多模光路由状态切换单元及多模光开关.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116027482A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310062448.5(22)申请日2023.01.17(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人霍昱洁刘思薇付鑫杨林(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021专利代理师吴梦圆(51)Int.Cl.G02B6/12(2006.01)G02B6/125(2006.01)G02B6/293(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图6页(54)发明名称多模光路由状态切换单元及多模光开关(57)摘要本公开提供一种多模光路由状态切换单元，包括：多模输入光波导模块包括第一多模输入光波导和第二多模输入光波导，多模波导交叉结构包括相交汇的第一光路和第二光路，多模输出光波导模块包括第一多模输出光波导和第二多模输出光波导，多模微环光调制结构模块包括多模相移器和多模微环谐振器，多模相移器包括导光结构和折射率调控结构，折射率调控结构被构造成改变导光结构的折射率，多模微环谐振器的谐振波长与导光结构的折射率相关，多模微环谐振器被构造成响应于谐振波长的改变将第一多模光信号耦合到第一光路的另一端或第二光路的另一端，将第二多模光信号耦合到第一光路的另一端或第二光路的另一端。CN116027482ACN116027482A权利要求书1/2页1.一种多模光路由状态切换单元，其特征在于，包括：多模输入光波导模块，包括：第一多模输入光波导，用于输入待处理的第一多模光信号；第二多模输入光波导，用于输入待处理的第二多模光信号；多模波导交叉结构，包括相交汇的第一光路和第二光路，所述第一光路的一端与所述第一多模输入光波导连接，所述第二光路的一端与所述第二多模输入光波导连接；多模输出光波导模块，包括：第一多模输出光波导，与所述第二光路的另一端连通，以及第二多模输出光波导，与所述第一光路的另一端连通；多模微环光调制结构模块，包括：多模相移器，包括：导光结构，以及折射率调控结构，被构造成改变所述导光结构的折射率；多模微环谐振器，谐振波长与所述导光结构的折射率相关，所述多模微环谐振器被构造成响应于谐振波长的改变将所述第一多模光信号耦合到所述第一光路的另一端或所述第二光路的另一端，将所述第二多模光信号耦合到所述第一光路的另一端或所述第二光路的另一端。2.根据权利要求1所述的多模光路由状态切换单元，其特征在于，所述折射率调控结构利用热光效应和电光效应改变所述导光结构的折射率。3.根据权利要求1所述的多模光路由状态切换单元，其特征在于，所述多模波导交叉结构还包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述第一多模输入光波导连通，所述第三端口与所述第二多模输入光波导连通，所述第二端口与所述第一多模输出光波导连通，所述第四端口与所述第二多模输出光波导连通，其中，所述第一端口和所述第四端口分别连通所述第一光路的两端，所述第二端口和所述第三端口分别连通所述第二光路的两端。4.根据权利要求3所述的多模光路由状态切换单元，其特征在于，所述多模微环光调制结构模块包括第一多模微环光调制结构和第二多模微环光调制结构，所述第一多模微环光调制结构设置在所述第一端口和所述第二端口之间，所述第二多模微环光调制结构设置在所述第三端口和所述第四端口之间，所述多模相移器设置在远离所述第一光路和所述第二光路的相交汇处，所述第一端口与所述第一多模微环光调制结构的间距、所述第二端口与所述第一多模微环光调制结构的间距、所述第三端口与所述第二多模微环光调制结构的间距以及所述第四端口与所述第二多模微环光调制结构的间距均相同。5.根据权利要求3所述的多模光路由状态切换单元，其特征在于，所述第一多模微环光调制结构设置在所述第一多模输入光波导和所述第一多模输出光波导之间，所述第二多模微环光调制结构设置在所述第二多模输入光波导和所述第二多模输出光波导之间，所述多模相移器设置在远离所述第一光路和所述第二光路的相交汇处，所述第一多模输入光波导与所述第一多模微环光调制结构的间距、所述第一多模输出光导与所述第一多模微环光调制结构的间距、所述第二多模输入光波导与所述第二多模微环光调制结构的间距以及所述第二多模输出光波导与所述第二多模微环光调制结构的间距均相同。2CN116027482A权利要求书2/2页6.根据权利要求4所述的多模光路由状态切换单元，其特征在于，所述第一多模微环光调制结构和所述第二多模微环光调制结构的多模微环谐振器的波导高度相同；所述第一多模微环光调制结构的多模微环谐振器的半径小于所述第二多模微环光调制结构的多模微环谐振器的半径；所述第一多模微环光调制结构的多模微环谐振器的波导宽度大于所述第二多模微环光调制结