[實(shí)用新型]一種濾波器和輸入通道級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)頻譜均勻的AWG路由器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820764582.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208351042U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王書(shū)新;郎婷婷;何建軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/12
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/12;G02B6/293;H04Q11/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種濾波器和輸入通道級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)頻譜均勻的AWG路由器。自由光譜范圍大于陣列波導(dǎo)光柵2×N倍通道波長(zhǎng)間隔，陣列波導(dǎo)光柵具有2N?1個(gè)輸入輸出通道，陣列波導(dǎo)光柵中心輸入端口經(jīng)AWG輸入波導(dǎo)和濾波輸入波導(dǎo)連接；其他輸入端口中將第n個(gè)輸入端口和第N+n個(gè)輸入端口成一組輸入端口，并分別經(jīng)AWG輸入波導(dǎo)連接到同一濾波器的輸出端，N?1個(gè)濾波器輸入端分別和其余N?1個(gè)濾波輸入波導(dǎo)連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)輸出頻譜插入損耗損均勻的陣列波導(dǎo)光柵路由器可以有效減少所有輸出通道的插入損耗差異，有效減少自由光譜范圍要求和衍射級(jí)次為整數(shù)兩者無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)而引起的嚴(yán)重的輸出波長(zhǎng)頻率偏差，具有制作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種陣列波導(dǎo)光柵(AWG)光波長(zhǎng)路由器，具體涉及一種濾波器和輸入通道級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)頻譜均勻的AWG路由器。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝的最小特征尺寸按照摩爾定律持續(xù)減小，芯片集成度越來(lái)越高，各個(gè)晶體管間的數(shù)據(jù)交換速度將無(wú)法跟上其本身的數(shù)據(jù)處理速度，基于金屬傳導(dǎo)的電互連技術(shù)正面臨不可逾越的“電子瓶頸”。與電互連相比，光互連(Optical Interconnect)以光子為信息載體，具有超高帶寬、超快傳輸速率、抗電磁干擾和低能耗等優(yōu)勢(shì)，將引發(fā)新一輪的信息產(chǎn)業(yè)革命。

硅基光互連技術(shù)具有功耗低、與半導(dǎo)體CMOS工藝兼容、可集成、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)片間和片上光互連的理想平臺(tái)。光波長(zhǎng)路由器可以實(shí)現(xiàn)光節(jié)點(diǎn)上/ 下行波長(zhǎng)的智能分配，高速無(wú)阻塞光域的選路交換，保證透明傳輸，是光互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心器件之一。

光波長(zhǎng)路由器可以用環(huán)形共振器(Ring resonator)，蝕刻衍射光柵(EDG) 等方式實(shí)現(xiàn)。但考慮較多波長(zhǎng)信道和制作要求時(shí)，陣列波導(dǎo)光柵(AWG)是光波長(zhǎng)路由器的最佳選擇之一。AWG具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于集成、性能優(yōu)良和可靠性高等眾多優(yōu)點(diǎn)。由N×N型陣列波導(dǎo)光柵(AWG)構(gòu)成的光波長(zhǎng)路由器正成為研究熱點(diǎn)。

對(duì)于普通的陣列波導(dǎo)光柵光波長(zhǎng)路由器，其中心波長(zhǎng)由光柵方程 n_cΔL＝mλ_c(式1)決定，其中，n_c是陣列波導(dǎo)的有效折射率，ΔL是相鄰陣列波導(dǎo)在陣列波導(dǎo)區(qū)的長(zhǎng)度差，m是衍射級(jí)次，λ_c是中心波長(zhǎng)。其自由光譜范圍表示為其中，N_c是陣列波導(dǎo)的群折射率。在N×N的光波長(zhǎng)路由應(yīng)用中，要求AWG的FSR正好是通道間隔的N倍，而衍射級(jí)次m又必須是整數(shù)。一般兩個(gè)等式無(wú)法同時(shí)滿足。只能通過(guò)公式(2)求得陣列波導(dǎo)長(zhǎng)度差在代入公式(1)得到的衍射級(jí)次m就近取整。那么根據(jù)整數(shù)m再反推回的FSR就和實(shí)際要求的存在偏差，引起比較嚴(yán)重的頻率偏差現(xiàn)象。同時(shí)在這種情況下，除了中心通道以外，其余輸入通道的輸出頻譜需要用到衍射級(jí)次為m-1或者m+1的頻譜，由于能量主要分布在m衍射級(jí)次，不同衍射級(jí)次的能量分布會(huì)有比較大的差異，于是光波長(zhǎng)路由器面臨一個(gè)自由光譜范圍內(nèi)信道插入損耗不均勻的實(shí)現(xiàn)困難。具體表現(xiàn)為，對(duì)于一個(gè)輸入通道來(lái)說(shuō)，所有輸出通道頻譜的插入損耗差異有至少3dB，而對(duì)于所有輸入通道對(duì)應(yīng)的輸出頻譜來(lái)說(shuō)，損耗差異至少為6dB。