[发明专利]基于二维光子晶体的磁控谐振腔开关型ROADM

说明书

本发明公开了一种基于二维光子晶体的磁控谐振腔开关型ROADM，包括二维光子晶体单元，在二维光子晶体单元上设有主波导、下路波导、上路波导、第一磁控谐振腔开关区域、第二磁控谐振腔开关区域、反射微腔，下路波导与上路波导相互平行且同时与主波导相互垂直，第一磁控谐振腔开关区域内、第二磁控谐振腔开关区域内和反射微腔内分别设有一个铁氧磁体缺陷介质柱。本发明在体积小、易于集成的二维光子晶体中引入线缺陷与点缺陷，实现类似谐振腔的功能，由此实现低损耗传输和90％以上的透射率；通过在点缺陷中引入铁氧磁体缺陷介质柱，设计磁控谐振腔型开关，实现DWDM系统C波段与L波段的动态重配置，灵活性高，利于远程动态重构。

技术领域

本发明涉及一种ROADM，尤其涉及一种基于二维光子晶体的磁控谐振腔开关型ROADM。

背景技术

随着物联网、智慧城市、三网融合、云计算等新兴信息技术的兴起，各行各业对高速信息传输的要求越来越高，光传输网作为提供可靠传输的基础，所起的作用越来越大，发展越来越迅速，随之而来的运营成本也越来越高，具体表现为：高频率的出现错综交叉的光传输干线及数量较大的上行/下行节点。因此运营商对光传送骨干网的灵活性、快速调度与分配提出了新的要求。可重构光分插复用器(Reconfigurable Optical Add-DropMultiplexer)即ROADM作为节点关键器件，具有可灵活调度波长业务、可以降低建设光传送骨干网络的成本、减少资源浪费等优异特性，成为光电信息行业研究的重点。

ROADM是一种使用在波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM) 系统中的器件或设备，其作用是通过远程的重新配置，实现波长业务的上传与下载。也就是说，在线路的中间可以根据需要任意指配上下业务的波长，实现业务的灵活调度。

常见的ROADM可分为开关型和调谐型两大类。开关型ROADM主要有“分波器+光开关+合波器”结构和“AWG+光开关”结构两类，对于开关型的ROADM 器件，是先通过分波器将多波长信号分成多个单波长信号，然后通过光开关对单波长信号进行下载和上传。而对于调谐型ROADM器件，其主要是通过调谐滤波器实现波长下载、上传和直通功能。一般采用可调谐滤波器从通信网路的主干网中将多波长信号中所需要的波长信号分离出，然后通过下载端口实现该信号的下载操作，同时也可以从上传端口上传所需波长信号进入主干网。

可调谐ROADM器件又分：波长阻断(Wavelength Blocker.WB)结构的 ROADM(WB-ROADM)，集成平面波导(Integrated Planar Lightwave Circuits， IPLC)结构的ROADM，波长选择开关(Wavelength Selective Switch，WSS)结构的ROADM。

为实现全光网络的高速率、大容量的传输，ROADM一直向着集成化、低损耗、高隔离度、高效耦合方向发展，下面具体介绍：

1、ROADM的集成化：

现有技术将光解复用器、光复用器、衰减器和光开关等器件集成在一个晶片上的集成平面波导型ROADM。如德国Fraunhofer Institute报道的单片集成 ROADM，它由超高折射率差聚合物材料制作而成，整体结构包括四个ROADM 通道、两个数字光开关阵列、两个数字光开关以及两个阵列波导光栅结构，它的插入损耗小于17dB，串扰小于-2dB，芯片大小20mm*30mm。也有基于InP 基单片集成ROADM，它采用双波导集成技术，结构更为紧凑，整个芯片尺寸 10mm*6mm。

2、损耗方面：

有基于WSS结构的ROADM，在此基础上结合PLC技术，实现1*9WSS，信道数39个，信道间隔0.8mm，插入损耗实现小于7.6dB。也有采用LCoS技术的WSS，LCoS一种液晶显示技术，可在一有缘硅片上设计多个单元，并且每个单元都有相应的电控单元，通过调节控制单元的偏执电压实现对各像元单元反射光的控制，其基本结构为1*9WSS，插入损耗小于5dB。