【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出了一种光互联通信方法及系统，具体涉及光通信。
技术介绍
1、光互连是一种利用光纤或其他光传输介质在计算机内的各元件或子系统中交换资料的光通讯方式。其原理是通过将电信号转换为光信号，利用光在光纤等介质中的传输来实现数据的高速、高效传输，在接收端再将光信号转换回电信号，而对光信号进行调制是光传输过程中必不可少的部分，微环调制是一种基于微环谐振腔的光调制技术。微环谐振腔是一种环形的光学微腔，当光在其中传播时，会由于环形结构的边界条件而形成特定的谐振模式。通过改变微环的折射率、几何尺寸或引入外部控制信号等方式，可以改变微环的谐振特性，从而对通过微环的光信号进行调制，实现光信号的强度、相位、频率等参数的变化。
技术实现思路
1、微环调制器通常具有较小的尺寸，能够与其他光学元件或电子元件集成在同一芯片上，提高系统的集成度和性能，相比一些传统的光调制器，微环调制器由于其谐振增强效应，可以在较低的驱动功率下实现较高的调制效率，能够实现较高的调制速率，满足高速光通信和高速信号处理等应用对数据传输速度的要求，易于与其他光子器件如波导、探测器等集成在一起，构成复杂的光子功能模块，实现多种光信号处理功能的一体化的片上光互联系统。
2、现有常用的微环调制器，如图1所示，一般由一个直线波导和一个环形波导构成，环形波导的光波导长度与直线波导相同，其环形的特殊结构会导致光在环形波导中传播时与直线波导中的光存在干涉现象，从而导致微环(mr)调制器中的光场出现振荡。通过在电极施加不同的电压，
3、本专利技术提供了一种光互联通信方法及系统，包括依次连接的多个激光阵列模块、光波导模块、光调制模块及光接收转换模块，以及处理器，激光阵列模块包括多个不同单一波长的激光发射源及其对应的电光转换模块，光波导模块包括多个并行波导光路，每一波导光路均设置有第一分束器及第二分束器，光从输入端口进入第一个分束器，然后被分成两路光，分别进入两个平行的光波导，经过调制后，通过第二个分束器的合并作用输出。两个平行的光波导之间设置有复合微环调制器，复合微环调制器组成光调制模块，光接收转换模块包括多个激光接收器及其对应的光电转换模块，激光阵列模块、光波导模块、光调制模块及光接收转换模块和处理模块集成于基板上，其中，激光阵列模块、光波导模块、光调制模块及光接收转换模块均集成在硅基底芯片上，所述硅基底芯片集成在基板上。
4、为光调制模块与两个平行的光波导耦合调制的具体结构图示，光调制模块由微环一、微环二、微环三、微环四四个相同的微环组成，两个平行的光波导由直线波导一、直线波导二组成，其中微环一与直线波导一之间存在耦合间距，微环二与直线波导二之间存在耦合间距，另外的，如图所示，微环一与微环二之间、微环一与微环三之间、微环三与微环二之间、微环二与微环四之间、微环四与微环一之间分别存在可开关控制的耦合区一、耦合区二、耦合区三、耦合区四、耦合区五。微环一、微环二以上下对称的方式光耦合到上直线波导一并光耦合到下直线波导二；微环三、微环四以左右对称的方式分别与微环一、微环二在耦合区二、耦合区三、耦合区四、耦合区五处光耦合。参照图-所示，激光发射源发出的具有一定波长的光束t经分束器，分成两路相同的光束t1、t2，以通过直线波导二的第二光束t2为例，当第二光束t2经过微环一与直线波导二之间的耦合间距时，第二光束t2在经过微环一与直线波导二之间的耦合间距时，在经过微环一之后通过直线波导二的第二光束t2的第一部分变成第一直通信号，在图中被标记为t21。第一直通信号t21是发送给耦合器的调制信号。