[发明专利]光缓存芯片及电子设备

说明书

一种光缓存芯片，应用于集成微波光子学技术领域，包括磷化铟芯片和二氧化硅芯片，磷化铟芯片包括多个光开关，二氧化硅芯片包括多个不同延时量的延时螺旋线波导，多个光开关与多个不同延时量的延时螺旋线波导一一对应连接，磷化铟芯片用于接收光信号，通过控制多个光开关分别一一控制光信号是否经过多个不同延时量的延时螺旋线波导传输，以实现光信号在传输过程中不同的延时组合。本公开还提供了一种电子设备，包含上述光缓存芯片。本公开提供的一种光缓存芯片相比于传统的光缓存器减小了的体积和重量，降低了功耗，通过引入多个不同延时量的二氧化硅波导螺旋线，可以实现不同的延时组合。

技术领域

本公开涉及集成微波光子学技术领域，尤其涉及一种光缓存芯片及电子设备。

背景技术

光作为一种信息载体，现已广泛的应用于网络通信技术中。光缓存器被应用于光网络中，可实现光信号的延时传输，以便对高速传播的光信号进行处理，可用于缓解网络交换节点的数据冲突、网络拥堵等问题。

传统的光缓存器由大量光电、电光转换器及长光纤组成，尽管能实现对携带网络信息的信号的缓存，但是实现光信号和电信号之间的来回转换导致能耗很高，导致信号衰减。且传统的光缓存器是通过堆叠器件和光纤来实现缓存量的增加，会造成光缓存器体积和重量的增加，导致成本增加。另外，传统的光缓存器也比较容易受到外界因素的干扰，稳定性较差。

目前，研究人员利用磷化铟的发光属性和硅的光路由能力将两者整合到单一混合芯片中，作为一种新型的光缓存器，以实现光信号的缓存、缩小缓存器体积以及降低成本。但当前光缓存芯片难以同时实现大延时量和延时量的高速切换。贝尔实验室在二氧化硅芯片上实现了100纳秒大容量，由于其采用热光开关，只能实现延时量的微秒级切换速度。基于绝缘体上硅平台实现的光缓存芯片可以实现延时量的纳秒级切换，但是其切换损耗太高，只能实现10皮秒量级的延时量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种光缓存芯片及电子设备，以解决当前光缓存芯片难以同时实现大延时量和延时量高速切换的问题。

(二)技术方案

本公开的一个方面提供了一种光缓存芯片包括：

磷化铟芯片(100)，包括多个光开关(101，102，103，104)，用于控制光信号的通断；

二氧化硅芯片(200)，包括多个不同延时量的延时螺旋线波导(201，202，203，204)，其中，所述多个不同延时量的延时螺旋线波导(201，202，203，204)与所述多个光开关(101，102，103，104)一一对应连接。

可选的，所述磷化铟芯片(100)还包括：

第一模斑转换器(105)，设置于所述磷化铟芯片(100)的光信号输入端口(107)，用于使所述光信号射入所述磷化铟芯片(100)时耦合；

第二模斑转换器(106)，设置于所述磷化铟芯片(100)的光信号输出端口(109)，用于使所述光信号从所述磷化铟芯片(100)射出时耦合。

可选的，所述第一模斑转换(105)器的数量与所述磷化铟芯片(100)的光信号输入端口(107)的数量相等；

所述第二模斑转换器(106)的数量与所述磷化铟芯片(100)的光信号输出端口(109)的数量相等。

可选的，所述多个光开关(101，102，103，104)依次连接在所述第一模斑转换器(105)和第二模斑转换器(106)之间。

可选的，所述多个光开关(101，102，103，104)的切换速度均为1纳秒。

可选的，所述多个不同延时量的延时螺旋线波导(201，202，203，204)的损耗特征均为1分贝每米。