CN116996796A - 一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法 - Google Patents
一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116996796A CN116996796A CN202311261223.9A CN202311261223A CN116996796A CN 116996796 A CN116996796 A CN 116996796A CN 202311261223 A CN202311261223 A CN 202311261223A CN 116996796 A CN116996796 A CN 116996796A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waveguide
- array
- output
- input
- staggered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 27
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 27
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 27
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 24
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 24
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0062—Network aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
- H04Q2011/0007—Construction
- H04Q2011/0022—Construction using fibre gratings
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0062—Network aspects
- H04Q2011/0073—Provisions for forwarding or routing, e.g. lookup tables
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法，在阵列波导光栅路由器中引入交错啁啾阵列结构，将波长设定整数倍作为公差，设置交错啁啾阵列波导中各阵列波导长度在按照所述公差递增的基础上，对各阵列波导交错延长波导长度，使光通过被延长的波导时偏转90°，同时增大自由光谱范围，能够更好地接收衍射场能量，使得AWGR的最小插入损耗大幅减小。实现了不以牺牲最小插入损耗为代价，提高损耗非均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及光信号路由技术领域，尤其涉及一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法。
背景技术
随着互联网络的快速发展，无论是使用范围还是应用场景都迅速扩大，导致数据信息业务量爆炸式增长，这对数据中心信息传输带宽和处理速度提出了很高的要求。目前典型的数据中心采用多级电交换，虽然这种多级交换提供了可扩展性和容错性，然而交换机中的光到电转换，电到光转换以及复杂的光纤互联等导致了高功耗问题产生。为解决此问题，采用光电混合交换网络，用光交换取代大多数电交换，能降低数据中心的损耗；同时光交换机的引入也大幅减少了电交换机的数量，预计的成本将降低。
在光电混合网络架构中，不同集群间通过电交换进行小流量交换，同一集群则通过光交换进行不同架顶交换机间的大流量交换。阵列波导光栅路由器（AWGR）作为光电混合交换网络中的光交换关键器件，可实现多个链路间的同时互联，且作为无源器件，不需要额外的控制电路。同时，AWGR还具有集成度高、成本低、通道数目多、损耗小等优点。
然而当进行多通道光交换时，AWGR不同输出端口的输出光强会产生一个明显差值，并且随着通道数目的增多输出光强的差值也随之变大，此差值称为损耗非均匀性。
产生损耗非均匀性是因为每条阵列波导在像面上的模场近似高斯分布，因此所有阵列波导叠加在一起也近似高斯分布，即所有来自同一输入通道的输出通道光谱会存在一个近似高斯型的包络。在这种情况下，最中心的输出波导损耗最低，越靠近边缘的输出通道损耗越大。阵列波导衍射远场的能量的计算式为：
；
损耗非均匀性Lu可表示为：
；
其中，表示衍射角度，/>表示等效高斯远场角，/>是最边缘输出通道所对应的倾角，/>表示输入波导末端能量。随着AWGR输出通道的增加，其最边缘输出通道倾角/>也随之增大，也就是损耗非均匀性增大。这将导致以下问题：光信号的传输质量下降，如信号衰减、失真、噪声等；通道之间产生干扰和损失，系统的通道容量降低，系统的传输速率和距离下降；需要采用更加复杂的信号处理算法和更高性能的光器件来弥补不同通道间的损耗差，系统的成本和复杂度增加。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
一方面，本发明提供一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，包括：
第一设定数量个输入波导；
输入平板波导耦合区，所述输入平板波导耦合区的输入端连接所述输入波导的输出端；
