞2；N个模式复用器(200)，每个模式复用器连接一个多模波导，用于输入待分解的多模光信号或输出已复用完成的多模光信号；N
‑
2个耦合区，用于将多模波导中的高阶模式耦合到单模波导或将单模波导中的基模耦合为多模波导中的高阶模式；N
‑
1个单模波导，对应连接于每个模式复用器(200)，用于将经耦合区解复用的光信号输出至路由区(300)进行路由，或将路由完成的光信号输入耦合区进行模式复用；路由区(300)，每对应一个模式复用器包括多个单模波导，用于改变经模式复用器解复用后的光信号的路径，并传输到目标信道；以及多个波导交叠区(400)，包括两个多波段双层波导转换区，用于避免交叠，或包括单层波导内逆向设计的波导交叉，用于实现多波段的波导路径交叉。2.根据权利要求1所述的多波段路由器，所述N个多模波导双向承载信号，具有相同的波导截面，其数量N与路由器的端口数量相同。3.根据权利要求1所述的多波段路由器，每一个模式复用器均连接(N
‑
1)个单模波导，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思薇，付鑫，杨林，
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：