[發明專利]波分復用光交叉連接系統

有效

• 申請號: 202011214231.4
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112291033B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 陸梁軍;高偉;李鑫;周林杰;陳建平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;G02B6/293
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種波分復用光交叉連接系統，包括硅基光芯片和自動控制裝置(105)，其特征在于，所述的硅基光芯片包括M路光輸入耦合器(101)、M組N波長波分復用器(102)、N組M×M光開關陣列(103)和M路光輸出耦合器(104)，所述的M路光輸入耦合器(101)和M組N波長波分復用器(102)的輸入端逐一連接，所述的N波長波分復用器(102)的N個波分輸出端和對應的N組M×M光開關陣列(103)的指定輸入端連接，每個M×M光開關陣列(103)的M個輸出端分別和M組N波長波分復用器(102)的指定復用輸入端連接，所述的M組N波長波分復用器(102)的輸出端和M路光輸出耦合器(104)連接以輸出信號光，所述的自動控制裝置(105)由寬譜激光器模塊(3001)、可調濾波模塊(3002)、多通道電信號輸出模塊(3003)、多通道光功率采集模塊(3004)、上位機模塊(3005)和光開關模塊(3006)構成；所述的寬譜激光器模塊(3001)的輸出端與所述的可調濾波模塊(3002)的輸入端相連，對寬譜光進行帶通濾波，所述可調濾波模塊(3002)的輸出端通過一個光開關模塊(3006)與所有光輸入耦合器(101)相連，由路由路徑選擇算法(5001)控制光開關模塊(3006)切換光信號到指定的光輸入耦合器(101)，所述多通道光功率采集模塊(3004)的輸入端與所有M路光輸出耦合器(104)的輸出端相連，所述的多通道電信號輸出模塊(3003)的電信號輸出端和N波長波分復用器(102)以及M×M光開關陣列(103)的所有電信號輸入端連接，所述的上位機模塊(3005)分別和所述的寬譜激光器模塊(3001)、可調濾波模塊(3002)、多通道電信號輸出模塊(3003)、多通道光功率采集模塊(3004)、光開關模塊(3006)的通信接口連接。

2.如權利要求1所述的波分復用光交叉連接系統，其特征在于，所述的M路光輸入耦合器(101)和輸出耦合器(104)采用光柵耦合器結構以垂直耦合的方式，或采用倒錐形模斑轉換結構以水平耦合的方式將光信號耦合到片上系統。

3.如權利要求1所述的波分復用光交叉連接系統，其特征在于，所述的N波長波分復用器(102)由N個雙微環耦合馬赫-曾德爾結構串聯而成，即前一級單元的第二輸出端和后一級單元的第一輸入端依次連接，第一級的第一輸入端和第N級第二輸出端分別為該波分復用器(102)的光輸入端和光輸出端；所有級聯結構上雙環耦合馬赫-曾德爾結構的第一輸出端為該波分復用器(102)的波分輸出端，第二輸入端為該波分復用器(102)的復用輸入端，所述雙微環耦合馬赫-曾德爾結構由兩個輸入波導(1001)、兩個微環諧振器(1002)、一個2×2等臂馬赫-曾德爾干涉儀(1003)、四個波導移相器(1004)以及兩個光輸出波導(1005)構成，所述的兩個微環諧振器(1002)分別與所述的等臂馬赫-曾德爾干涉儀(1003)的兩臂耦合，耦合參數相同；所述的波導移相器(1004)中有兩個集成在微環諧振器(1002)上，用于調控兩微環諧振器(1002)的相位差以改變器件的工作波長和工作狀態，所述的波導移相器(1004)中的剩余兩個集成在2×2等臂馬赫-曾德爾干涉儀(1003)的兩臂上，用于調控兩臂間的相位差以進一步提高器件的滾降和消光比；所述的波導移相器(1004)采用TiN熱電阻或半導體加熱器結構，通過熱光效應實現波導相移；或采用P-I-N結構，通過載流子色散效應實現波導相移；所述的波導移相器(1004)的電信號輸入端與所述的自動控制裝置(105)中多通道電信號輸出模塊(3003)的輸出端連接，所述的兩個輸入波導(1001)和兩個輸出波導(1005)作為雙環耦合馬赫-曾德爾結構的兩個輸入端和兩個輸出端。