交错啁啾阵列波导，所述交错啁啾阵列波导的输入端连接所述输入平板波导耦合区的输出端；其中，将波长设定整数倍作为公差，所述交错啁啾阵列波导中各阵列波导长度按照所述公差递增的基础上，在各阵列波导上交错延长波导长度，使光通过被延长的波导时偏转90°；
输出平板波导耦合区，所述输出平板波导耦合区的输入端连接所述交错啁啾阵列波导的输出端；
第二设定数量个输出波导，所述输出波导的输入端连接所述输出平板波导耦合区的输出端，所述输入波导中光的各波长引导至各输出波导输出；
其中，在执行过程中，所述阵列波导光栅路由器采用的自由光谱范围大于等于所述输入波导通道数与所述公差乘积的8倍。
在一些实施例中，所述交错啁啾阵列波导中，各阵列波导长度的计算式为：
，i为奇数；
，i为偶数；
其中，Li为第i个阵列波导长度，L1为所述阵列波导初始最短的波导长度，△L是阵列波导增量，λ0为阵列波导的中心波长，nc是阵列波导的有效折射率。
在一些实施例中，所述第二设定数量为所述第一设定数量的两倍。
在一些实施例中，所述阵列波导光栅路由器还包括：
第一设定数量个耦合器，将各所述输出波导进行两两循环耦合，以按照所述第一设定数量输出，以将各输入波导中输入光的各波长引导至各耦合器输出，并实现循环路由。
在一些实施例中，所述输入平板波导耦合区和所述输出平板波导耦合区采用星形耦合器替代。
另一方面，本发明还提供一种基于阵列波导光栅路由器的光路由方法，包括：
根据实际需求和网络规划，获取拓补结构；
基于所述拓补结构，构建上述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，并进行光纤连接；
根据实际需求配置路由表，开启路由并执行光信号的路由和分发。
在一些实施例中，开启路由并执行光信号的路由和分发之前，还包括：进行光路由测试和验证。
在一些实施例中，开启路由并执行光信号的路由和分发之后，还包括：对所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器进行路由监控和维护，并在发生故障的情况下进行告警提示。
本发明的有益效果至少是：
本发明所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法，在阵列波导光栅路由器中引入交错啁啾阵列结构，将波长设定整数倍作为公差，设置交错啁啾阵列波导中各阵列波导长度在按照所述公差递增的基础上，对各阵列波导交错延长波导长度，使光通过被延长的波导时偏转90°，同时增大自由光谱范围，能够更好地接收衍射场能量，使得AWGR的最小插入损耗大幅减小。实现了不以牺牲最小插入损耗为代价，提高损耗非均匀性。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器的结构示意图。
图2为本发明另一实施例所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器的结构示意图。
图3为FSR=8*N*Δλ时对常规12通道阵列波导光栅路由器仿真得到的各通道的输出光谱波形图。
图4为FSR=8*N*Δλ时对采用交错啁啾阵列的12通道阵列波导光栅路由器仿真得到的各通道的输出光谱波形图。
图5为FSR≥2*N*Δλ时对常规12通道阵列波导光栅仿真得到的各通道的输出光谱波形图。
图6为FSR≥2*N*Δλ时对采用交错啁啾阵列的12通道阵列波导光栅仿真得到的各通道的输出光谱波形图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
现有技术中，为了抑制损耗，采用的方案是在平板耦合区与阵列波导的连接处引入辅助波导，即在每两根阵列波导间插入一截断的展宽楔形波导。其作用是将一部分阵列波导的光场耦合，使得原来每根阵列波导上的高斯型衍射场变换为近似sinc函数型分布，从而使输出孔径范围内有尽量相同的强度分布，最后实现像面输出光谱平坦化。这能够弥补边缘的损耗，实现损耗非均匀性降低。然而，引入的辅助波导将原本在阵列波导中传输的光场耦合掉一部分而不继续向前传输，这造成了额外的耦合损耗，导致最后输出通道最小插入损耗增大。
本发明为了降低损耗非均匀性，同时提升插入损耗性能，提供一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法。
具体的，本发明提供一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，如图1所示，包括：
第一设定数量个输入波导。
输入平板波导耦合区，输入平板波导耦合区的输入端连接输入波导的输出端。
交错啁啾阵列波导，交错啁啾阵列波导的输入端连接输入平板波导耦合区的输出端；其中，将波长设定整数倍作为公差，交错啁啾阵列波导中各阵列波导长度按照公差递增的基础上，在各阵列波导上交错延长波导长度，使光通过被延长的波导时偏转90°。
输出平板波导耦合区，输出平板波导耦合区的输入端连接交错啁啾阵列波导的输出端。
第二设定数量个输出波导，输出波导的输入端连接输出平板波导耦合区的输出端，输入波导中光的各波长引导至各输出波导输出。
其中，在执行过程中，阵列波导光栅路由器采用的自由光谱范围大于等于输入波导通道数与公差乘积的8倍。
在一些实施例中，交错啁啾阵列波导中，各阵列波导长度的计算式为：
，i为奇数；
，i为偶数；
其中，Li为第i个阵列波导长度，L1为阵列波导初始最短的波导长度，△L是阵列波导增量，λ0为阵列波导的中心波长，nc是阵列波导的有效折射率。
在一些实施例中，第二设定数量为第一设定数量的两倍。
接下来针对偶数阶阵列波导设置增长量的情况，进行效果和供能的说明：