第二光束t的第二部分进入微环一构成为第一环形信号t22，第一环形信号t22经过微环一的右侧半圆进行调制，第一光信号经过微环一与微环二之间的耦合区一时，第一光信号的一部分继续沿微环一进行调制，在图中被标记为第二光信号，第一光信号的另一部分进入微环二中进行调制，在图中被标记为第三光信号，第二光信号经过在微环一中的光振荡一周后，会与直线波导二中的光再次相遇进入直线波导二实现调制，第三光信号经过在微环一右侧半圆路径与微环二中的左侧半圆路径中光振荡一周后，会与直线波导一中的光再次相遇进入直线波导一中实现调制。第一光束t1与上述第二光束t2的调制过程相同的，最终分别生成第三光信号以及第二光信号与直线波导中的光束相遇实现调制。通过上述两个微环的设计，实现了对一路光束t的调制，相较于现有技术的单个微环的调制器，大大降低了单个微环工作时的功耗，减小了环境温度对微环调制器的影响。直线波导及微环波导的材料包括：硅、氮化硅、铌酸锂或氧化钽。
5、光调制模块由四个微环复合组成，进一步的对称设置微环三与微环四，微环三、微环四的圆心均位于微环一与微环二之间的耦合区域的中间轴线的延长线上，微环三与微环一与微环二之间分布存在耦合区二、耦合区三，微环四与微环一与微环二之间分布存在耦合区四、耦合区五，微环三与微环四左右对称设置；微环三与微环一与微环二之间的耦合区二、耦合区三可开关的控制，微环四与微环一与微环二之间的耦合区四、耦合区五可开关的控制，具体的开关控制为是的经过微环一的光信号可选择的是否进入与其耦合的微环三或微环四，具体的，可通过在耦合区设置可移动的微型反射镜或者设置施加电信号控制设置于耦合区的透镜实现耦合区的光束的通过与否。
6、下面以微环三与微环一的耦合控制为例进行说明，在上述微环一与微环二对光束t1、t2进行同时调制的基础上，增设与微环一耦合开关控制的微环三与微环四，当微环三与微环一耦合时，经过微环一逆时针方向传输的第一环形信号t22一部分如上述的进入微环一和微环二进行调制，另一部分可控制的进入微环三进行调制，如图所示的，进入微环一的第一环形信号t22经过耦合区二时，一部分继续沿微环一逆时针方向进行传输，一部分进入微环三并在微环三中沿顺时针方向传输一周后重新经过耦合区二重新进入微环一，该操作实现了三个微环：微环一、微环二、微环三的对第二光束t的调制，进一步降低了单个微环的功耗；与此相同的，微环四也可以耦合于微环一上实现四个微环(微环一、微环二、微环三、微环四)结合直线波导为第二光束t2的调制，而第一光束t1经过微环一、微环二结合直线波导进行调制；进一步的，与上述类似的，微环三、微环四可控制的耦合至微环二实现四个微环对第一光束t1的调制。
7、进一步的，以微环三与微环一的可控制耦合为例介绍二者之间的耦合控制，类似的，微环三与微环二之间、微环四与微环一之间、微环四与微环二之间的可控制耦合与此相同；具体的，微环三与微环一之间的耦合区二设置有可移动的微型反射镜，当微型反射镜移动至微环三与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光互联通信系统，包括依次连接的多个激光阵列模块(1)、光波导模块(2)、光调制模块(3)、光接收转换模块(4)以及处理器(5)；其特征在于：所述激光阵列模块(1)包括多个不同单一波长的激光发射源(11)及其对应的电光转换模块(12)，所述光波导模块(2)包括多个并行波导光路，每一波导光路均设置有第一分束器及第二分束器，每一波导光路经过第一个分束器，被分成两路平行的光波导，所述两路平行的光波导之间设置有复合微环调制器，该复合微环调制器组成所述光调制模块。
2.根据权利要求1所述的光互联通信系统，其特征在于：所述光调制模块(3)由微环一(31)、微环二(32)、微环三(33)、微环四(34)四个相同的微环组成，所述两路平行的光波导由直线波导一(21)、直线波导二(22)组成，其中微环一(31)与直线波导一(21)之间存在耦合间距，微环二(32)与直线波导二(22)之间存在耦合间距，微环一(31)与微环二(32)之间、微环一(31)与微环三(33)之间、微环三(33)与微环二(32)之间、微环二(32)与微环四(34)之间、微环四(34)与微环一(31)之间分别存在
