[发明专利]光功率分配器

说明书

背景技术

近年来，在高性能计算机系统中用光学组件代替电子组件已受到相当多的关注。另一方面，电子组件可能是设置起来费力的，并且使用传统导线和管脚发送电信号消耗大量功率。此外，扩展电子互连器的带宽正变得越来越难，并且通过电子互连结构发送电信号所需的相对时间量太长，以致难以充分利用由较小和较快的处理器提供的高速性能。另一方面，光学组件提供优于电子组件的许多优势。例如，光纤具有高的带宽，并且光学组件通常提供低的传输损耗，使数据能以显著更低的功耗传输，不受串扰的影响，并且由不受到腐蚀或受外界辐射影响的材料制成。

尽管光通信看起来是电子通信的有吸引力的替代，但是许多现有光学组件不适合于所有类型的光通信。例如，刀片式系统中的服务器刀片之间的全网式光点对点连接看起来是电子互连结构的有吸引力的替代。然而，使用传统光学组件来实现这种系统需要每个刀片具有多个光发射机和光接收机以及高成本的光学组件，这使全网式光点对点连接不切实际。近年来，使用具有光功率分切的多模光纤已经出现作为光点对点连接的潜在更低成本的替代。多模光纤和光功率分配器一般在包括局域网和数据中心互连的短距离系统中使用。然而，典型的光功率分配器在由多模光纤承载的光信号中引入模滤波（mode filtering）。例如，融合多模光纤的耦合器将由单个输入光纤承载的光功率均匀地分配到多个输出光纤内，但是横向光纤模未被均匀地耦合到每个输出光纤内，导致依赖模的损耗或不同的模滤波。结果，大规模计算机系统的制造者、设计者和使用者继续寻求用于光通信的低成本、模保留的光学组件。

附图说明

图1示出示例光功率分配器的侧视图。

图2A至图2B示出示例二维波导阵列和示例一维波导阵列的剖面图。

图3A至图3E示出示例分束器的分解图和等距图。

图4A至图4C示出由光纤承载的光的横向模的三个单独示例。

图5示出光功率分配器的两个相对透镜。

图6示出示例光功率分配器的侧视图。

图7A至图7B示出专用于将光输入至光功率分配器和接收从光功率分配器中输出的光的波导阵列中的波导示例。

图8示出向光功率分配器中输入的光的反射路径和透射路径的示例。

图9示出具有被配置为将光输出到波导阵列中的分束器的示例光功率分配器，每个波导阵列接收具有不同光功率的光。

图10A至图10B示出具有被配置为基于光的波长将光输出到波导阵列中的分束器的示例光功率分配器。

图11示出示例光功率分配器的侧视图。

图12A示出由八个节点构成的示例机架安装的计算机系统的等距图。

图12B示出形成星形光总线的四个光功率分配器的示意图。

图12C示出与图12B中示出的星形光总线的光功率分配器连接的四个波导阵列的示例。

图13A至图13C示出将两个电子开关连接至四个节点的光功率分配器的示例示意图和操作。

具体实施方式

公开了波导阵列光功率分配器，该波导阵列光功率分配器向一维和二维光波导阵列提供光功率分配的紧凑、低成本的实现方式。本文中描述的光功率分配器不引入依赖模的损耗并且大幅保留极化（polarization），使光功率分配器能与多模光源和单模光源一起使用。在下面的描述中，术语“光”指在波长的宽范围内的电磁辐射，包括电磁频谱的紫外部分、可见部分和红外部分。

图1示出示例光功率分配器100的侧视图。分配器100包括分束器102和多个透镜104。在图1的示例中，每个透镜104是具有平整表面的平光凸透镜，该平整表面通过使用透明液体粘合剂或透明粘合膜被附接至波导的末端。波导嵌入在波导阵列106至109内。例如，透镜104附接至嵌入波导阵列107和波导阵列108中的波导110的末端。可替代地，透镜104可以是两面的凸透镜（未示出），每个透镜使用透明液体粘合剂或透明粘合膜被附接至波导的末端。波导阵列106和108分别面向相对、平行的表面112和114，并且波导阵列107和109分别面向相对、平行的表面116和118。