本发明为了降低损耗的非均匀性，主要是通过设置交错啁啾阵列以及自由光谱范围实现的，交错啁啾阵列使得每个波长的光经过传输后分裂成两幅图像，一个普通的非啁啾AWGR，只有奇数序列阵列波导时在像面的成像与只有偶数序列阵列波导时在像面的成像相同，只是相位相差180°。当所有阵列波导都存在时，偶数序列和奇数序列的像偶数阶相加，奇数阶相消。本发明采用的交错啁啾阵列的相位旋转为π/2，奇数阶的像不再抵消，因此在自由光谱范围产生两幅图像，这两幅图像是原来的一幅图像分裂得到的，某波长范围内原本n个像变成了2n个，也就是自由光谱范围FSR减半。在设计参数时，需要将自由光谱范围FSR设计为常规AWGR的两倍，通常通过把自由传输区半径增大两倍来实现。
输出平板耦合区处光场呈现星型耦合分布，即某一波长在输出平板边缘可能有多个聚焦点，常规AWGR会避开其他聚焦点，只在最大输出光强处排列输出波导。但本文提出的结构输出波导是输入波导的两倍，也就是在常规AWGR的输出波导两边分别再等输出波导间距地排列N/2条波导，这可能导致某波长有一个以上的聚焦点都有对应的输出波导排列，最终导致同一个波长在两个通道输出。为避免此结果，设计时将FSR再扩大为常规AWGR的8倍，即FSR=8* N*Δλ，Δλ表示波长通道的间隔，使星型耦合区每个聚焦点间的距离增大，保证同一波长只从一个通道输出。
由此，阵列波导中高斯衍射图样的宽度是传统AWGR的8倍，损耗均匀性得到了改善，最小插入损耗也减小。
在一些实施例中，阵列波导光栅路由器还包括：第一设定数量个耦合器，将各输出波导进行两两循环耦合，以按照第一设定数量输出，以将各输入波导中输入光的各波长引导至各耦合器输出，并实现循环路由。
结合一具体方案对本实施例进行说明，如图2所示，设置输入波导的第一设定数量为N，输出波导的第二设定数量为2N，同时设置N个2×1耦合器。从第1输入通道输入的光，在AWGR输出端1至N端口依波长序列依次输出；当输入光从第1输入通道切换至第2输入通道时，对应输出光也切换到相邻的输出通道2至（N+1）端口依次输出。光路依照此规律，直至第N输入通道，对应输出光从输出端N至（2N-1）端口依次输出。为了使输入端口与输出端口数量对称，输出波导区每对输出端口都连接到一个2×1的耦合器，波长以循环方式在N端口输出。
在一些实施例中，设置仅有一个输入通道的结构，其中输入波导的第一设定数量为1，输出波导的第二设定数量理论上没有上限。在本实施例中，将交错啁啾阵列结构应用于只有一个输入通道的阵列波导光栅，即具有交错啁啾阵列的1×N阵列波导光栅AWG。因为阵列波导光栅只有一个输入通道，不必考虑路由循环特性，也就不需要输出波导数是输入波导数的两倍，以及2×1耦合器。只需要在设计时将自由光谱范围设计为常规AWG的两倍，即FSR≥2*N*Δλ，Δλ表示波长通道的间隔。具有交错啁啾阵列的阵列波导光栅AWG适用于多通道情况，当进行超多通道波长复用/解复用时，能够有效避免最大插入损耗和最小插入损耗插值过大情况，并提升最小插入损耗性能。
在一些实施例中，输入平板波导耦合区和输出平板波导耦合区采用星形耦合器替代。
另一方面，本发明还提供一种基于阵列波导光栅路由器的光路由方法，包括步骤S101~S103：
步骤S101：根据实际需求和网络规划，获取拓补结构。这种拓扑结构包括输入端口、输出端口和相应的光路连接关系。
步骤S102：基于拓补结构，构建上述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，并进行光纤连接。
步骤S103：根据实际需求配置路由表，开启路由并执行光信号的路由和分发。路由器会根据预设的路由表，将输入光信号引导到指定的输出端口。
在一些实施例中，开启路由并执行光信号的路由和分发之前，还包括：进行光路由测试和验证。在进行正式的光信号传输前，进行测试和验证，确保路由器的功能正常。可以使用光功率计、信号发生器等工具对光信号进行检测和测量。
在一些实施例中，开启路由并执行光信号的路由和分发之后，还包括：对所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器进行路由监控和维护，并在发生故障的情况下进行告警提示。使用监控软件或设备提供的状态信息，定期监视和维护阵列波导光栅路由器的运行状态。如有需要，进行故障排除和维修。
与上述方法相应地，本发明还提供了一种装置/系统，该装置/系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置/系统实现如前所述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本发明提出的结构不依靠引入辅助波导来降低损耗非均匀性，也就没有额外的耦合损耗。相反，由于自由光谱范围FSR增大8倍，相应自由传输区也增大8倍，能够更好地接收衍射场能量，使得AWGR的最小插入损耗大幅减小。实现了不以牺牲最小插入损耗为代价，提高损耗非均匀性。在本发明中采取的交错啁啾臂每两个臂一周期变换，除此外还有每4个臂、每8个臂等一周期变换的方案。相较其它方案，本设计更为灵活，阵列波导臂为2n的倍数，而不必是4n或8n的倍数，在设计时更精确有效。
下面对本发明进行仿真和效果说明：
（一）基于FSR=8*N*Δλ为前提，N为输入通道数，Δλ表示波长通道的间隔。
对常规的12通道阵列波导光栅路由器AWGR进行仿真，未采用啁啾阵列波导时，当光从边缘输入通道输入时，12个通道的输出光谱如图所示，每个波形与每个通道的频谱响应相对应，插入损耗如下表1所示，每个通道的输出光谱波形如图3所示，插入损耗-3.300912dB，损耗非均匀性5.15351dB。
表1 基于FSR=8*N*Δλ时常规12通道阵列波导光栅路由器的性能仿真表
