[發明專利]多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器

在審

• 申請號: 202210277817.8
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114554325A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 趙佳生;郭嘉;何建軍
• 申請（專利權）人: 杭州蘭特普光電子技術有限公司
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04B10/50
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 沈敏強

本發明涉及一種多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器。本發明所采用的技術方案是：一種多波長激光器，具有：NxN的腔內波長路由器，其任意一對輸入輸出端口組合僅在某一個特定波長處有最小的損耗；端口選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸入端一一對應，該光放大器的一端制為高反射或部分反射面，另一端連接腔內波長路由器的輸入端；波長選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸出端一一對應，該光放大器的一端連接腔內波長路由器的輸出端，另一端設置部分反射器；任一端口選擇半導體光放大器的反射面和任一波長選擇半導體光放大器的部分反射器之間形成某一個特定波長的光學諧振腔。

技術領域

本發明涉及一種多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器。適用于半導體光發射路由器技術領域。

背景技術

數據中心網絡流量的快速增長需要更高效的互連方式，目前基于可調諧激光器、無源波長路由器、光開關等已經實現了多種全光互聯網絡架構，具有高帶寬、低成本、低功耗和低延遲等優勢。

現有技術中，一種網絡架構方式是基于可調諧激光發射器和循環波長路由器的分布式光交換網絡，其在每個發送/接收節點放置循環波長路由器作為復用器/解復用器，不需要光-電-光的轉換方式就可以實現不同節點間的直接連接，單個鏈路可以使用N個波長同時傳輸，這樣任意兩個節點之間鏈路的帶寬變為單個通道帶寬的N倍。這種光交換技術其交換速度取決于可調諧激光器波長切換速度，使用載流子等離子體效應的芯片其切換速度可以小于10ns，但是基于電流注入的熱光效應芯片切換速度約為20-100μs量級。

微軟在2020年SIGCOMM會議上以Sirius:A flat datacenter network withnanosecond optical switching.為題介紹了另一種名為Sirius的平面光交換數據中心網絡，它使用了具有納秒切換速度的可調諧激光器和循環陣列波導光柵路由器，可以實現極低延遲的光互聯。但是節點之間只傳輸一個波長，其帶寬受到了限制。而且每個通道的切換都需要多電極控制，使得系統比較復雜，對調度、同步、控制等的算法都有很高要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器。

本發明所采用的技術方案是：一種多波長激光器，其特征在于，具有：

NxN的腔內波長路由器，其任意一對輸入輸出端口組合僅在某一個特定波長處有最小的損耗；

端口選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸入端一一對應，該光放大器的一端制為高反射或部分反射面，另一端連接腔內波長路由器的輸入端；

波長選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸出端一一對應，該光放大器的一端連接腔內波長路由器的輸出端，另一端設置部分反射器；

任一端口選擇半導體光放大器的反射面和任一波長選擇半導體光放大器的部分反射器之間形成某一個特定波長的光學諧振腔。

通過對腔內波長路由器任意一對輸入輸出端口組合對應的端口選擇半導體光放大器和波長選擇半導體光放大器施加電流，從而在相應光學諧振腔的部分反射器端輸出與該輸入輸出端口組合對應的特定波長的激光。

所述腔內波長路由器為循環波長路由器，其N個信道設計的信道間隔為波長路由器整個自由光譜范圍的1/N。

所述腔內波長路由器為循環刻蝕衍射光柵路由器。

所述腔內波長路由器為循環陣列波導光柵路由器。

一種輸出波長和端口均可快速切換的路由器，其特征在于，具有：

內腔激光器，采用所述的多波長激光器；