类似于上面关于损耗补偿开关100描述的滤波器130。具体地，在某些不例中，滤波器340可包括取样光栅分布式布拉格反射器(SG-DBR)光学滤波器340 ο如此，在光交叉开关310的N个输出上可存在总共N个SG-DBR光学滤波器340。
[0070]在某些示例中，滤波器340的波长是可调的。例如，SG-DBR光学滤波器340的波长可以通过应用电信号来改变SG-DBR光学滤波器340的材料的折射率来调节。在某些示例中，控制器330可以提供电信号，以调节滤波器波长。例如，滤波器340可选择性地调节为与通过损耗补偿光开关系统300待发送的信号相对应的波长带。
[0071]图7图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的损耗补偿光切换的方法400的流程图。损耗补偿光切换的方法400包括使用半导体光放大器(SOA)放大(410)光交叉开关的端口(例如输入端口和输出端口中的一个或两者)处的光信号。注意，尽管被放大(410)的光信号是在端口处，但通常放大(410)可发生在任何位置(例如，在光交叉开关内、在与端口串联的另一部件之后等)。
[0072]根据各种示例，光交叉开关包括第一半导体材料，并且SOA包括晶片键合至第一半导体材料的表面的第二半导体材料层。例如，第一半导体材料可以是硅(Si)，并且第二半导体可以包括但不限于II1-V族化合物半导体和I1-VI族化合物半导体。在某些示例中，光交叉开关可以在绝缘体上硅(硅SOI)基板上实现，其中SOI基板的Si层是第一半导体材料层。如此，放大(410)的SOA可以是晶片键合S0A。此外，根据某些示例，晶片键合SOA可以实质上类似于以上关于损耗补偿光开关100描述的晶片键合SOA 120。
[0073]损耗补偿光切换的方法400还包括使用光交叉开关将光信号切换(420)至多个输出端口中的一个或多个。在各种示例中，切换(420)可发生在放大(410)光信号之前和/或之后。在某些示例中，切换(420)包括选择性地在光交叉开关内的开关附近引起第一半导体材料的一部分的折射率变化。在某些示例中，光交叉开关实质上类似于上述损耗补偿光开关100的光交叉开关110。
[0074]在某些示例中，损耗补偿光切换的方法400还包括对光交叉开关的输出端口处的输出信号进行过滤(430)。在某些示例中，过滤(430)使用取样光栅分布式布拉格反射器(SG-DBR)光学滤波器。在某些示例中，在过滤(430)中使用的滤波器、更具体地为SG-DBR光学滤波器实质上分别类似于以上关于损耗补偿光开关100和损耗补偿光切换系统300描述的光学滤波器130和SG-DBR光学滤波器130、340。
[0075]因此，已描述了采用晶片键合半导体光放大器的损耗补偿光开关、损耗补偿光切换系统以及损耗补偿光切换的方法。应理解的是，上述示例仅图示了表现本文所描述的原理的许多具体示例中的一些示例。清楚的是，本领域的技术人员在不背离由以下权利要求所限定的范围的情况下可以容易地得到许多其他变形。
【主权项】
1.一种损耗补偿光开关，包括: 光交叉开关，具有多个输入端口和多个输出端口，所述光交叉开关位于包括第一半导体材料的基板上；以及 晶片键合半导体光放大器(SOA)，光耦合至所述光交叉开关的一端口以放大该端口处的光信号， 其中所述晶片键合SOA包括晶片键合至所述基板的表面的第二半导体材料层，使得所述晶片键合SOA的半导体材料层的一部分与所述端口的光波导的一部分重叠，所述第二半导体材料不同于所述第一半导体材料。2.根据权利要求1所述的损耗补偿光开关，其中所述多个输入端口具有N个输入端口并且所述多个输出端口具有M个输出端口，所述光交叉开关用于将所述N个输入端口中的任意一个连接至所述M个输出端口中的一个或多个，其中N和M均是大于I的整数。3.根据权利要求2所述的损耗补偿光开关，其中M等于N，使得所述光交叉开关具有数目与输出端口的数目相同的输入端口。4.根据权利要求1所述的损耗补偿光开关，其中所述光交叉开关包括马赫-曾德干涉仪光开关，所述马赫-曾德干涉仪光开关包括: 第一親合器； 第二耦合器，所述第一耦合器的输出连接至所述第二耦合器的输入，以提供连接；以及 相移器，连接在所述第一耦合器与所述第二耦合器之间。5.根据权利要求4所述的损耗补偿光开关，其中所述第一耦合器和所述第二耦合器中的一者或两者包括多模干涉親合器。6.