对于本发明所采用的基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，当采用啁啾阵列波导结构，光从边缘输入通道输入时，12个通道的输出光谱如图所示，每个波形与每个通道的频谱响应相对应，顶部值插入损耗如下表2所示，每个通道的输出光谱波形如图4所示，插入损耗-1.387541dB，损耗非均匀性0.588492dB。
表2 基于FSR=8*N*Δλ时交错啁啾阵列的12通道阵列波导光栅路由器的性能仿真表
可以明确，对于本申请所采用的交错啁啾阵列波导相比于一般结构，在插入损耗上有1.913371dB的提升，损耗非均匀性有4.565018dB的提升。
（二）基于FSR≥2*N*Δλ为前提，N为输入通道数，Δλ表示波长通道的间隔。
对常规的1×12通道阵列波导光栅AWGR进行仿真，未采用啁啾阵列波导时，12个通道的输出光谱如图所示，每个波形与每个通道的频谱响应相对应，插入损耗如下表3所示，每个通道的输出光谱波形如图5所示，插入损耗-0.915812dB，损耗非均匀性3.280778dB。
表3 基于FSR≥2*N*Δλ时常规12通道阵列波导光栅的性能仿真表
对于本实施例所采用的基于交错啁啾阵列的1×12通阵列波导光栅， 12个通道的输出光谱如图所示，每个波形与每个通道的频谱响应相对应，顶部值插入损耗如下表4所示，每个通道的输出光谱波形如图6所示，插入损耗0.879942dB，损耗非均匀性0.607438dB。
表4 基于FSR≥2*N*Δλ时交错啁啾阵列的12通道阵列波导光栅的性能仿真表
可看到插入损耗有0.03587dB的提升，损耗非均匀性有2.67334dB的提升。
综上所述，本发明所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法，在阵列波导光栅路由器中引入交错啁啾阵列结构，将波长设定整数倍作为公差，设置交错啁啾阵列波导中各阵列波导长度在按照所述公差递增的基础上，对各阵列波导交错延长波导长度，使光通过被延长的波导时偏转90°，同时增大自由光谱范围，能够更好地接收衍射场能量，使得AWGR的最小插入损耗大幅减小。实现了不以牺牲最小插入损耗为代价，提高损耗非均匀性。
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路（ASIC）、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
此外，出于本说明的目的，术语“耦合(couple、coupling、coupled)”、“连接(connect、connecting或connected)”是指此项技术中已知或稍后开发的允许能量在两个或两个以上元件之间传送的任一方式，且涵盖一个或一个以上额外元件的间置，但并非所需的。相反，术语“直接耦合”、“直接连接”等暗示不存在此些额外元件。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，其特征在于，包括：
第一设定数量个输入波导；
输入平板波导耦合区，所述输入平板波导耦合区的输入端连接所述输入波导的输出端；
交错啁啾阵列波导，所述交错啁啾阵列波导的输入端连接所述输入平板波导耦合区的输出端；其中，将波长设定整数倍作为公差，所述交错啁啾阵列波导中各阵列波导长度按照所述公差递增的基础上，在各阵列波导上交错延长波导长度，使光通过被延长的波导时偏转90°；
输出平板波导耦合区，所述输出平板波导耦合区的输入端连接所述交错啁啾阵列波导的输出端；
第二设定数量个输出波导，所述输出波导的输入端连接所述输出平板波导耦合区的输出端，所述输入波导中光的各波长引导至各输出波导输出；
其中，在执行过程中，所述阵列波导光栅路由器采用的自由光谱范围大于等于所述输入波导通道数与所述公差乘积的8倍。
2.根据权利要求1所述的基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，其特征在于，所述交错啁啾阵列波导中，各阵列波导长度的计算式为：
，i为奇数；
，i为偶数；
其中，Li为第i个阵列波导长度，L1为所述阵列波导初始最短的波导长度，△L是阵列波导增量，λ0为阵列波导的中心波长，nc是阵列波导的有效折射率。
3.根据权利要求1所述的基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，其特征在于，所述第二设定数量为所述第一设定数量的两倍。
4.根据权利要求1所述的基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，其特征在于，所述阵列波导光栅路由器还包括：
第一设定数量个耦合器，将各所述输出波导进行两两循环耦合，以按照所述第一设定数量输出，以将各输入波导中输入光的各波长引导至各耦合器输出，并实现循环路由。
5.根据权利要求1所述的基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，其特征在于，所述输入平板波导耦合区和所述输出平板波导耦合区采用星形耦合器替代。
6.一种基于阵列波导光纤路由器的光路由方法，其特征在于，包括：
根据实际需求和网络规划，获取拓补结构；
基于所述拓补结构，构建如权利要求1至5任意一项所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器，并进行光纤连接；
根据实际需求配置路由表，开启路由并执行光信号的路由和分发。
7.根据权利要求6所述的基于阵列波导光纤路由器的光路由方法，其特征在于，开启路由并执行光信号的路由和分发之前，还包括：进行光路由测试和验证。