3.根据权利要求2所述的光互联通信系统，其特征在于：所述直线波导及微环波导的材料包括：硅、氮化硅、铌酸锂或氧化钽。
4.根据权利要求2所述的光互联通信系统，其特征在于：所述可开关控制可通过在耦合区设置可移动的微型反射镜或者设置施加电信号控制设置于耦合区的透镜实现。
5.根据权利要求4所述的光互联通信系统，其特征在于：所述处理器(5)控制微环三(33)、微环四(34)在时间上间隔的周期性的与微环一(31)耦合或断开实现微环三(33)、微环四(34)间歇性的工作，使得微环三(33)、微环四(34)间隔性的得到休息或工作，从而降低微环三(33)、微环四(34)的功耗。
6.一种基于权利要求1-4任一项所述的系统的光互联通信方法，其特征在于：所述激光发射源(11)发出的光束经过第一分束器后分为两束相同的光信号，经过两路平行的光波导，通过设置上下对称的微环一(31)、微环二(32)对两路平行光束中的光信号进行调制，上侧直线波导一(21)中的光信号通过微环二(32)整个圆形光路及微环一(31)的左侧半圆光路进行复合调制，下侧直线波导一(22)中的光信号通过微环一(31)整个圆形光路及微环二(32)的左侧半圆光路进行复合。
7.根据权利要求6所述的光互联通信方法，其特征在于：进一步包括微环三(33)、微环四(34)对两路平行中的光信号进行调制，所述处理器(5)控制微环三(33)、微环四(34)在时间上间隔的周期性的与微环一(31)耦合或断开实现微环三(33)、微环四(34)间歇性的工作。
...【技术特征摘要】
1.一种光互联通信系统，包括依次连接的多个激光阵列模块(1)、光波导模块(2)、光调制模块(3)、光接收转换模块(4)以及处理器(5)；其特征在于：所述激光阵列模块(1)包括多个不同单一波长的激光发射源(11)及其对应的电光转换模块(12)，所述光波导模块(2)包括多个并行波导光路，每一波导光路均设置有第一分束器及第二分束器，每一波导光路经过第一个分束器，被分成两路平行的光波导，所述两路平行的光波导之间设置有复合微环调制器，该复合微环调制器组成所述光调制模块。
2.根据权利要求1所述的光互联通信系统，其特征在于：所述光调制模块(3)由微环一(31)、微环二(32)、微环三(33)、微环四(34)四个相同的微环组成，所述两路平行的光波导由直线波导一(21)、直线波导二(22)组成，其中微环一(31)与直线波导一(21)之间存在耦合间距，微环二(32)与直线波导二(22)之间存在耦合间距，微环一(31)与微环二(32)之间、微环一(31)与微环三(33)之间、微环三(33)与微环二(32)之间、微环二(32)与微环四(34)之间、微环四(34)与微环一(31)之间分别存在可开关控制的耦合区一(312)、耦合区二(313)、耦合区三(323)、耦合区四(324)、耦合区五(314)；微环一(31)、微环二(32)以上下对称的方式分别光耦合到上直线波导一(21)及下直线波导二(22)；微环三(33)、微环四(34)以左右对称的方式分别与微环一(31)、微环二(32)在耦合区二(313)、耦合区三(323)、耦合区四(324)、耦合区五(314...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁劲锋，刘念，莫玲莹，覃发超，华鸣峰，
申请(专利权)人：无锡市诺一智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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