[发明专利]波分复用光交叉连接系统

权利要求书

1.一种波分复用光交叉连接系统，包括硅基光芯片和自动控制装置(105)，其特征在于，所述的硅基光芯片包括M路光输入耦合器(101)、M组N波长波分复用器(102)、N组M×M光开关阵列(103)和M路光输出耦合器(104)，所述的M路光输入耦合器(101)和M组N波长波分复用器(102)的输入端逐一连接，所述的N波长波分复用器(102)的N个波分输出端和对应的N组M×M光开关阵列(103)的指定输入端连接，每个M×M光开关阵列(103)的M个输出端分别和M组N波长波分复用器(102)的指定复用输入端连接，所述的M组N波长波分复用器(102)的输出端和M路光输出耦合器(104)连接以输出信号光，所述的自动控制装置(105)由宽谱激光器模块(3001)、可调滤波模块(3002)、多通道电信号输出模块(3003)、多通道光功率采集模块(3004)、上位机模块(3005)和光开关模块(3006)构成；所述的宽谱激光器模块(3001)的输出端与所述的可调滤波模块(3002)的输入端相连，对宽谱光进行带通滤波，所述可调滤波模块(3002)的输出端通过一个光开关模块(3006)与所有光输入耦合器(101)相连，由路由路径选择算法(5001)控制光开关模块(3006)切换光信号到指定的光输入耦合器(101)，所述多通道光功率采集模块(3004)的输入端与所有M路光输出耦合器(104)的输出端相连，所述的多通道电信号输出模块(3003)的电信号输出端和N波长波分复用器(102)以及M×M光开关阵列(103)的所有电信号输入端连接，所述的上位机模块(3005)分别和所述的宽谱激光器模块(3001)、可调滤波模块(3002)、多通道电信号输出模块(3003)、多通道光功率采集模块(3004)、光开关模块(3006)的通信接口连接。

2.如权利要求1所述的波分复用光交叉连接系统，其特征在于，所述的M路光输入耦合器(101)和输出耦合器(104)采用光栅耦合器结构以垂直耦合的方式，或采用倒锥形模斑转换结构以水平耦合的方式将光信号耦合到片上系统。

3.如权利要求1所述的波分复用光交叉连接系统，其特征在于，所述的N波长波分复用器(102)由N个双微环耦合马赫-曾德尔结构串联而成，即前一级单元的第二输出端和后一级单元的第一输入端依次连接，第一级的第一输入端和第N级第二输出端分别为该波分复用器(102)的光输入端和光输出端；所有级联结构上双环耦合马赫-曾德尔结构的第一输出端为该波分复用器(102)的波分输出端，第二输入端为该波分复用器(102)的复用输入端，所述双微环耦合马赫-曾德尔结构由两个输入波导(1001)、两个微环谐振器(1002)、一个2×2等臂马赫-曾德尔干涉仪(1003)、四个波导移相器(1004)以及两个光输出波导(1005)构成，所述的两个微环谐振器(1002)分别与所述的等臂马赫-曾德尔干涉仪(1003)的两臂耦合，耦合参数相同；所述的波导移相器(1004)中有两个集成在微环谐振器(1002)上，用于调控两微环谐振器(1002)的相位差以改变器件的工作波长和工作状态，所述的波导移相器(1004)中的剩余两个集成在2×2等臂马赫-曾德尔干涉仪(1003)的两臂上，用于调控两臂间的相位差以进一步提高器件的滚降和消光比；所述的波导移相器(1004)采用TiN热电阻或半导体加热器结构，通过热光效应实现波导相移；或采用P-I-N结构，通过载流子色散效应实现波导相移；所述的波导移相器(1004)的电信号输入端与所述的自动控制装置(105)中多通道电信号输出模块(3003)的输出端连接，所述的两个输入波导(1001)和两个输出波导(1005)作为双环耦合马赫-曾德尔结构的两个输入端和两个输出端。