8.根据权利要求6所述的基于阵列波导光纤路由器的光路由方法，其特征在于，开启路由并执行光信号的路由和分发之后，还包括：对所述基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器进行路由监控和维护，并在发生故障的情况下进行告警提示。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311261223.9A CN116996796B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311261223.9A CN116996796B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116996796A true CN116996796A (zh) | 2023-11-03 |
| CN116996796B CN116996796B (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=88525249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311261223.9A Active CN116996796B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116996796B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6049640A (en) * | 1997-09-04 | 2000-04-11 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength-division-multiplexing cross-connect using angular dispersive elements and phase shifters |
| US6141467A (en) * | 1998-03-18 | 2000-10-31 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength-division-multiplexing programmable add/drop using interleave-chirped waveguide grating router |
| US6240118B1 (en) * | 1998-11-16 | 2001-05-29 | Lucent Technologies Inc. | Multichannel laser transmitter with a single output port |
| US6393185B1 (en) * | 1999-11-03 | 2002-05-21 | Sparkolor Corporation | Differential waveguide pair |
| CN102598548A (zh) * | 2009-08-14 | 2012-07-18 | 阿尔卡特朗讯 | 具有交错啁啾阵列波导光栅的相干接收器 |
| US20140269843A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Digi International Inc. | Chirp spread spectrum system and method |
| CN104238008A (zh) * | 2014-09-10 | 2014-12-24 | 浙江大学 | 缩小频率偏差的n×n阵列波导光栅光波长路由器 |
| WO2015036635A1 (es) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | Universitat Politècnica De València | Dispositivo óptico integrado en miniatura |
-
2023
- 2023-09-27 CN CN202311261223.9A patent/CN116996796B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6049640A (en) * | 1997-09-04 | 2000-04-11 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength-division-multiplexing cross-connect using angular dispersive elements and phase shifters |
| US6141467A (en) * | 1998-03-18 | 2000-10-31 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength-division-multiplexing programmable add/drop using interleave-chirped waveguide grating router |
| US6240118B1 (en) * | 1998-11-16 | 2001-05-29 | Lucent Technologies Inc. | Multichannel laser transmitter with a single output port |
| US6393185B1 (en) * | 1999-11-03 | 2002-05-21 | Sparkolor Corporation | Differential waveguide pair |
