CN108702235B - 一种分段式微环谐振腔级联装置 - Google Patents

Abstract

一种分段式微环谐振腔级联装置，包括L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括滤波模块和微环谐振腔组，滤波模块的第一端口与微环谐振腔组的输入端连接，第K段的微环谐振腔组的输出端与第K－1段的滤波模块的第四端口连接，梳妆谱光源发出的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，滤波模块选出第K段的子波带，经滤波模块的第一端口输入到微环谐振腔组的输入端进行调整并合波。通过上述分段式微环谐振腔级联装置进行调制和合波，可以保证子波带中的每个载波都可以通过该段中的微环谐振腔实现有效调制，解决了当梳妆谱光源的带宽大于微环谐振腔的自由光谱范围，超出自由光谱范围的载波资源被浪费的问题。

Description

一种分段式微环谐振腔级联装置

技术领域

本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种分段式微环谐振腔级联装置。

背景技术

随着数据中心业务量的不断提升，其规模不断变大。数据中心内部互连距离达到2km，而数据中心之间的传输距离达到100km，单个光接口的数据率可达Tbit/s。数据中心架构由传统的三层南北互连转变为基于叶脊结构的东西互连。这种新型互连架构提出了如下要求：1)更大的光互连接口流量；2)更低的光模块功耗、尺寸以及成本；3)更低的网络延迟。

针对以上需求，梳状谱光源(Comb source)激光器+级联微环谐振腔(Microringresonator series)的光模块被提出。该架构利用单个激光器输出多波长特性、以及微环独有的合分波、调制双重功能，具有Gbps至Tbps的流量Scalability，并降低光模块功耗，尺寸及成本。

宽带梳状谱光源具有多个载波，每个载波的波长与微环谐振腔串中的微环一一对应。如图1所示，发射端级联的每个微环调制器完成其中一个载波上的调制，并自动合波(Mux)通过光纤传输至接收端。在接收端，每个载波通过相应的一个微环实现分波(Demux)。微环谐振腔的谐振波长具有周期性，每相邻的两个谐振波长之间的间隔被称为自由光谱范围(FSR，Free Spectral Range)，FSR的大小与微环的直径成反比。为保证较高的调制效率以及较低的插损，微环的直径不能太小，通常为十几个微米，对应的FSR约为10nm。当宽带梳状谱的带宽大于FSR时，超出FSR的载波将被同一个微环的相邻谐振波长调制上同样的数据，造成载波资源的浪费。例如图2所示，子波带的宽度与微环FSR相同，子波带1内的6个谐振波长来自6个微环，而子波带2内6个谐振波长来自相同的6个微环。因此，当梳妆谱光源有12个载波输入时，位于子波带1的6个载波上调制的数据与位于子波带2的6个载波上调制的数据将完全相同，浪费一半的载波资源。

发明内容

本发明实施例提供一种分段式微环谐振腔级联装置，用以解决当梳妆谱的带宽大于微环FSR时，超出FSR的载波资源被浪费的问题。

第一方面，提供的一种分段式微环谐振腔级联装置，包括：L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块和一个微环谐振腔组，滤波模块的第一端口与微环谐振腔组的输入端连接；

L段微环谐振腔级联设备中第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口连接，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输出端与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第四端口连接；第一段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输出端为分段式微环谐振腔级联装置的输出端，用于输出各子波带的合波；第一段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与梳妆谱光源连接；

其中，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块，用于在梳妆谱光源发出的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，选出第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第一端口输入到第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输入端进行调制并合波；

其中，第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带的宽度小于等于第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组中任一微环谐振腔的自由光谱范围，每段微环谐振腔级联设备对应的子波带不同，各段微环谐振腔级联设备对应的子波带组合后覆盖梳妆谱光源发出的载波的带宽，L为大于2的正整数，K为大于1的正整数，L大于等于K。

通过上述分段式微环谐振腔级联装置进行调制和合波，可以保证子波带中的每个载波都可以通过该段中的微环谐振腔实现有效调制，解决了当梳妆谱光源的带宽大于微环谐振腔的自由光谱范围，超出自由光谱范围的载波资源被浪费的问题。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，滤波模块为光栅辅助定向耦合器。

