[发明专利]一种多模式光交换模块

说明书

本发明属于硅基光电子技术领域，具体涉及一种多模式光交换模块,包括若干不同波长的光交换单元，光交换单元之间通过波长路由的方式连接，光交换单元包括输入光波导模块、输出光波导模块、模式解复用模块、模式复用模块和模式交换模块；输入光波导模块用于将光信号发送至模式解复用模块，得到若干不同模式的光信号；模式解复用模块用于将所述若干不同模式的光信号分别发送至模式交换模块，得到交换光信号；模式交换模块用于将所述交换光信号发送至模式复用模块，得到复用光信号；输出光波导模块输出所述复用光信号。本发明实现交换单元中的无阻塞交换，并极大地增加了光信号的数据传输速率。

技术领域

本发明属于硅基光电子技术领域，具体涉及一种多模式光交换模块。

背景技术

随着高性能计算系统的计算能力的提高，单个芯片所集成的处理器核数目不断增加，所需求的片上交换能力不断提升。首先，单个交换单元上的交换能力受限；其次，在现有的电交换单元上提升带宽，通过增加交换芯片的方式会在面积和功耗方面受到限制。

片上光互连有望解决现有的限制，目前基于微环谐振器的2x2基本光交换模块由于面积方面的优势，已经提出很多的设计。然而，基于微环谐振器的基本光交换模块，多采用波分复用的技术来提升带宽。当单个波导中可以传输的波长数目受到限制，基本光交换模块的带宽提升会面临瓶颈。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种多模式光交换模块。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种多模式交换模块，包括若干不同波长的光交换单元，两个所述光交换单元之间通过波长路由的方式连接，

所述光交换单元包括输入光波导模块、输出光波导模块、模式解复用模块、模式复用模块和模式交换模块；

所述输入光波导模块用于将光信号发送至模式解复用模块，得到若干不同模式的光信号；模式解复用模块用于将所述若干不同模式的光信号分别发送至模式交换模块，得到交换光信号；模式交换模块用于将所述交换光信号发送至模式复用模块，得到复用光信号；输出光波导模块输出所述复用光信号。

在本发明的一个实施例中，所述输入光波导模块包括第一输入光波导和第二输入光波导，所述第一输入光波导和第二输入光波导分别将光信号发送至模式解复用模块。

在本发明的一个实施例中，所述输入光波导和所述输出光波导采用多模式光波导结构。

在本发明的一个实施例中，所述模式解复用模块包括第一模式解复用器和第二模式解复用器，所述第一模式解复用器的输入端口与第一输入光波导连接，所述第二模式解复用器的输入端口与第二输入光波导连接；所述第一模式解复用器与第二模式解复用器的输出端口与模式交换模块连接。

在本发明的一个实施例中，所述模式交换模块包括若干单模式交换模块，所述第一模式解复用器DE1的若干输出端分别与所述第一模式解复用器的若干输出端对应的单模式交换模块的第一输入端口连接，所述第二模式解复用器的若干输出端分别与所述第二模式解复用器DE₂的若干输出端对应的单模式交换模块的第二输入端口连接，单模式交换模块的输出端与模式复用模块连接。

在本发明的一个实施例中，所述单模式交换模块包括第一交叉光波导、第二交叉光波导、第一微环谐振器和第二微环谐振器；

所述第一交叉光波导与所述第二交叉光波导交叉连接；所述第一微环谐振器位于所述第一交叉光波导与所述第二交叉光波导的交叉点右上部，第二微环谐振器位于所述交叉点左下部。

在本发明的一个实施例中，所述第一微环谐振器和所述第二微环谐振器的微环半径、有效折射率、谐振波长组和自由光谱距离FSR均相同。