[发明专利]一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片

权利要求书

1.一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片，其特征在于：包括输入多模波导(1)、模式解复用器(2)、波导交叉(4)、多条单模波导(6)、模式复用器(8)、输出多模波导(9)、信道上传波导(10)和信道下载波导(11)，输入多模波导(1)经模式解复用器(2)与多条单模波导(6)的输入端连接，多条单模波导(6)的输出端经模式复用器(8)与输出多模波导(9)连接，每条单模波导(6)上设有波分结构，波分结构分别与信道上传波导(10)、信道下载波导(11)连接，每条单模波导(6)上的波分结构上方均设有微加热电极，微加热电极和波分结构构成热调谐微环谐振器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片，其特征在于：所述的模式解复用器(2)的各个输出端经各自的第一绝热连接波导(3)与各条单模波导(6)的输入端连接，模式复用器(8)的各个输入端经各自的第二绝热连接波导(7)与各条单模波导(6)的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片，其特征在于：所述的波分结构包括波导交叉(4)、第一单模波导(6a)、第二单模波导(6b)、第三单模波导(6c)和第四单模波导(6d)，第一单模波导(6a)、第二单模波导(6b)的一端分别连接在波导交叉(4)中一条波导的两端，第三单模波导(6c)、第四单模波导(6d)的一端分别连接在波导交叉(4)中另一条波导的两端，第四单模波导(6d)另一端弯曲后和第一单模波导(6a)平行布置，并且在第四单模波导(6d)和第一单模波导(6a)之间布置有微环波导(5a)，微环波导(5a)对称两侧分别与第四单模波导(6d)和第一单模波导(6a)耦合；

所述的微加热电极包括微加热电极连接金属区(12)、微加热电极触电金属区(13)、微加热电极加热金属区(14)，微加热电极加热金属区(14)覆盖在微环波导(5a)上方，用于加热微环波导(5a)，微加热电极加热金属区(14)两端均经微加热电极连接金属区(12)与两个微加热电极触电金属区(13)连接。

4.根据权利要求3所述的一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片，其特征在于：所述的第一单模波导(6a)和第二单模波导(6b)作为单模波导(6)的一部分设置在单模波导(6)中，第三单模波导(6c)、第四单模波导(6d)分别与信道上传波导(10)、信道下载波导(11)连接，按照以下方式实现波长模式插分：

第一单模波导(6a)输入的除谐振波长以外的光信号经波导交叉(4)进入第二单模波导(6b)输出，谐振波长的光信号在经过第一单模波导(6a)和微环波导(5a)之间的第一耦合区(5b)时耦合到微环波导(5a)，然后在经过微环波导(5a)和第四单模波导(6d)之间的第二耦合区(5c)时耦合到第四单模波导(6d)，从第四单模波导(6d)输出到信道下载波导(11)，从而实现谐振波长的信道下载；

信道上传波导(10)输入的除谐振波长以外的光信号经波导交叉(4)进入第四单模波导(6d)并输出到信道下载波导(11)，谐振波长的光信号在经过第四单模波导(6d)和微环波导(5a)之间的第二耦合区(5c)时耦合到微环波导(5a)，接着经微环波导(5a)和第一单模波导(6a)之间的第一耦合区(5b)耦合到第一单模波导(6a)，最后经波导交叉(4)进入第二单模波导(6b)并输出，从而实现谐振波长的信道上传。

5.根据权利要求4所述的一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片，其特征在于：通过调节微加热电极加热金属区(14)对微环波导(5a)的加热调节谐振波长的波长选择。

6.根据权利要求4所述的一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片，其特征在于：所述微加热微环谐振器(5)的第一耦合区(5b)和第二耦合区(5c)均为非对称定向耦合器的耦合区。

7.根据权利要求1所述的一种多波长-多模式的可重构插分复用芯片，其特征在于：所述的模式解复用器(2)与模式复用器(8)结构相同，二者呈镜像对称。