通过光栅辅助定向耦合器代替滤波模块，可以快速的选出每段微环谐振腔级联设备对应的子波带。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，滤波模块包括光栅、第一环形器和第二环形器；

光栅包括第一端口和第二端口，第一环形器包括第一端口、第二端口、第三端口，第二环形器包括第一端口、第二端口、第三端口；

光栅的第一端口与滤波模块的第三端口连接，光栅的第二端口与第一环形器的第二端口连接；

第一环形器的第一端口与第二环形器的第三端口连接，第一环形器的第三端口与滤波模块的第一端口连接；

第二环形器的第一端口与滤波模块的第四端口连接，第二环形器的第二端口与滤波模块的第二端口连接。

通过光栅和两个环形器的结合代替滤波模块，可以快速的选出每段微环谐振腔级联设备对应的子波带。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，第L段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口和第四端口连接有光吸收装置，用于吸收剩余的光载波。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，微环谐振腔组由M个微环谐振腔串联组成，其中，M小于或等于微环谐振腔组的自由光谱范围所容纳的微环谐振峰的个数。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，微环谐振腔作为电光调制器使用。

第二方面，提供一种分段式微环谐振腔级联装置，包括L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块和一个微环谐振腔组，滤波模块的第一端口与微环谐振腔组的输入端连接；

L段微环谐振腔级联设备中第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口连接；第一段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与光纤连接；

其中，光纤传输的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块选出第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第一端口输入到第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输入端进行滤波和输出；

其中，第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带的宽度小于等于第K段微环谐振腔级联设备对应的微环谐振腔组中任一微环谐振腔的自由光谱范围，每段微环谐振腔级联设备对应的子波带不同，各段微环谐振腔级联设备对应的子波带组合后覆盖光纤传输的载波的带宽，L和K为大于0的正整数，L大于等于K。

通过上述分段式微环谐振腔级联装置进行滤波和输出，可以保证子波带中的每个载波都可以通过该段中的微环谐振腔实现有效滤波，解决了当梳妆谱光源的带宽大于微环谐振腔的自由光谱范围，超出自由光谱范围的载波资源被浪费的问题。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，滤波模块为光栅辅助定向耦合器。

通过光栅辅助定向耦合器代替滤波模块，可以快速的选出每段微环谐振腔级联设备对应的子波带。

结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，滤波模块包括光栅、第一环形器和第二环形器；

光栅包括第一端口和第二端口，第一环形器包括第一端口、第二端口、第三端口，第二环形器包括第一端口、第二端口、第三端口；

光栅的第一端口与滤波模块的第三端口连接，光栅的第二端口与第一环形器的第二端口连接；

第一环形器的第一端口与第二环形器的第三端口连接，第一环形器的第三端口与滤波模块的第一端口连接；

第二环形器的第一端口与滤波模块的第四端口连接，第二环形器的第二端口与滤波模块的第二端口连接。

通过光栅和两个环形器的结合代替滤波模块，可以快速的选出每段微环谐振腔级联设备对应的子波带。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组中每个微环谐振腔的第一输出端为微环谐振腔组的输出端，用于输出经过每个微环谐振腔滤波后的载波。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，微环谐振腔组由M个微环谐振腔组成，其中，第一个微环谐振腔的输入端为微环谐振腔组的输入端，第j个微环谐振腔的输入端与第j-1个微环谐振腔的第二输出端连接，M小于或等于微环谐振腔组的自由光谱范围所容纳的微环谐振峰的个数，j为大于1的正整数，M大于等于j。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，微环谐振腔作为可调滤波器使用。

本发明实施例提供的分段式微环谐振腔级联装置，包括L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块和一个微环谐振腔组，滤波模块的第一端口与微环谐振腔组的输入端连接，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口连接，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输出端与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第四端口连接，其中，梳妆谱光源发出的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块选出第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经滤波模块的第一端口输入到第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输入端进行调整并合波。通过上述分段式微环谐振腔级联装置进行调制和合波，可以保证子波带中的每个载波都可以通过该段中的微环谐振腔实现有效调制，解决了当梳妆谱光源的带宽大于微环谐振腔的自由光谱范围，超出自由光谱范围的载波资源被浪费的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。

