[发明专利]一种兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统

权利要求书

1.一种兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，其特征在于：该兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统包含多模光交换阵列（115），N组波分-模分复用光信号发送与接收系统，还配套有支撑片上系统的外围电路系统、电学数据处理节点（101）和高速数据输入输出电学总线（102），其中，N组波分-模分复用信号发送与接收系统，N为光交换系统所设计的交换端口数，为不小于2的正整数；每组波分-模分复用光信号发送与接收系统包括波长选择性电光调制器阵列（106），模式复用器（107），多模输入波导（108），多模输出波导（109），模式解复用器（110），波长解复用器（111），以及探测器阵列（112）；每组波分-模分复用信号发送与接收系统中：多模输入波导（108）连接模式复用器（107），模式复用器（107）连接波长选择性电光调制器阵列（106），多模输出波导（109）连接模式解复用器（110），模式解复用器（110）连接波长解复用器（111），波长解复用器（111）连接探测器阵列（112），波分-模分复用信号发送与接收系统的多模输入波导（108）和多模输出波导（109）分别连接多模光交换阵列（115）；外围电路系统包括串并信号转换器（103）、调制器驱动电路（104）、跨阻放大器（113）、并串信号转换器（114），其中调制器驱动电路（104）与串并信号转换器（103）和波长选择性电光调制器阵列（106）连接，跨阻放大器（113）与探测器阵列（112）和并串信号转换器（114）连接，并串信号转换器（114）和串并信号转换器（103）分别与高速数据输入输出电学总线（102）连接，高速数据输入输出电学总线（102）与电学数据处理节点（101）连接；激光器（105）产生多波长的激光，在被耦合进入芯片，为整个多模光交换系统提供光源。

2.根据权利要求1所述的兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，其特征在于：每组波分-模分复用信号发送与接收系统中的波长选择性电光调制器阵列（106）均采用微环谐振器构成，其数量为P×Q，其中P为系统中模式通道的数量，Q为系统中波长通道的数量，P，Q均为正整数，数值上相互独立。

3.根据权利要求1或2所述的兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，其特征在于：模式复用器（107）与模式解复用器（110）成对出现，在结构上二者相同，而数据的流向相反，它们均具有平坦的传输特性，在波分复用信号覆盖的波长范围内具有足够的光学带宽。

4.根据权利要求3所述的兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，其特征在于：每组波分-模分复用信号发送与接收系统中的探测器阵列均采用锗-硅探测器，以达到和硅工艺平台的兼容性，其数量为P×Q，与波长选择性电光调制器阵列（106）的数量一一对应。

5.根据权利要求1或4所述的兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，其特征在于：多模光交换阵列（115）具有支持多波长、多模式复用信号的输入输出与交换的特点，并且在信号交换的同时，从每个端口输入与输出的多通道波长-模式混合复用信号是被作为整体发生端口间交换，交换的前后，来自每个端口内的不同通道之间不存在交换。

6.根据权利要求5所述的兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，其特征在于实现波长-模式混合复用信号整体交换的方法为：利用具有大光学带宽特点的模式解复用器与支持单一模式交换的多模光交换阵列，将输入的复用信号先解复用成多个单一模式通道的并行信号，进行交换后，再经过相同结构的模式复用器恢复为原有的混合复用信号。