[发明专利]一种同时具备模式和波长选择功能的带宽可调光开关

说明书

本发明公开了一种同时具备波长选择功能和模式选择功能的带宽可调光开关，包括基底、第一缓冲层、第一波导层、第二波导层和第二缓冲层，第一缓冲层覆盖在基底的上表面上，第一波导层覆盖在第一缓冲层的上表面，第二缓冲层覆盖在第一波导层的上表面，第二波导层设置在第一波导层的上表面上且嵌入第二缓冲层内，第二波导层包括9个Y分叉和两个串联耦合微环谐振器阵列，每个Y分叉分别具有主干端口、第一分叉端口和第二分叉端口，每个串联耦合微环谐振器阵列分别由20个带干涉耦合的串联耦合微环谐振器按照5行4列方式排布形成；优点是应用于光网络时，能够灵活且分配信道带宽和动态调度波长与模式，提高带宽的利用率以及光网络整体的传输性能。

技术领域

本发明涉及一种光开关，尤其是涉及一种同时具备模式和波长选择功能的带宽可调光开关。

背景技术

随着新兴的对带宽需求不断增加的应用程序的发展，网络流量正在快速增长，而由于网络传输需求的快速增长，光网络需要进行更新以提高频谱传输速率和传输容量。光通信网络主要向大容量、智能化和IP化三个方向发展，在当前的信息传输需求下，传统的波分复用网络(WDM)虽然在高速传输方面具有较大的优势，但是其波长的通道间隔是固定的，一般为50GHz，这与传输总量日益增加、传输信号速率越来越快的现代通信网络相矛盾，也会造成严重的频谱资源浪费，所以根据业务需求分配频谱资源、打破固定栅格的弹性光网络被提出。与WDM网络相比，弹性光网络具有频谱资源分片、频谱资源聚合、频谱资源弹性可变和支持多速率传输，其中可支持多速率传输是指在同一光平台上可实现不同容量和形式来支持数据传输业务的快速增长，即可实现数据传输在10Gbps到1Tbps之间。与网络信道分配相关的弹性光网络可以有效利用频谱资源，将模式或纤芯用作独立并行数据传输通道的空分复用技术可以进一步扩展数据容量。空分复用技术有两种形式，一种为多个单模波导组成的多芯波导结构，一种为多模波导的模分复用技术，其通过将数据加载到不同的波导或正交模式上，使得单个收发器带宽不变的前提下有效地提高了总传输容量。因此，弹性光网络和空分复用技术的结合为满足日益增长的带宽需求提供了一种可行的解决方案，而可以灵活且独立分配光谱和空间资源的带宽可调模式波长选择光开关被视为组成此类光网络中的关键器件。

近年来，由于与CMOS制造工艺的兼容性，基于SOI平台的带宽可调模式波长选择光开关获得了越来越多的关注。迄今为止，已经报道了许多实现模式波长选择光开关，如已经证明了一种硅基多模1×2开关，它支持由两个波长的两种横向电模式组成的四个传输通道，主干部分由模式复用器、模式解复用器和微环谐振器组成；为了拥有分插功能，有人提出并演示了基于硅基微环谐振器和马赫-增德尔干涉仪的2×2开关阵列组成的模式波长选择光开关，该结构还支持两个模式通道和两个传输通道。但是，上述硅基多模1×2开关和2×2开关阵列组成的模式波长选择光开关均只能输出固定带宽的模式波长信号，带宽的大小不能随传输需求的变化而改变，因此导致带宽的利用率很低。

鉴此，设计一种同时具备模式和波长选择功能的带宽可调光开关，能够灵活且分配信道带宽和动态调度波长与模式，对于提高带宽的利用率以及光网络整体的传输性能有着重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种同时具备波长选择功能和模式选择功能的带宽可调光开关，该光开关应用于光网络时，能够提高带宽的利用率以及光网络整体的传输性能。