[实用新型]一种基于微环谐振器的五端口无阻塞光学路由器

说明书

本实用新型公开一种基于微环谐振器的五端口无阻塞光学路由器，包括12个微环谐振器、6条光波导、5个输入口、5个输出口和2个终端结点。第一端输入口到第二端输出口为第一光波导；第二端输入口到第一端输出口为第二光波导；第三端输入口到第五端输出口为第三光波导；第五端输入口到第三端输出口为第四光波导；第四端输入口到第一终端结点为第五光波导；第二终端结点到第四端输出口为第六光波导。本实用新型利用微环谐振器对特定波长的谐振特性，将微环谐振器和光波导巧妙组合，实现了五个双向端口的无阻塞路由交换，其不仅精简了光路由器结构，提高了器件的利用率，减小了光路由器的面积，降低了成本，而且降低了插入损耗和能耗，增强了光互连网络的可扩展性。

技术领域

本实用新型涉及光学路由器技术领域，具体涉及一种基于微环谐振器的五端口无阻塞光学路由器。

背景技术

随着半导体技术的发展，单个处理器的集成度显著提高，片上处理器核的数量增加，使得多核处理器的核间传输效率问题成为处理器整体性能的关键问题。怎样将未来的多核系统在降低能耗的同时满足带宽和时延的要求成为目前光电集成领域的重大挑战。随着电互连网络的性能要求越来越高，传统电互联技术的局限性越来越突出，多处理器系统互联网络在传输中对带宽、时延、功耗的要求将不能满足，这成为了现阶段亟待解决的问题。

近年来，硅基光电子学迅速发展，特别是硅基激光器，硅基光电调制器和硅基光探测器等高速器件，推动了片上光互连的发展。光互连技术具有复用能力强，且具有更快的传播速度，更高的带宽，更低的功耗，可与CMOS工艺兼容等优点，这些优点对于解决电互连网络局限性问题具有明显的优势。光交换网络作为片上光互连网络的核心器件，其光交换的性能很大程度上影响着整个光互连网络的性能。

实用新型内容

基于光交换的性能对于光互连网络的性能的影响，本实用新型提供了一种基于微环谐振器的五端口无阻塞光学路由器，其利用12个微环谐振器便实现片上光互连网络架构五个双向端口的自由交换，以降低光交换的插入损耗和结构的复杂度。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于微环谐振器的五端口无阻塞光学路由器，包括12个微环谐振器、6条光波导、5个输入口、5个输出口和2个终端结点。

第一端输入口到第二端输出口为第一光波导；第二端输入口到第一端输出口为第二光波导；第三端输入口到第五端输出口为第三光波导；第五端输入口到第三端输出口为第四光波导；第四端输入口到第一终端结点为第五光波导；第二终端结点到第四端输出口为第六光波导。

第一光波导的第一端输入口与第四光波导的第三输出口通过第九微环谐振器耦合；第一光波导的第一端输入口与第六光波导的第四输出口通过第八微环谐振器耦合；第一光波导的第一端输入口与第三光波导的第五输出口通过第六微环谐振器耦合。

第二光波导的第二端输入口与第四光波导的第三输出口通过第十二微环谐振器耦合；第二光波导的第二端输入口与第六光波导的第四输出口通过第十微环谐振器耦合；第二光波导的第二端输入口与第三光波导的第五输出口通过第四微环谐振器耦合。

第三光波导的第三端输入口与第二光波导的第一输出口通过第十一微环谐振器耦合；第三光波导的第三端输入口与第一光波导的第二输出口通过第六微环谐振器耦合；第三光波导的第三端输入口与第六光波导的第四输出口通过第六微环谐振器和第八微环谐振器耦合。

第四光波导的第五端输入口与第二光波导的第一输出口通过第一微环谐振器耦合；第四光波导的第五端输入口与第一光波导的第二输出口通过第七微环谐振器耦合；第四光波导的第五端输入口与第六光波导的第四输出口通过第二微环谐振器和第八微环谐振器耦合。