| CN102598548A (zh) * | 2009-08-14 | 2012-07-18 | 阿尔卡特朗讯 | 具有交错啁啾阵列波导光栅的相干接收器 |
| US20140269843A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Digi International Inc. | Chirp spread spectrum system and method |
| WO2015036635A1 (es) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | Universitat Politècnica De València | Dispositivo óptico integrado en miniatura |
| CN104238008A (zh) * | 2014-09-10 | 2014-12-24 | 浙江大学 | 缩小频率偏差的n×n阵列波导光栅光波长路由器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| C. R. DOERR: "Proposed WDM Cross Connect Using a Planar Arrangement of Waveguide Grating Routers and Phase Shifters", 《IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》, pages 528 - 530 * |
| 原荣: "阵列波导光栅(AWG) 器件及其应用", 《光通信技术》, pages 1 - 5 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116996796B (zh) | 2023-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11073739B2 (en) | Optical processing | |
| US5838848A (en) | N×N wavelength router, optical routing method and associated communication network | |
| JPH08509079A (ja) | 位相調整アレイを有する光学装置 | |
| CN103532604A (zh) | 基于光波分复用技术的可编程波束成形网络 | |
| WO2023061025A1 (zh) | 片上集成波分复用器及芯片 | |
| CN114384495B (zh) | 一种高精度片上光学波束形成网络 | |
| CN116996796B (zh) | 一种基于交错啁啾阵列的阵列波导光栅路由器及光路由方法 | |
| KR19980033932A (ko) | 빔꺽기 소자를 이용한 공간 스윗스 | |
| WO2016026228A1 (zh) | 可变分光器的实现方法及可变分光器 | |
| US20040264857A1 (en) | Arrayed waveguide gratings with improved transmission efficiency | |
| CN113093329A (zh) | 阵列波导光栅及其校准系统、校准方法 | |
| CN220085103U (zh) | 一种偏振不敏感阵列波导光栅 | |
| CN1524191A (zh) | 非对称阵列波导光栅器件 | |
| JP3676251B2 (ja) | 光回路およびそのトリミング方法 | |
| US7391941B2 (en) | Reducing amplitude errors in arrayed waveguide gratings | |
| CN117031620A (zh) | 一种偏振不敏感阵列波导光栅 | |
| CN113411130A (zh) | 循环寻址awg路由器互联结构及分布式交换网络 | |
| CN105388619B (zh) | 一种降低损耗谱纹波的试验方法 | |
| CN114710230A (zh) | 低杂散接收光控波束形成系统 | |
| Okamoto | Functional planar waveguide devices | |
| Bernasconi et al. | N/spl times/N arrayed waveguide gratings with improved frequency accuracy | |
| CN114114534A (zh) | 光脉冲时间延迟装置 | |
| JP2004109574A (ja) | 光合分波回路 | |
| TSUDA et al. | All-Optical Signal Processing and Routing with Spectral Control by a High-Resolution Arrayed-Waveguide Grating | |
| Li | Wavelength-division-multiplexing photonic integrated circuits using phased-array waveguide grating multi/demultiplexers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |