多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器。本實用新型專利技術所采用的技術方案是：一種多波長激光器，具有：NxN的腔內波長路由器，其任意一對輸入輸出端口組合僅在某一個特定波長處有最小的損耗；端口選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸入端一一對應，該光放大器的一端制為高反射或部分反射面，另一端連接腔內波長路由器的輸入端；波長選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸出端一一對應，該光放大器的一端連接腔內波長路由器的輸出端，另一端設置部分反射器；任一端口選擇半導體光放大器的反射面和任一波長選擇半導體光放大器的部分反射器之間形成某一個特定波長的光學諧振腔。諧振腔。諧振腔。

【技術實現步驟摘要】
多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器


[0001]本技術涉及一種多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器。適用于半導體光發射路由器


技術介紹

[0002]數據中心網絡流量的快速增長需要更高效的互連方式，目前基于可調諧激光器、無源波長路由器、光開關等已經實現了多種全光互聯網絡架構，具有高帶寬、低成本、低功耗和低延遲等優勢。
[0003]現有技術中，一種網絡架構方式是基于可調諧激光發射器和循環波長路由器的分布式光交換網絡，其在每個發送/接收節點放置循環波長路由器作為復用器/解復用器，不需要光
?
電
?
光的轉換方式就可以實現不同節點間的直接連接，單個鏈路可以使用N個波長同時傳輸，這樣任意兩個節點之間鏈路的帶寬變為單個通道帶寬的N倍。這種光交換技術其交換速度取決于可調諧激光器波長切換速度，使用載流子等離子體效應的芯片其切換速度可以小于10ns，但是基于電流注入的熱光效應芯片切換速度約為20
?
100μs量級。
[0004]微軟在2020年SIGCOMM會議上以"Sirius:A flat datacenter network with nanosecond optical switching."為題介紹了另一種名為Sirius的平面光交換數據中心網絡，它使用了具有納秒切換速度的可調諧激光器和循環陣列波導光柵路由器，可以實現極低延遲的光互聯。但是節點之間只傳輸一個波長，其帶寬受到了限制。而且每個通道的切換都需要多電極控制，使得系統比較復雜，對調度、同步、控制等的算法都有很高要求。

