CN105829930B - 模式复用解复用器和交换节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模式复用解复用器和交换节点，该模式复用解复用器包括多模光波导、第一传输光波导和第二传输光波导，其中，该多模光波导包括第一模式信道和第二模式信道；该第一传输光波导包括第一耦合区域，该第一耦合区域包括第一基模信道，该第一基模信道能够与该多模光波导中的第一模式信道进行光模式耦合；该第二传输光波导包括第二耦合区域，该第二耦合区域包括第二基模信道，该第二基模信道能够与该多模光波导中的第二模式信道进行光模式耦合；其中，基模光信号在该第一耦合区域中的有效折射率不同于基模光信号在该第二耦合区域中的有效折射率。本发明公开的模式复用解复用器，能够实现片上光网络的模式复用和解复用。

Description

模式复用解复用器和交换节点
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及模式复用解复用器和交换节点。
背景技术
片上光网络(Optical Network on Chip)***是将多个具有不同功能的模块集成到同一芯片中的技术。作为全光交换以及短距离互连的新技术，片上光网络***具有高可靠性、低功耗和低成本等优点。图1示意性地示出了一种典型的片上光网络***中一个交换节点100的架构。该交换节点100包括：衬底160，该衬底160上设置有波分解复用器110、N×M光开关120、波分复用器(wavelength division multiplexing，WDM)130、光探测器140和大规模集成器件(very large scale integration，VLSI)150。该VLSI 150用于控制该交换节点中包括的至少一个电驱动器件，例如，光探测器140。该波分解复用器110用于接收输入光纤输入的包括多个波长的一束光信号，将接收的所述一束光信号解复用为分别具有单一波长的多束光信号，并将该多束光信号传输至N×M光开关120，其中，该多束光信号的波长互不相同。该N×M光开关120用于接收波分解复用器110传输的多束光信号，并且根据该多束光信号的目的节点，确定该多束光信号中每束光信号的输出端口并从该多束光信号分别对应的输出端口输出该多束光信号。具体地，对于该多束光信号的一束光信号来说，如果该束光信号的目的节点为本节点，则该N×M光开关120由光探测器140对应的输出端口输出该束光信号；如果该束光信号的目的节点为除本节点之外的其它节点，则该N×M光开关120由该其它节点对应的输出端口输出该束光信号。该WDM 130用于接收该N×M光开关120传输的至少一束光信号，并将接收到的该至少一束光信号复用为一束包括至少一个波长的光信号。该光探测器140用于接收该N×M光开关120传输的至少一束光信号，并将接收到的该至少一束光信号转换为电信号。
模式复用(Mode Division Multiplexing，MDM)技术能够有效提高光网络***的性能，因此如何将MDM技术应用到片上光网络***是本领域研究的热点。在MDM技术中，光子集成芯片(Photonic Integrated Circuit，PIC)中采用平面多模波导代替传统的平面单模波导，并且将不同信息加载于频率相同、相互正交、空间能量分布不同以及模式阶数不同的平面多模波导的本征模(eigenmode)上传输。片上MDM技术的核心在于与平面多模波导对应的模式复用/解复用器，然而，目前还没有能够令人满意的适用于片上光网络***的模式复用解复用器。
发明内容
本发明实施例提供一种模式复用解复用器和交换节点，能够实现片上光网络***的模式复用或解复用。
第一方面，本发明实施例提供了一种模式复用解复用器，包括：多模光波导、第一传输光波导和第二传输光波导，其中，该多模光波导包括第一模式信道和第二模式信道，其中，该第一模式信道能够传输第一模式的光信号，该第二模式信道能够传输第二模式的光信号，其中，该第一模式不同于该第二模式；该第一传输光波导包括第一耦合区域和第一输入输出区域，该第一耦合区域和该第一输入输出区域包括第一基模信道，该第一基模信道能够传输基模光信号，并且该第一耦合区域中的第一基模信道能够与该多模光波导中的第一模式信道进行光模式耦合；该第二传输光波导包括第二耦合区域和第二输入输出区域，该第二耦合区域和该第二输入输出区域包括第二基模信道，该第二基模信道能够传输基模光信号，并且该第二耦合区域中的第二基模信道能够与该多模光波导中的第二模式信道进行光模式耦合；其中，基模光信号在该第一耦合区域中的有效折射率不同于基模光信号在该第二耦合区域中的有效折射率。
在第一种可能的实现方式中，该第一耦合区域和该第二耦合区域具有不同的宽度。
结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该第一耦合区域的宽度不同于该第一输入输出区域的宽度；该第一传输光波导还包括：第一过渡区域，其中，该第一过渡区域的两端具有不同的宽度，并且该第一过渡区域的两端分别与该第一输入输出区域和该第一耦合区域连接。
结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，该第一耦合区域中的光信号传输方向和该第一输入输出区域中的光信号传输方向之间存在一个不为零的夹角，该第一过渡区域包括弯曲部分。
结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，该多模光波导的宽度为恒定值。
结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该第一耦合区域和该第二耦合区域均与该多模光波导平行，并且该第一耦合区域和该第二耦合区域与该多模光波导之间的距离均小于1μm。
结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，当该模式复用解复用器实现模式复用时，该第一输入输出区域用于从第一发送端接收基模光信号，并将接收到的该基模光信号传输至该第一耦合区域；该第一耦合区域用于将该第一输入输出区域传输的该基模光信号耦合至该第一模式信道；该第二输入输出区域用于从第二发送端接收基模光信号，并将接收到的该基模光信号传输至该第二耦合区域；该第二耦合区域用于将该第二输入输出区域传输的该基模光信号耦合至该第二模式信道；该多模光波导用于与该第一耦合区域进行光模式耦合，获得该第一模式信道传输的该第一模式的光信号，与该第二耦合区域进行光模式耦合，获得该第二模式信道传输的该第二模式的光信号，并将耦合获得的该第一模式和该第二模式的光信号传输至第一接收端。
结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，当该模式复用解复用器实现模式解复用时，该多模光波导用于从第三发送端接收一束光信号，其中，该一束光信号包括第一模式和第二模式的光信号，并将该第一模式的光信号耦合至该第一耦合区域的该第一基模信道，将该第二模式的光信号耦合至该第二耦合区域的该第二基模信道；该第一耦合区域用于通过与该多模光波导进行光模式耦合，获得该第一基模信道传输的基模光信号，并将耦合获得的该基模光信号传输至该第一输入输出区域；该第一输入输出区域用于将该第一耦合区域传输的该基模光信号传输至第二接收端；该第二耦合区域用于与该多模光波导进行光模式耦合，获得该第二基模信道传输的基模光信号，并将耦合获得的该基模光信号传输至该第二输入输出区域；该第二输入输出区域用于将该第二耦合区域传输的该基模光信号传输至第三接收端。
第二方面，本发明实施例提供了一种交换节点，包括：一个模式解复用器、N1个波长解复用器和M1个光开关，其中，该模式解复用器为如权利要求1至8中任一项该的模式复用解复用器，1＜N1≤N，M1为大于一的整数，该模式解复用器用于接收一束光信号，其中，该一束光信号包括N2个模式和M2个波长的光信号，M2≤M1，1＜N2≤N1；该模式解复用器还用于将该一束光信号分离为N2束基模光信号，并将该N2束基模光信号传输至该N1个波长解复用器，其中，该N2束基模光信号中的每束基模光信号包括至少一个波长的光信号；该N1个波长解复用器中的第一波长解复用器用于接收该模式解复用器传输的包括M2个波长的一束基模光信号，将接收到的该一束基模光信号分离为M2束基模光信号，并将获得的该M2束基模光信号传输至该M1个光开关，其中，该M2束基模光信号中的每束基模光信号具有单一波长，并且该M2束基模光信号的波长互不相同；该M1个光开关中的第一光开关用于接收该N1个波长解复用器传输的至少一束具有单一波长的基模光信号，并且根据接收到的该至少一束基模光信号的目的节点，路由接收到的该至少一束基模光信号。
在第一种可能的实现方式中，该交换节点还包括：至少一个接收器，其中，该第一光开关具体用于，若接收到的该至少一束基模光信号中的第一基模光信号的目的节点为该交换节点，将该第一基模光信号传输至该至少一个接收器中的一个接收器；该至少一个接收器中的第一接收器用于接收该第一光开关传输的该第一基模光信号。
结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该交换节点N3个波长复用器和一个模式复用器，其中，该模式复用器为如权利要求1至8中任一项该的模式复用解复用器，N3为大于一的整数，该第一光开关还用于，若接收到的该至少一束基模光信号中的第二基模光信号的目的节点不为该交换节点，将该第二基模光信号传输至该N3个波长复用器中的一个波长复用器；该N3个波长复用器中的第一波长复用器用于接收该M1个光开关传输的多束基模光信号，将该多束基模光信号复用为一束基模光信号，并将获得的该一束基模光信号传输至该模式复用器，其中，该多束基模光信号的波长互不相同；该模式复用器用于接收该N3个波长复用器传输的多束基模光信号，将该多束基模光信号复用为包括多个不同模式的一束光信号，并且发送获得的该包括多个不同模式的一束光信号。
结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，该交换节点还包括：至少一个发射器，其中，该至少一个发射器用于向该M1个光开关发射至少一束基模光信号，该至少一束基模光信号中的每束基模光信号具有单一波长；该M1个光开关中的第二光开关用于接收该至少一个发射器发射的至少一束基模光信号。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的模式复用解复用器和交换节点，包括多模光波导、第一传输光波导和第二传输光波导，其中，该第一传输光波导和该第二传输光波导分别包括第一耦合区域和第二耦合区域，该第一耦合区域和该第二耦合区域均能够传输基模光信号，并且基模光信号在该第一耦合区域中的有效折射率不同于该基模光信号在该第二耦合区域中的有效折射率。这样，该第一传输光波导和该第二传输光波导可以分别与该多模光波导中的不同模式信道满足模式匹配条件并且进行光模式耦合，能够将该第一传输光波导和该第二传输光波导中传输的基模光信号耦合为该多模光波导中的两个不同模式的光信号，或者将该多模光波导中传输的两个不同模式的光信号分别耦合为该第一传输光波导和该第二传输光波导中的基模光信号，从而实现片上光网络***的模式复用或解复用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是典型的片上光网络***中一个交换节点的架构示意图。
图2是现有技术的模式复用解复用器的俯视图。
图3是根据本发明实施例的模式复用解复用器的俯视图。
图4是图3所示的模式复用解复用器的剖面图。
图5是根据本发明实施例的不同模式的光信号的有效折射率随波导宽度的变化曲线图。
图6是根据本发明实施例的第一传输光波导的俯视图。
图7是根据本发明实施例的第一传输光波导的另一俯视图。
图8是根据本发明实施例的第一传输光波导的再一俯视图。
图9是根据本发明实施例的另一模式复用解复用器的俯视图。
图10是根据本发明实施例的一个模式复用解复用器示例在实现模式复用时的光能量分布图。
图11是根据本发明实施例的交换节点的示意性框图。
图12是根据本发明实施例的交换节点的另一示意性框图。
图13是根据本发明实施例的交换节点的再一示意性框图。
图14是根据本发明实施例的一个交换节点示例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
应理解，本发明实施例的技术方案可以应用于各种通信***，例如：波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)***，模分复用(Mode DivisionMultiplexing，MDM)***，频分复用(Frequency Division Multiplexing，FDM)***，时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)***和少模光纤(Few mode fiber，FMF)通信***等。
片上光网络***中不同模式的转换、分离和合并可以利用有效折射率原理来实现，即相邻两个波导中有效折射率相近或者相等的两个模式可以相互转换。具体地，当空间相邻的两个波导对应的两个模式的有效折射率相近或者相等时，这两个模式就满足模式匹配条件，满足模式匹配条件的两个模式之间可以发生能量耦合和模式转换。例如，若模式1的光信号在波导1中的有效折射率与模式2的光信号在波导2中的有效折射率相等或相近，并且波导1和波导2满足倏逝场耦合条件，即波导1与波导2之间的间距小于或等于光信号在真空中的波长，则波导1中的模式1能够与波导2中的模式2进行光模式耦合，使得波导1中传输的模式1的光能量耦合到波导2的模式2中，或者使得波导2中传输的模式2的光能量耦合到波导1的模式1中。
图2示意性地示出了现有技术中的一种模式复用解复用器200。该模式复用解复用器200包括：N+1个输入光波导、N个锥形光波导(21，22，...，2N)、N个多模光波导(31，32，...，3N)和输出光波导7。该N+1个输入光波导可以具有相同的宽度值并且仅用于传输基模光信号(即0阶模光信号)，此时，该基模光信号在该N+1个输入光波导中的有效折射率相等或相近。该N个多模光波导中的每个多模光波导具有多个模式信道，其中，该多个模式信道分别用于传输不同阶模式的光信号。此外，该N个多模光波导中的任意两个多模光波导具有不同的宽度值，使得同一模式的光信号在两个不同的多模光信号中的有效折射率不同，并且宽度越大的多模光波导支持的模式数量越多。具体地，该N+1个输入光波导包括输入光波导10和其余N个输入光波导，其中，输入光波导10依次与锥形光波导21和该多模光波导31连接，而其余N个输入光波导中的每个输入光波导包括依次连接的第一弯曲部分(41，42，...，4N)、耦合部分(51，52，...，5N)和第二弯曲部分(61，62，...，6N)。其中，该其余N个输入光波导中的第n个输入光波导包括的耦合部分5n与多模光波导3n平行设置，并且该耦合部分5n与该多模光波导3n中的模式信道n满足模式匹配条件，即基模光信号在该耦合部分5n中的有效折射率和n阶模光信号在该多模光波导3n中的有效折射率相近或相等，n＝1，2，...，N。这样，该耦合区域5n中传输的基模光信号可以耦合至该多模光波导3n中的n阶模光信号。
具体地，若该模式复用解复用器200实现模式复用，则该N+1个输入光波导中的每个输入光波导从输入端接收一路基模光信号。其中，输入光波导10接收的基模光信号依次经过锥形光波导21、多模光波导31、锥形光波导22、多模光波导32、...、锥形光波导2N以及多模光波导3N被传输至输出光波导7；而其余N个输入光波导中的第n个输入光波导的单模部分1n接收的基模光信号通过第一弯曲部分4n被传输至耦合区域5n，其中，n＝1，2，...，N。然后，该基模光信号从耦合区域5n耦合至该多模光波导3n的n阶模光信号，并且依次经过锥形光波导2(n+1)、多模光波导3(n+1)、...、锥形光波导2N以及多模光波导3N被传输至输出光波导7。这样，该输出光波导7接收到N种不同模式的光信号，并且该N种不同模式的光信号分别为基模光信号、1阶模光信号、...、n阶模光信号、...、N阶模光信号。
发明人经过研究发现，在模式复用解复用器200中：1、相邻的两个多模光波导通过额外的锥形光波导连接，导致该模式复用解复用器200的整体长度较长；2、在耦合区域与多模光波导进行光模式耦合时，由于基模光信号在耦合区域中的有效折射率较高，为了提高耦合效率，需要保证该耦合区域和该多模光波导进行耦合区域的长度较长，从而进一步增加该模式复用解复用器200的整体长度；3、该模式复用解复用器200的整体体积较大，不利于较多模式的光信号的复用传输，可拓展性较差。
图3示意性地示出了本发明实施例提供的模式复用解复用器300的俯视图，该模式复用解复用器300主要应用于片上光网络，但也可以应用于其他光网络。该模式复用解复用器300包括：多模光波导310、第一传输光波导320和第二传输光波导330。
该多模光波导310包括第一模式信道和第二模式信道，其中，该第一模式信道能够传输第一模式的光信号，该第二模式信道能够传输第二模式的光信号，其中，该第一模式不同于该第二模式。
该第一传输光波导320包括第一耦合区域321和第一输入输出区域322，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322包括第一基模信道，该第一基模信道能够传输基模光信号，并且该第一耦合区域321中的第一基模信道能够与该多模光波导310中的第一模式信道进行光模式耦合。
该第二传输光波导330包括第二耦合区域331和第二输入输出区域332，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332包括第二基模信道，该第二基模信道能够传输基模光信号，并且该第二耦合区域331中的第二基模信道能够与该多模光波导310中的第二模式信道进行光模式耦合。
其中，基模光信号在该第一耦合区域321中的有效折射率不同于基模光信号在该第二耦合区域331中的有效折射率。
因此，根据本发明实施例的模式复用解复用器300，包括多模光波导、第一传输光波导和第二传输光波导，其中，该第一传输光波导和该第二传输光波导分别包括第一耦合区域和第二耦合区域，该第一耦合区域和该第二耦合区域均能够传输基模光信号，并且基模光信号在该第一耦合区域中的有效折射率不同于该基模光信号在该第二耦合区域中的有效折射率。这样，该第一传输光波导和该第二传输光波导可以分别与该多模光波导中的不同模式信道满足模式匹配条件并且进行光模式耦合，能够将该第一传输光波导和该第二传输光波导中传输的基模光信号耦合为该多模光波导中的两个不同模式的光信号，或者将该多模光波导中传输的两个不同模式的光信号分别耦合为该第一传输光波导和该第二传输光波导中的基模光信号，从而实现片上光网络***的模式复用或解复用。
在本发明实施例中，该多模光波导310包括第一模式信道和该第二模式信道，分别能够传输第一模式和第二模式的光信号，其中，该第一模式和该第二模式中的一个可以为基模，另一个为高阶模(即非零阶模)；或者，该第一模式和该第二模式可以均为高阶模，本发明实施例对此不做限定。可选地，该多模光波导310还可以包括其它模式信道，该其它模式信道用于传输其它模式的光信号。例如，该多模光波导310包括N个模式信道，该N个模式信道与N种不同模式的光信号一一对应，但本发明实施例对此不做限定。
在本发明实施例中，基模光信号在该第一耦合区域321中的有效折射率与同一基模光信号在该第二耦合区域331中的有效折射率不同。该第一传输光波导320和该第二传输光波导330可以位于该多模光波导310的同一侧；或者该第一传输光波导320和该第二传输光波导330可以分别位于该多模光波导310的两侧，本发明实施例对此不做限定。此外，该第一传输光波导320和该第二传输光波导330可以以任意顺序设置，本发明实施例对此不作限定。
该第一耦合区域321中的第一基模信道与该多模光波导310中的该第一模式信道满足模式匹配条件，即基模光信号在该第一耦合区域321中的有效折射率与第一模式的光信号在该多模光波导310的第一模式信道中的有效折射率相等或相近。此外，该第一耦合区域321与该多模光波导310之间的距离小于或等于光信号在真空中的波长，即第一耦合区域321与该多模光波导310满足倏逝场耦合条件。因此，该第一耦合区域321中的第一基模信道能够与该多模光波导310中的第一模式信道进行光模式耦合，将该第一耦合区域321的第一基模信道中传输的基模光信号耦合到该多模光波导310的第一模式信道，或者将该多模光波导310的第一模式信道中传输的第一模式的光信号耦合到该第一耦合区域321的第一基模信道。
类似地，该第二耦合区域331中的第二基模信道与该多模光波导310中的该第二模式信道满足模式匹配条件，即基模光信号在该第二耦合区域331中的有效折射率与第二模式的光信号在该多模光波导310的第二模式信道中的有效折射率相等或相近。此外，该第二耦合区域331与该多模光波导310之间的距离小于或等于光信号在真空中的波长，即第二耦合区域331与该多模光波导310满足倏逝场耦合条件。因此，该第二耦合区域331中的第二基模信道能够与该多模光波导310中的第二模式信道进行光模式耦合，将该第二耦合区域331的第二基模信道中传输的基模光信号耦合到该多模光波导310的第二模式信道，或者将该多模光波导310的第二模式信道中传输的第二模式的光信号耦合到该第二耦合区域331的第二基模信道。
可选地，该模式复用解复用器300还可以包括其它传输光波导，该其它传输光波导用于与该多模光波导310中的其它模式信道进行光模式耦合。例如，该模式复用解复用器300包括N个传输光波导，每个传输光波导的耦合区域包括一个基模信道，该N个传输光波导中的基模信道能够与该多模光波导310中的N个不同的模式信道一一对应地进行光模式耦合，但本发明实施例对此不做限定。
在本发明实施例中，同一基模光信号在第一耦合区域321和第二耦合区域331中的有效折射率可以不同。此外，如果该第一耦合区域321中传输的第一基模光信号的波长与该第二耦合区域331中传输的第二基模光信号的波长之间的差值小于预设阈值，则该第一基模光信号在该第一耦合区域321中的有效折射率不同于该第二基模光信号在该第二耦合区域331中的有效折射率，并且该第一基模光信号在该第一耦合区域321中的有效折射率与第一模式的光信号在多模光波导310中的有效折射率相等或相近，该第二基模光信号在该第二耦合区域331中的有效折射率与第二模式的光信号在该多模光波导310中的有效折射率相等或相近，但本发明实施例对此不做限定。
可选地，该第一传输光波导320和该第二传输光波导330的配置可以满足预设条件，以使得第一基模光信号在该第一耦合区域321中的有效折射率第二基模光信号在该第二耦合区域331中的有效折射率，其中，该第一基模光信号与该第二基模光信号为相同的基模光信号或者该第一基模光信号与该第二基模光信号的波长相同。其中，该预设条件可以包括下列条件中的至少一种：
该第一耦合区域321和该第二耦合区域331具有不同的宽度；
该第一传输光波导320和该第二传输光波导330具有不同的高度；和
该第一传输光波导320和该第二传输光波导330具有不同的材料。
作为一个可选实施例，该第一耦合区域321和该第二耦合区域331具有不同的宽度。
此时，该第一传输光波导320和该第二传输光波导330可以具有相同的材料和高度，但本发明实施例对此不做限定。
该第一耦合区域和该第二耦合区域的长度可以为10μm-100μm，宽度可以为0.4μm-10μm，例如，该第一输入输出区域和该第二输出区域中的至少一个的宽度可以小于0.5μm，但本发明实施例对此不做限定。
图4示出了图3所示的模式复用解复用器300的多个剖面图。其中，该模式复用解复用器300包括衬底340，该衬底340上设置有多模光波导310、第一传输光波导320和第二传输光波导330，并且该多模光波导310、第一传输光波导320和第二传输光波导330上设置有覆盖层350(图3未示出)。可选地，该覆盖层350和该衬底340可以由相同或不同的材料组成。例如，该衬底340为二氧化硅，该覆盖层350为二氧化硅或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA材料。此时，该模式复用解复用器300中包括的多个光波导可以均为硅波导，但本发明实施例对此不做限定。
图5示出了波长为1550nm并且模式为TE0-TE3的光信号的有效折射率随波导宽度变化的曲线。如图5所示，TE2模式的光信号在宽度为1.6μm的波导中的有效折射率与TE0模式的光信号在宽度为0.5μm的波导中的有效折射率相近，而TE1模式的光信号在宽度为1.6μm的波导中的有效折射率与TE0模式的光信号在宽度为0.8μm的波导中的有效折射率相近，因此，可以以图5为依据，设计该多模光波导310、该第一耦合区域321和该第二耦合区域332的宽度，以使得该第一耦合区域321中的第一基模信道与该多模光波导310中的第一模式信道满足模式匹配条件并且该第二耦合区域331中的第二基模信道与该多模光波导310中的第二模式信道满足模式匹配条件，但本发明实施例不限于此。
该第一耦合区域、该第二耦合区域和该多模光波导的长度的配置可以使得该光模式耦合具有较高的耦合效率。由图5可以得知，基模光信号的有效折射率随着波导宽度的增大而增大。因此，与现有技术中各个输入输出区域具有相同的较宽的宽度相比，该第一耦合区域和第二耦合区域具有不同的宽度，能够使得基模光信号在该第一耦合区域和/或第二耦合区域的有效折射率降低，从而在保证所需耦合效率的同时减小该第一耦合区域和/或第二耦合区域的长度，进而减小该模式复用解复用器的整体长度。
在本发明实施例中，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322之间具有传输基模光信号的通道，以使得该第一耦合区域321能够将基模光信号传输至该第一输入输出区域322，并且该第一输入输出区域322能够将基模光信号传输至第一耦合区域321。具体地，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322可以相邻，此时，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322直接连接；或者，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322也可以不相邻，此时，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322通过其它区域间接连接，本发明实施例对此不作限定。可选地，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322可以只能传输基模光信号，即为单模光波导；或者，该第一耦合区域321和该第一输入输出区域322中的至少一个区域也可以能够传输其它模式的光信号，本发明实施例对此不做限定。
可选地，作为另一实施例，如图6所示，该第一耦合区域321的宽度不同于该第一输入输出区域322的宽度；
该第一传输光波导320还包括：第一过渡区域323，其中，该第一过渡区域的两端具有不同的宽度，并且该第一过渡区域的两端分别与该第一输入输出区域322和该第一耦合区域321连接。
该第一输入输出区域322和该第一耦合区域321可以分别具有恒定的宽度值。该第一过渡区域323在与该第一输入输出区域322连接的一端的宽度可以等于该第一输入输出区域322的宽度，在与该第一耦合区域321连接的一端的宽度可以等于该第一耦合区域321的宽度。具体地，如图6所示，该第一输入输出区域322的宽度可以小于该第一耦合区域321的宽度，此时，该第一过渡区域323在与该第一耦合区域321连接的一端的宽度大于在与该第一输入输出区域322连接的一端的宽度；或者，该第一输入输出区域322的宽度也可以小于第一该耦合区域321的宽度，此时，该第一过渡区域323在与该第一耦合区域321连接的一端的宽度小于在与该第一输入输出区域322连接的一端的宽度，本发明实施例对此不作限定。
可选地，该第一耦合区域321和第一输入输出区域322中的至少一个可以包括弯曲部分。可选地，作为另一实施例，该第一耦合区域321和第一输入输出区域322可以均为直的。此时，如果该第一耦合区域321的光信号传输方向和第一输入输出区域322的光信号传输方向之间具有一个不为零的夹角，例如，90度，则该第一过渡区域323可以包括弯曲部分，该弯曲部分可以具有圆弧形、三角函数曲线、多项式曲线或者渐进曲线，本发明实施例对此不做限定。
可选地，作为另一实施例，如图6所示，该第一耦合区域321中的光信号传输方向和该第一输入输出区域322中的光信号传输方向之间存在一个不为零的夹角，相应地，该第一过渡区域323包括弯曲部分。
可选地，如图6所示，该弯曲部分的两端具有不同的宽度，即该第一过渡区域323具体为一个宽度渐变的弯曲光波导，并且该弯曲光波导的宽度沿着靠近该第一耦合区域321的方向逐渐增大。或者，如图7和图8所示，该第一过渡区域323包括锥形部分3231和弯曲部分3232，其中，该弯曲部分3232具有恒定的宽度值，而该锥形部分3231是直的，即具有恒定的光信号传输方向。具体地，在图7中，该第一耦合区域321、该弯曲部分3232、锥形部分3231和第一输入输出区域322依次连接，并且沿着远离该多模光波导310的方向依次设置，其中，该锥形部分3231中的光信号传输方向与该第一输入输出区域322中的光信号传输方向平行，并且该锥形部分3231的宽度沿着远离该第一输入输出区域222的方向逐渐增大。此时，由于在本发明实施例提供的模式复用解复用器中，该多模光波导310具有固定的宽度，因此在该多模光波导310的长度方向上无需采用额外的锥形光波导来连接多模光波导的宽度不同的两个部分，从而降低该片上模分复用解复用器300的整体长度。
在图8中，该第一耦合区域321、该锥形部分3231、该弯曲部分3232和第一输入输出区域322依次连接，并且沿着远离该多模光波导310的方向依次设置，其中，该锥形部分3231中的光信号传输方向与该第一耦合区域321中的光信号传输方向平行，并且该锥形部分3231的宽度沿着靠近该第一耦合区域221的方向逐渐增大，本发明实施例对该第一过渡区域323的形状和结构不做限定。
此时，该第二耦合区域331的宽度与该第二输入输出区域332的宽度可以相同或不同，本发明实施例对此不做限定。在该第二耦合区域331与该第二输入输出区域332具有相同宽度的条件下，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332可以直接连接，此时，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332中的至少一个可以包括弯曲部分；如果第二耦合区域331中的光信号传输方向和该第二输入输出区域332均为直的，并且该第二耦合区域331中的光信号传输方向和该第二输入输出区域332中的光信号传输方向之间存在一个不为零的夹角，则该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332可以通过一个弯曲区域连接，本发明实施例对此不做限定。
类似地，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332之间具有传输基模光信号的通道，以使得该第二耦合区域331能够将基模光信号传输至该第二输入输出区域332，并且该第二输入输出区域332能够将基模光信号传输至第二耦合区域331。具体地，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332可以相邻，此时，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332直接连接；或者，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332也可以不相邻，此时，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332通过其它区域间接连接，本发明实施例对此不作限定。可选地，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332可以只能传输基模光信号，即为单模光波导；或者，该第二耦合区域331和该第二输入输出区域332中的至少二个区域也可以能够传输其它模式的光信号，本发明实施例对此不做限定。
如果该第二耦合区域331的宽度不同于该第二输入输出区域332的宽度。此时，该第二传输光波导330还包括：第二过渡区域，其中，该第二过渡区域的两端具有不同的宽度，并且该第二过渡区域的两端分别与该第二输入输出区域332和该第二耦合区域331连接。此时，该第一耦合区域321的宽度与该第一输入输出区域322的宽度可以相同或不同，本发明实施例对此不做限定。
该第二过渡区域在与该第二输入输出区域332连接的一端的宽度可以等于该第二输入输出区域332的宽度，在与该第二耦合区域331连接的一端的宽度可以等于该第二耦合区域331的宽度。具体地，该第二输入输出区域332的宽度可以小于该第二耦合区域331的宽度，此时，该第二过渡区域在与该第二耦合区域331连接的一端的宽度大于在与该第二输入输出区域332连接的一端的宽度；或者，该第二输入输出区域332的宽度也可以小于第二该耦合区域331的宽度，此时，该第二过渡区域在与该第二耦合区域331连接的一端的宽度小于在与该第二输入输出区域332连接的一端的宽度，本发明实施例对此不作限定。
可选地，该第二输入输出区域332和该第二耦合区域331可以分别具有恒定的宽度值。该第二过渡区域在与该第二输入输出区域332连接的一端的宽度可以等于该第二输入输出区域332的宽度，在与该第二耦合区域331连接的一端的宽度可以等于该第二耦合区域331的宽度。具体地，该第二输入输出区域332的宽度可以小于该第二耦合区域331的宽度，此时，该第二过渡区域在与该第二耦合区域331连接的一端的宽度大于在与该第二输入输出区域332连接的一端的宽度；或者，该第二输入输出区域332的宽度也可以小于第一该耦合区域331的宽度，此时，该第二过渡区域在与该第二耦合区域331连接的一端的宽度小于在与该第二输入输出区域332连接的一端的宽度，本发明实施例对此不作限定。
可选地，该第二耦合区域331和第二输入输出区域332中的至少一个可以包括弯曲部分。可选地，作为另一实施例，该第二耦合区域331和第二输入输出区域332可以均为直的，此时，如果该第二耦合区域331的光信号传输方向和第二输入输出区域332的光信号传输方向之间具有一个不为零的夹角，例如，90度，则该第二过渡区域可以包括弯曲部分，该弯曲部分可以具有圆弧形、三角函数曲线、多项式曲线或者渐进曲线，本发明实施例对此不做限定。
可选地，作为另一实施例，该第二耦合区域331中的光信号传输方向和该第二输入输出区域332中的光信号传输方向之间存在一个不为零的夹角，相应地，该第二过渡区域包括弯曲部分。