根据权利要求1所述的损耗补偿光开关，其中所述光交叉开关是NXN广义马赫-曾德干涉仪，所述N X N广义马赫-曾德干涉仪包括: 第一多模干涉(MMI)耦合器，具有N个输入和N个输出； 第二MMI耦合器，具有N个输入和N个输出；以及 多个N光学相移器，用于将所述第一 MMI耦合器的N个输出连接至所述第二 MMI耦合器的N个输入， 其中所述第一MMI耦合器的N个输入表示所述光交叉开关的N个输入端口，并且所述第二MMI耦合器的N个输出表示所述光交叉开关的N个输出端口，其中N是大于I的整数。7.根据权利要求1所述的损耗补偿光开关，其中所述晶片键合SOA是多个晶片键合SOA中的一个，所述多个晶片键合SOA中的各个晶片键合SOA光耦合至所述光交叉开关的端口中的不同端口。8.根据权利要求1所述的损耗补偿光开关，其中所述晶片键合SOA的半导体材料层的所述第二半导体材料包括II1-V族化合物半导体，并且所述基板的所述第一半导体材料包括娃。9.根据权利要求8所述的损耗补偿光开关，其中所述基板是绝缘体上硅半导体(SOI)基板，所述输入端口和所述输出端口包括设置在所述SOI基板的硅表面中的光波导。10.根据权利要求1所述的损耗补偿光开关，进一步包括位于所述光交叉开关的输出端口处的取样光栅分布式布拉格反射器(SG-DBR)光学滤波器，所述SG-DBR光学滤波器选择性地过滤所述输出端口处的光信号。11.一种损耗补偿光切换系统，包括: 位于绝缘体上硅半导体(SOI)基板上的光交叉开关，所述光交叉开关具有N个输入端口和N个输出端口，其中N是大于I的整数； 多个N晶片键合半导体光放大器(SOA)，所述多个晶片键合SOA中的各个晶片键合SOA与所述光交叉开关的端口中的不同端口重叠并且光耦合；以及 控制器，用于控制所述光交叉开关， 其中所述晶片键合SOA包括不同于硅并且晶片键合至所述硅SOI基板的表面的半导体材料层。12.根据权利要求11所述的损耗补偿光切换系统，其中所述光交叉开关包括NXN广义马赫-曾德干涉仪。13.根据权利要求11所述的损耗补偿光切换系统，进一步包括多个N取样光栅分布式布拉格反射器(SG-DBR)光学滤波器，所述多个SG-DBR光学滤波器中的各个SG-DBR光学滤波器连接至光交叉开关的N个输出端口中的不同端口，其中所述SG-DBR光学滤波器的衍射光栅设置在所述硅SOI基板的表面中，以选择性地过滤所述N个输出端口中的每个输出端口处的光信号。14.一种进行损耗补偿的光切换方法，所述方法包括: 使用半导体光放大器(SOA)放大光交叉开关的端口处的光信号，所述光交叉开关包括第一半导体材料，所述SOA包括晶片键合至所述第一半导体材料的表面的第二半导体材料层，所述第一半导体材料和所述第二半导体材料不同；以及 使用光交叉开关将所述光信号切换至多个输出端口中的一个或多个端口，切换发生在放大所述光信号之前和/或之后。15.根据权利要求14所述的进行损耗补偿的光切换方法，进一步包括使用取样光栅分布式布拉格反射器光学滤波器过滤所述光交叉开关的输出端口处的输出光信号，其中使用所述光交叉开关切换所述光信号包括: 使所述光信号穿过第一多模干涉(MMI)耦合器，以将所述光信号分离成至少两个部分； 使用相移器使所述光信号的至少两个部分中的一个部分相对于所述至少两个部分中的另一部分发生差异相移；以及 使所述至少两个光信号部分穿过第二 MMI耦合器，以在所述第二 MMI耦合器的选定输出处将所述至少两个光信号部分重新结合成输出光信号，所述选定输出由通过所述相移器施加于所述至少两个光信号部分的差异相移来确定。
【专利摘要】损耗补偿补偿光开关包括光交叉开关和晶片键合半导体放大器(SOA)。光交叉开关具有多个输入端口和多个输出端口，并且位于第一半导体材料的基板上。晶片键合SOA包括晶片键合至该基板的表面的第二半导体材料层，使得晶片键合SOA半导体材料层的一部分与多个输入端口中的一个输入端口的一部分重叠。晶片键合SOA的第二半导体材料不同于基板的第一半导体材料。
【IPC分类】G02B6/28, G02B6/35, G02B6/24
【公开号】CN105659129
【申请号】
【发明人】迈克尔·瑞恩·泰·谭, 沙吉·瓦格西·马塔伊, 韦恩·维克托·瑟林, 保罗·凯斯勒·罗森伯格
【申请人】慧与发展有限责任合伙企业
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2013年10月9日