图1为现有技术中提供的一种微环谐振腔级联装置的示意图；

图2为现有技术中提供的一种载波调制的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种系统架构的示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种分段式微环谐振腔级联装置的示意图；

图5为本发明实施例中提供的第K段微环谐振腔级联设备的示意图；

图6为本发明实施例中提供的一种GADC的装置示意图；

图7为本发明实施例中提供的第K段微环谐振腔级联设备的示意图；

图8为本发明实施例中提供的一种分段式微环谐振腔级联装置的示意图；

图9为本发明实施例中提供的一种滤波模块的示意图；

图10为本发明实施例中提供的一种分段式微环谐振腔级联装置的示意图；

图11为本发明实施例中提供的第K段微环谐振腔级联设备的示意图；

图12为本发明实施例中提供的一种微环谐振腔的装置示意图；

图13为本发明实施例中提供的一种微环谐振腔组的装置示意图；

图14为本发明实施例中提供的第K段微环谐振腔级联设备的示意图；

图15为本发明实施例中提供的一种分段式微环谐振腔级联装置的示意图；

图16为本发明实施例中提供的一种滤波模块的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步地详细描述。

图3示出了本发明实施例提供的一种系统架构，该系统架构包括激光器301、发射机302、接收机303。激光器通过光纤与发射机相连，用于为该发射机提供光源，发射机通过光纤与接收机相连，发射机中级联的每个微环谐振腔完成其中一个载波上的调制之后，自动合波通过光纤发送到接收机，接收机再通过相应的微环谐振腔实现分波，并输入到PD进行光电转换。

本发明实施例提供的分段式微环谐振腔级联装置位于上述发射机或接收机，基于上述描述，图4示出了本发明实施例提供的一种分段式微环谐振腔级联装置，该级联装置可以位于发射端。

如图4所示，该级联装置具体包括：

L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块401和一个微环谐振腔组402，该滤波模块401的第一端口与微环谐振腔组402的输入端连接。

在上述L段微环谐振腔级联设备中，如图5所示，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401的第二端口与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401的第三端口连接，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组402的输出端与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401的第四端口连接，第K段的滤波模块401的第一端口与第K段的微环谐振腔组402的输入端连接，其中，L为大于0的正整数，K为大于1的正整数，L大于等于K。

在进行光通信时，梳妆谱光源发出的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401选出该第K段微环谐振腔级联设备对应子波带，经该第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401的第一端口输入到该第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组402的输入端进行调制并合波。

具体的，当K＝1时，第一段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401的第二端口与梳妆谱光源连接，梳妆谱光源发出N个载波，该N个载波被分为L个子波带，微环谐振腔串被分为L个微环谐振腔组402，每一组微环谐振腔对应一个子波带。梳妆谱光源发出的L个子波带，经过第一段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401的第二端口进入到该分段式微环谐振腔级联装置，此时该L个子波带经过第一段的滤波模块401之后，会将第一个子载波选出来，该第一子波带经过该第一段的滤波模块401的第一端口进入到该第一段的微环谐振腔组402中。

在本发明实施例中子波带的宽度小于等于微环谐振腔组402中任一微环谐振腔的自由光谱范围，每段微环谐振腔级联设备对应的子波带不同，各段微环谐振腔级联设备对应的子波带组合后覆盖梳妆谱光源发出的载波的带宽。通过上述分段式微环谐振腔级联装置进行调制和合波，可以保证子波带中的每个载波都可以通过该段中的微环谐振腔实现有效调制，解决了当梳妆谱光源的带宽大于微环谐振腔的自由光谱范围，超出自由光谱范围的载波资源被浪费的问题。

