基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构及其控制方法，该结构包括输入/输出波导阵列、平坦通带滤波器构成的波分复用光开关阵列和开关控制单元；控制方法包括通过输入/输出波导阵列耦合多波长信号，通过动态多波长路由策略确定不同波长信号的传播路径，通过片上可重构的平坦通带滤波器将多波长信号解复用，同时将相同目标端口不同波长的信号重新组合，结合光功率测量信号反馈校准光开关阵列，实现多波长高速信号的全自动、低损耗、低串扰交换。本发明专利技术能有效减少片上波分复用光开关阵列的复杂程度以及控制系统的功耗，并提高芯片的带宽密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成光子，特别涉及一种基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构及其控制方法。

技术介绍

1、随着大数据、人工智能、云计算等技术的发展，数据中心内部数据交换量激增，使得传统电互联面临高功耗、高延迟和带宽限制的问题。同时，源于传统冯·诺依曼架构的固有缺陷，新的“内存墙”、“功耗墙”已经成为制约高性能计算和ai芯片性能提升的两大核心瓶颈，急需使用新技术、新架构进一步提高系统算力。

2、相比电互联，基于光波导结构设计的集成光互联技术具有宽频带、低延迟、低传输损耗等特性，可以突破电互连框架下带宽、能耗的限制，进一步扩大计算系统的规模。作为集成光互连系统的重要组成部分，集成光交换技术需要采用低损耗、低串扰的集成光子器件，尽可能提高系统的带宽密度。其中，集成波分复用光交换技术基于集成光波分复用器、集成光波分解复用器以及光交换阵列，能有效扩展光交换芯片的带宽密度，在集成光互连领域具有相当广阔的发展前景。

3、然而在波分复用光开关阵列中，集成波分复用器和解复用器性能并未得到充分的利用。相比可重构性，系统往往对器件损耗、串扰抑制的功能更加关本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构，其特征在于，所述交换单元采用微环辅助马赫曾德尔干涉器结构，以实现高平坦度带通滤波，所述交换单元的3-dB带宽为0.8 nm的倍数，且不小于1.6 nm；通带平坦度要求满足1-dB带宽不小于3-dB带宽的80%。

3.根据权利要求1所述的基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构，其特征在于，所述交换单元的N×N波分复用光开关阵列的端口数N为任意的2的正整数幂，2×2交换单元互连构成由K个N×N蝶形互联结构级联成的多级互联网络，K等于单端口复用的...

【技术特征摘要】

1.基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构，其特征在于，所述交换单元采用微环辅助马赫曾德尔干涉器结构，以实现高平坦度带通滤波，所述交换单元的3-db带宽为0.8 nm的倍数，且不小于1.6 nm；通带平坦度要求满足1-db带宽不小于3-db带宽的80%。

3.根据权利要求1所述的基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构，其特征在于，所述交换单元的n×n波分复用光开关阵列的端口数n为任意的2的正整数幂，2×2交换单元互连构成由k个n×n蝶形互联结构级联成的多级互联网络，k等于单端口复用的波长数，其中至少包含两个背靠背的蝶形互联结构构成的benes网络；每一级蝶形互联结构中包含log2n层2×2交换单元，单层交换单元数量固定为n/2；级联的蝶形互联结构端口之间用单模波导连接。

4.根据权利要求1所述的基于平坦通带滤波器阵列的片上光交换结构，其特征在于，所述开关控制单元通过为集成在开光阵列上的热相移器或电相移器提供稳定的电压，以实现交换单元的校准和状...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曰海，梁启燊，杨建义，
申请(专利权)人：浙江大学宁波国际科创中心，
类型：发明
国别省市：