技術實現思路

[0005]本技術要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種多波長激光器及輸出波長和端口均可快速切換的路由器。
[0006]本技術所采用的技術方案是：一種多波長激光器，其特征在于，具有：
[0007]NxN的腔內波長路由器，其任意一對輸入輸出端口組合僅在某一個特定波長處有最小的損耗；
[0008]端口選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸入端一一對應，該光放大器的一端制為高反射或部分反射面，另一端連接腔內波長路由器的輸入端；
[0009]波長選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸出端一一對應，該光放大器的一端連接腔內波長路由器的輸出端，另一端設置部分反射器；
[0010]任一端口選擇半導體光放大器的反射面和任一波長選擇半導體光放大器的部分反射器之間形成某一個特定波長的光學諧振腔。
[0011]通過對腔內波長路由器任意一對輸入輸出端口組合對應的端口選擇半導體光放大器和波長選擇半導體光放大器施加電流，從而在相應光學諧振腔的部分反射器端輸出與該輸入輸出端口組合對應的特定波長的激光。
[0012]所述腔內波長路由器為循環波長路由器，其N個信道設計的信道間隔為波長路由
器整個自由光譜范圍的1/N。
[0013]所述腔內波長路由器為循環刻蝕衍射光柵路由器。
[0014]所述腔內波長路由器為循環陣列波導光柵路由器。
[0015]一種輸出波長和端口均可快速切換的路由器，其特征在于，具有：
[0016]內腔激光器，采用所述的多波長激光器；
[0017]調制器，具有N個，與所述多波長激光器的激光輸出端一一對應連接，用于調制多波長激光器輸出的激光；
[0018]腔外波長路由器，其輸入端與N個所述調制器一一對應連接，用于將經調制器調制的特定波長的激光基于輸入端和波長路由至該腔外波長路由器相應的輸出端輸出。
[0019]所述腔外波長路由器與所述多波長激光器中的腔內波長路由器結構相同，并與腔內波長路由器鏡像放置，該腔外波長路由器的輸入端對應腔內波長路由器的輸出端，腔外波長路由器的輸出端對應腔內波長路由器的輸入端。
[0020]還具有：
[0021]信號增益半導體光放大器，具有N個，與所述腔外波長路由器的輸出端一一對應連接。
[0022]所述信號增益半導體光放大器的輸出端鍍有高透膜。
[0023]通過對某一端口選擇半導體光放大器和一個或多個波長選擇半導體光放大器施加電流，使多波長激光器輸出一個或多個與腔內波長路由器上相應輸入輸出端口組合對應的特定波長激光；
[0024]多波長激光器輸出的一個或多個特定波長激光經調制器調制后，由腔外波長路由器路由至與該某一端口選擇半導體光放大器對應的輸出端輸出；
[0025]腔外波長路由器的相應輸出端輸出包含一個或多個經調制的特定波長激光，經信號增益半導體光放大器信號放大后輸出。
[0026]本技術的有益效果是：本技術通過在端口選擇半導體光放大器一端設置反射面，在波長選擇半導體光放大器一端設置部分反射器，配合腔內波長路由器形成NxN個光學諧振腔，由于腔內波長路由器任意一對輸入輸出端口組合僅在某一個特定波長處有最小的損耗，從而使每個光學諧振腔僅能射出相應輸入輸出端口組合對應波長的激光，且僅需開啟端口選擇半導體光放大器和波長選擇半導體光放大器便可快速輸出指定波長的激光。
[0027]本技術可通過對任一端口選擇半導體光放大器和多個波長選擇半導體光放大器施加電流，使多波長激光器同時輸出多個不同波長的激光。
[0028]本技術通過調制器對多波長激光器輸出的特定波長激光進行調制，通過腔外波長路由器基于激光的輸入端和波長路由至該腔外波長路由器指定的輸出端，并且可將多個輸入端同時接收的多個特定波長激光根據輸入端和波長路由到同一輸出端實現復合。
[0029]本技術中腔外波長路由器與所述多波長激光器中的腔內波長路由器結構相同，并與腔內波長路由器鏡像放置，使任一端口選擇半導體光放大器激發的一個或多個波長光可以從腔外波長路由器上與該任一端口選擇半導體光放大器對應的輸出端口輸出。
[0030]本技術路由器的波長和通道的切換均通過半導體光放大器的開關實現，其切換速度由半導體光放大器開啟和關閉的響應時間決定，以端口選擇半導體光放大器為例，
其開啟和關閉的切換時間小于1ns。
附圖說明
[0031]圖1為實施例的結構示意圖。
[0032]圖2為實施例中波長路由器波長選擇原理說明圖。
[0033]圖3為實施例輸出波長和端口切換原理說明圖。
[0034]圖4為刻蝕衍射光柵波長路由器的結構示意圖。
[0035]圖5為陣列波導光柵波長路由器的結構示意圖。
[0036]圖6為實施例的設計示意圖(使用循環刻蝕衍射光柵路由器)。
[0037]圖7為實施例中選取第1個端口選擇半導體光放大器和不同的波長選擇半導體光放大器后，測得的單波長輸出光譜疊加圖。
[0038]圖8為實施例中選取第3個端口選擇半導體光放大器和不同的波長選擇半導體光放大器后，測得的單波長輸出光譜疊加圖。
[0039]圖9為實施例中第3個端口選擇半導體光放大器激發的多波長輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種多波長激光器，其特征在于，具有：NxN的腔內波長路由器，其任意一對輸入輸出端口組合僅在某一個特定波長處有最小的損耗；端口選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸入端一一對應，該光放大器的一端制為高反射或部分反射面，另一端連接腔內波長路由器的輸入端；波長選擇半導體光放大器，具有N個，與腔內波長路由器的輸出端一一對應，該光放大器的一端連接腔內波長路由器的輸出端，另一端設置部分反射器；任一端口選擇半導體光放大器的反射面和任一波長選擇半導體光放大器的部分反射器之間形成某一個特定波長的光學諧振腔。2.根據權利要求1所述的多波長激光器，其特征在于：通過對腔內波長路由器任意一對輸入輸出端口組合對應的端口選擇半導體光放大器和波長選擇半導體光放大器施加電流，從而在相應光學諧振腔的部分反射器端輸出與該輸入輸出端口組合對應的特定波長的激光。3.根據權利要求1或2所述的多波長激光器，其特征在于：所述腔內波長路由器為循環波長路由器，其N個信道設計的信道間隔為波長路由器整個自由光譜范圍的1/N。4.根據權利要求3所述的多波長激光器，其特征在于：所述腔內波長路由器為循環刻蝕衍射光柵路由器。5.根據權利要求3所述的多波長激光器，其特征在于：所述腔內波長路由器為循環陣列波導光柵路由器。6.一種輸出波長和端口均可快速切換的路由器，其特征在于，具有：內腔激光器，采用權利要求1～5任意一項所述的多波長激光器；調制器，具有N個，與所述多波長激光器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙佳生，郭嘉，何建軍，
申請(專利權)人：杭州蘭特普光電子技術有限公司，
類型：新型
國別省市：