上述微环谐振腔组402是由M个微环谐振腔串联组成，如图5所示，图5中的M个微环谐振腔串联，第一个微环谐振腔的输入端与滤波模块401的第一端口连接，第一个微环谐振腔的输出端与第二个微环谐振腔的输入端连接，第二个微环谐振腔的输出端与第三个微环谐振腔的输入端连接，依次类推，第M个微环谐振腔的输出端与滤波模块401的第四端口连接。其中，M小于或等于微环谐振腔组402的自由光谱范围所容纳的微环谐振峰的个数。

为了使得本发明实施例中分段式微环谐振腔级联装置能够实现载波输出，第一段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组402的输出端为本发明实施例中分段式微环谐振腔级联装置的输出端。也就是说，第一子波带经过该第一段的滤波模块401的第一端口进入到该第一段的微环谐振腔组402中进行调整并合波之后，将合波通过该第一段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组402的输出端进行输出。而后续第二段、第三段一直到第L段的微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组402的输出端都各自经过其前一段的微环谐振腔级联设备之后传输到第一段的微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组402的输出端。

优选地，上述第L段微环谐振腔级联设备中的滤波模块401的第三端口和第四端口连接有光吸收装置，用于吸收剩余的光载波，以免形成反射噪声。

为了更好的实现本发明的技术方案，上述滤波模块401可以为GADC(Gratingassisted Directional Coupler，光栅辅助定向耦合器)。如图6所示，该GADC是具有两根波导的布拉格光栅装置，包括有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，该GADC的第一端口为Drop(下波)端口，第二端口为Input(输入)端口，第三端口为Through(导通)端口，第四端口为Add(累加)端口。

如图7所示，第K段的GADC的第一端口连接第K段的微环谐振腔组402的输入端，第K段的GADC的第二端口连接第K-1段的GADC的第三端口，第K段的微环谐振腔组402的输出端连接第K-1段的GADC的第四端口，依次类推。也就是说，第K段的GADC的Drop端口连接第K段的微环谐振腔组402的输入端，第K段的GADC的Input端口连接第K-1段的GADC的Through端口，第K段的微环谐振腔组402的输出端连接第K-1段的GADC的Add端口。图8为使用GADC替代滤波模块401的分段式微环谐振腔级联装置。

在本发明实施例中，不同的GADC对应不同的子波带，每个GADC对应的子波带在Drop端口下波，在Through端口被阻止。梳妆谱光源经过GADC-1后，Drop端滤出子波带1(包含载波1～M)，输入到微环谐振腔组4021～M分别进行调制并合波。子波带的宽度与微环谐振腔的自由光谱范围相匹配。剩余的载波从Through端继续传到GADC-2，Drop端滤出子波带2(包含载波M+1～2M)，输入到下一个微环谐振腔组4021～M进行调制，接入GADC-1的Add端口完成合波。以此类推，GADC-L在Drop端滤出子波带L，最终完成N个载波的完全调制与合波(N＝L*M)，并从最终的第一段的微环谐振腔组402的输出端输出。

以分段式微环谐振腔级联装置的第K段为例，微环谐振腔组402的输入端与GADC K的Drop端相连，输出端与上一级GADC K-1的Add端相连。GADC K的Input端口与上一级GADCK-1的Through端相连。子波带K从上一级GADC K-1的Through端输出，进入GADC K的Input端口。子波带K中的M个载波在Drop端下波并输入到相应的M个微环谐振腔中各自完成调制并合波，然后从GADC K-1的Add端口输出。需要指出的是，子波带K中调制后的载波会直接从最终的第一段的微环谐振腔组402的输出端输出，不会被其他子段的微环谐振腔再调制，也不会被其他GADC阻断。

为了更好的实现本发明的技术方案，上述滤波模块401可以包括光栅、第一环形器和第二环形器。如图9所示，该光栅包括第一端口和第二端口，该第一环形器包括第一端口、第二端口、第三端口，该第二环形器包括第一端口、第二端口、第三端口。该光栅的第一端口为该滤波模块401的第三端口，该光栅的第二端口与该第一环形器的第二端口连接，该第一环形器的第一端口与该第二环形器的第三端口连接，该第一环形器的第三端口为该滤波模块401的第一端口，该第二环形器的第一端口为该滤波模块401的第四端口，该第二环形器的第二端口为该滤波模块401的第二端口。

在本发明实施例中，只是在每一段微环谐振腔级联设备中滤波模块401被光栅和两个环形器替代。分段式微环谐振腔级联装置的每个子段由光栅、2个环形器和微环谐振腔组402组成。比如，滤波模块401包括两个三口环形器，分别为环形器a和环形器b，环形器a包括1端口、2端口、3端口等三个端口，环形器b包括1端口、2端口、3端口等三个端口。微环谐振腔组402的输入端与环形器a的3端口相连，微环谐振腔组402的输出端与环形器b的1端口相连。环形器a的1端口与环形器b的3端口相连。在工作时：子波带K从上一段的微环谐振腔级联设备的环形器b的3端进入第K段的环形器a的1端口，经第K段的环形器a的2端口进入光栅K完成子波带K中M个载波的滤波，反射后从第K段的环形器a的3端口下波，输入到微环谐振腔组402中依次完成调制与和合波，并接入第K段的环形器b的1端口输出。其中的环形器和光栅可以是基于光纤的器件，也可以与级联的微环谐振腔单片集成。

在本发明实施例中，每一段中的微环谐振腔组402中的微环谐振腔可以作为电光调制器使用，通过该微环谐振腔可以调制载波。

本发明实施例提供的分段式微环谐振腔级联装置，包括L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块和一个微环谐振腔组，滤波模块的第一端口与微环谐振腔组的输入端连接，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口连接，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输出端与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第四端口连接，其中，梳妆谱光源发出的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块选出第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经滤波模块的第一端口输入到第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输入端进行调整并合波。通过上述分段式微环谐振腔级联装置进行调制和合波，可以保证子波带中的每个载波都可以通过该段中的微环谐振腔实现有效调制，解决了当梳妆谱光源的带宽大于微环谐振腔的自由光谱范围，超出自由光谱范围的载波资源被浪费的问题。

基于相同的技术构思，图10示出了本发明实施例提供的一种分段式微环谐振腔级联装置，该级联装置可以位于接收端。

如图10所示，该级联装置具体包括：

L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块1001和一个微环谐振腔组1002，该滤波模块1001的第一端口与该微环谐振腔组1002的输入端连接。

在本发明实施例中，如图11所示，该第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块1001的滤波模块1001的第一端口与该第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组1002的输入端，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块1001的第二端口与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块1001的第三端口连接。

在本发明实施例中每个微环谐振腔的装置如图12所示，包含有两根波导，载波从输入端进入后经过滤波从第一输出端输出，剩余载波经过第二输出端进入后续的微环谐振腔。结合图12和图13所示，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组1002中每个微环谐振腔的第一输出端为微环谐振腔组1002的输出端，用于输出经过每个微环谐振腔滤波后的载波。微环谐振腔组1002由M个微环谐振腔组1002成，其中，第一个微环谐振腔的输入端为微环谐振腔组1002的输入端，第j个微环谐振腔的输入端与第j-1个微环谐振腔的第二输出端连接，M小于或等于微环谐振腔组1002的自由光谱范围所容纳的微环谐振峰的个数，j为大于1的正整数，M大于等于j。第一段微环谐振腔级联设备中的滤波模块1001的第二端口与光纤连接。微环谐振腔可以做为可调滤波器使用。

在本发明实施例中，光纤传输的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块1001选出第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块1001的第一端口输入到第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组1002的输入端进行滤波和输出。其中，子波带的宽度小于等于微环谐振腔组1002中任一微环谐振腔的自由光谱范围，每段微环谐振腔级联设备对应的子波带不同，各段微环谐振腔级联设备对应的子波带组合后覆盖光纤传输的载波的带宽，L和K为大于0的正整数，L大于等于K。

为了更好的实现本发明的技术方案，上述滤波模块1001可以为GADC。如图6所示，该GADC是具有两根波导的布拉格光栅装置，包括有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，该GADC的第一端口为Drop端口，第二端口为Input端口，第三端口为Through端口，第四端口为Add端口。

如图14所示，第K段的GADC的第一端口连接第K段的微环谐振腔组1002的输入端，第K段的GADC的第二端口连接第K-1段的GADC的第三端口，依次类推。也就是说，第K段的GADC的Drop端口连接第K段的微环谐振腔组1002的输入端，第K段的GADC的Input端口连接第K-1段的GADC的Through端口。图15为使用GADC替代滤波模块1001的分段式微环谐振腔级联装置。

在本发明实施例中，不同的GADC对应不同的子波带，每个GADC对应的子波带在Drop端口下波，在Through端口被阻止。光纤传输的载波经过GADC-1后，Drop端口滤出子波带1(包含载波1～M)，输入到微环谐振腔组10021～M分别进行滤波和输出。子波带的宽度与微环谐振腔的自由光谱范围相匹配。剩余的载波从Through端口继续传到GADC-2，Drop端口滤出子波带2(包含载波M+1～2M)，输入到下一个微环谐振腔组10021～M进行滤波和输出。以此类推，GADC-L在Drop端口滤出子波带L，最终完成N个载波的滤波。

以分段式微环谐振腔级联装置的第K段为例，微环谐振腔组1002的输入端与GADCK的Drop端口相连。GADC K的Input端口与GADC K-1的Through端口相连。子波带K从GADC K-1的Through端口输出，进入GADC K的Input端口。子波带K中的M个载波在Drop端口下波并输入到相应的M个微环谐振腔中各自完成滤波和输出。

为了更好的实现本发明的技术方案，上述滤波模块1001可以包括光栅、第一环形器和第二环形器。如图16所示，该光栅包括第一端口和第二端口，该第一环形器包括第一端口、第二端口、第三端口，该第二环形器包括第一端口、第二端口、第三端口。该光栅的第一端口为滤波模块1001的第三端口，光栅的第二端口与第一环形器的第二端口连接，第一环形器的第一端口与第二环形器的第三端口连接，第一环形器的第三端口为滤波模块1001的第一端口，第二环形器的第一端口为滤波模块1001的第四端口，第二环形器的第二端口为滤波模块1001的第二端口。

在本发明实施例中，只是在每一段微环谐振腔级联设备中滤波模块1001被光栅和两个环形器替代。分段式微环谐振腔级联装置的每个子段由光栅、2个环形器和微环谐振腔组1002组成。比如，滤波模块1001包括两个三口环形器，分别为环形器a和环形器b，环形器a包括1端口、2端口、3端口等三个端口，环形器b包括1端口、2端口、3端口等三个端口。微环谐振腔组1002的输入端与环形器a的3端口相连。环形器a的1端口与环形器b的3端口相连。在工作时：子波带K从上一段的微环谐振腔级联设备的环形器b的3端进入第K段的环形器a的1端口，经第K段的环形器a的2端口进入光栅K完成子波带K中M个载波的选波，反射后从第K段的环形器a的3端口下波，输入到微环谐振腔组1002中依次完成滤波和输出。其中的环形器和光栅可以是基于光纤的器件，也可以与级联的微环谐振腔单片集成。

在本发明实施例中，微环谐振腔可以作为可调滤波器使用，通过该微环谐振腔可以进行滤波。

本发明实施例提供的分段式微环谐振腔级联装置，包括L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块和一个微环谐振腔组，滤波模块的第一端口与微环谐振腔组的输入端连接，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与第K-1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口连接，其中，光纤传输的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块选出第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经滤波模块的第一端口输入到第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输入端进行滤波和输出。通过上述分段式微环谐振腔级联装置进行滤波和输出，可以保证子波带中的每个载波都可以通过该段中的微环谐振腔实现有效滤波，解决了当梳妆谱光源的带宽大于微环谐振腔的自由光谱范围，超出自由光谱范围的载波资源被浪费的问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，包括L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块和一个微环谐振腔组，所述滤波模块的第一端口与所述微环谐振腔组的输入端连接；

所述L段微环谐振腔级联设备中第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与第K－1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口连接，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输出端与所述第K－1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第四端口连接；第一段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输出端为所述分段式微环谐振腔级联装置的输出端，用于输出各子波带的合波；第一段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与梳状谱光源连接；

其中，所述第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块，用于在梳状谱光源发出的载波经过所述第K段微环谐振腔级联设备时，选出所述第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经所述第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第一端口输入到所述第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输入端进行调制并合波；

其中，所述第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带的宽度小于等于所述第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组中任一微环谐振腔的自由光谱范围，每段所述微环谐振腔级联设备对应的子波带不同，各段微环谐振腔级联设备对应的子波带组合后覆盖所述梳状谱光源发出的载波的带宽，L为大于2的正整数，K为大于1的正整数，L大于等于K。

2.如权利要求1所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，所述滤波模块为光栅辅助定向耦合器。

3.如权利要求1所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，所述滤波模块包括光栅、第一环形器和第二环形器；

所述光栅包括第一端口和第二端口，所述第一环形器包括第一端口、第二端口、第三端口，所述第二环形器包括第一端口、第二端口、第三端口；

所述光栅的第一端口与所述滤波模块的第三端口连接，所述光栅的第二端口与所述第一环形器的第二端口连接；

所述第一环形器的第一端口与所述第二环形器的第三端口连接，所述第一环形器的第三端口与所述滤波模块的第一端口连接；

所述第二环形器的第一端口与所述滤波模块的第四端口连接，所述第二环形器的第二端口与所述滤波模块的第二端口连接。

4.如权利要求1至3任一项所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，第L段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口和第四端口连接有光吸收装置，用于吸收剩余的光载波。

5.如权利要求1至3任一项所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，所述微环谐振腔组由M个微环谐振腔串联组成，其中，M小于或等于所述微环谐振腔组的自由光谱范围所容纳的微环谐振峰的个数。

6.一种分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，包括L段微环谐振腔级联设备，其中每段微环谐振腔级联设备包括一个滤波模块和一个微环谐振腔组，所述滤波模块的第一端口与所述微环谐振腔组的输入端连接；

所述L段微环谐振腔级联设备中第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与第K－1段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第三端口连接；第一段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第二端口与光纤连接；

其中，光纤传输的载波经过第K段微环谐振腔级联设备时，第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块选出所述第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带，经所述第K段微环谐振腔级联设备中的滤波模块的第一端口输入到所述第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组的输入端进行滤波和输出；

其中，所述第K段微环谐振腔级联设备对应的子波带的宽度小于等于所述第K段微环谐振腔级联设备对应的微环谐振腔组中任一微环谐振腔的自由光谱范围，每段所述微环谐振腔级联设备对应的子波带不同，各段微环谐振腔级联设备对应的子波带组合后覆盖所述光纤传输的载波的带宽，L和K为大于0的正整数，L大于等于K。

7.如权利要求6所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，所述滤波模块为光栅辅助定向耦合器。

8.如权利要求6所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，所述滤波模块包括光栅、第一环形器和第二环形器；

所述光栅包括第一端口和第二端口，所述第一环形器包括第一端口、第二端口、第三端口，所述第二环形器包括第一端口、第二端口、第三端口；

所述光栅的第一端口与所述滤波模块的第三端口连接，所述光栅的第二端口与所述第一环形器的第二端口连接；

所述第一环形器的第一端口与所述第二环形器的第三端口连接，所述第一环形器的第三端口与所述滤波模块的第一端口连接；

所述第二环形器的第一端口与所述滤波模块的第四端口连接，所述第二环形器的第二端口与所述滤波模块的第二端口连接。

9.如权利要求6至8任一项所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，第K段微环谐振腔级联设备中的微环谐振腔组中每个微环谐振腔的第一输出端为所述微环谐振腔组的输出端，用于输出经过每个微环谐振腔滤波后的载波。

10.如权利要求6至8任一项所述的分段式微环谐振腔级联装置，其特征在于，所述微环谐振腔组由M个微环谐振腔组成，其中，第一个微环谐振腔的输入端为所述微环谐振腔组的输入端，第j个微环谐振腔的输入端与第j－1个微环谐振腔的第二输出端连接，M小于或等于所述微环谐振腔组的自由光谱范围所容纳的微环谐振峰的个数，j为大于1的正整数，M大于等于j。