可选地，该弯曲部分的两端具有不同的宽度，即该第二过渡区域具体为一个宽度渐变的弯曲光波导，并且该弯曲光波导的宽度沿着靠近该第二耦合区域331的方向逐渐增大。或者，该第二过渡区域包括锥形部分和弯曲部分，其中，该弯曲部分具有恒定的宽度值，而该锥形部分是直的，即具有恒定的光信号传输方向，具体设置方式可以参照上述第一过渡区域323的描述，此处不再赘述。
可选地，作为另一实施例，该多模光波导310可以具有恒定的宽度值。
该多模光波导310的宽度值可以为0.4μm～10μm，但本发明实施例对此不做限定。可选地，作为另一实施例，该多模光波导310的宽度也可以不恒定，例如，该多模光波导310为锥形光波导，但本发明实施例不限于此。
可选地，作为另一实施例，该第一耦合区域321和该第二耦合区域331均与该多模光波导310平行，并且该第一耦合区域321和该第二耦合区域331与该多模光波导310之间的距离均小于1μm。
可选地，作为另一实施例，当该模式复用解复用器300实现模式复用时，该第一输入输出区域322用于从第一发送端接收基模光信号，并将接收到的该基模光信号传输至该第一耦合区域321；该第一耦合区域321用于将该第一输入输出区域322传输的该基模光信号耦合至该第一模式信道；该第二输入输出区域332用于从第二发送端接收基模光信号，并将接收到的该基模光信号传输至该第二耦合区域331；该第二耦合区域331用于将该第二输入输出区域332传输的该基模光信号耦合至该第二模式信道；该多模光波导310用于与该第一耦合区域321进行光模式耦合，获得该第一模式信道传输的该第一模式的光信号，与该第二耦合区域331进行光模式耦合，获得该第二模式信道传输的该第二模式的光信号，并将耦合获得的该第一模式和该第二模式的光信号传输至第一接收端。
该第一发送端可以与该第二发送端相同或不同，本发明实施例对此不做限定。该第一输入光波导320和第二输入光波导330中传输的两束基模光信号均耦合至该多模光波导310中进行传输，实现光信号的模式复用。
可选地，作为另一实施例，当该模式复用解复用器300实现模式解复用时，该多模光波导310用于从第三发送端接收一束光信号，其中，该一束光信号包括第一模式和第二模式的光信号，并将该第一模式的光信号耦合至该第一耦合区域321的该第一基模信道，将该第二模式的光信号耦合至该第二耦合区域331的该第二基模信道；该第一耦合区域321用于通过与该多模光波导310进行光模式耦合，获得该第一基模信道传输的基模光信号，并将耦合获得的该基模光信号传输至该第一输入输出区域322；该第一输入输出区域322用于将该第一耦合区域321传输的该基模光信号传输至第二接收端；该第二耦合区域331用于与该多模光波导310进行光模式耦合，获得该第二基模信道传输的基模光信号，并将耦合获得的该基模光信号传输至该第二输入输出区域332；该第二输入输出区域332用于将该第二耦合区域331传输的该基模光信号传输至第三接收端。
此时，该第二接收端可以与该第三接收端相同或不同，本发明实施例对此不做限定。该多模光波导310中传输的第一模式和第二模式的光信号分别耦合至该第一输入光波导220和第二输入光波导230中进行传输，从而实现光信号的模式解复用。
因此，根据本发明实施例的模式复用解复用器300，包括多模光波导、第一传输光波导和第二传输光波导，其中，该第一传输光波导和该第二传输光波导分别包括第一耦合区域和第二耦合区域，该第一耦合区域和该第二耦合区域均能够传输基模光信号，并且基模光信号在该第一耦合区域中的有效折射率不同于该基模光信号在该第二耦合区域中的有效折射率。这样，该第一传输光波导和该第二传输光波导可以分别与该多模光波导中的不同模式信道满足模式匹配条件并且进行光模式耦合，能够将该第一传输光波导和该第二传输光波导中传输的基模光信号耦合为该多模光波导中的两个不同模式的光信号，或者将该多模光波导中传输的两个不同模式的光信号分别耦合为该第一传输光波导和该第二传输光波导中的基模光信号，从而实现片上光网络***的模式复用或解复用。
此外，该第一耦合区域和该第二耦合区域具有不同的宽度，以使得该第一传输光波导和该第二传输光波导分别与该多模光波导中的不同模式信道进行光模式耦合，避免现有技术中通过改变多模光波导的宽度而需要引入额外的锥形光波导，从而减小该模式复用解复用器的整体长度。此外，由于与多模光波导中的高阶模进行光模式耦合的传输光波导中的耦合区域较宽，因此基模光信号在耦合区域中具有较小的有效折射率，从而能够减小该多模光波导以及该耦合区域的长度，进而进一步减小该模式复用解复用器的整体长度。本发明实施例提供的模式复用解复用器的整体体积较小，因此能够用于较多模式的光信号的复用传输，具有较好的可拓展性。
下面通过具体例子详细描述根据本发明实施例的模式复用解复用器。图9示意性地示出了本发明另一实施例的模式复用解复用器400。该模式复用解复用器400包括：多模光波导410和N个传输光波导420(传输光波导1、...、传输光波导i、...、传输光波导N)，N≥2，其中，
该多模光波导410包括N个模式信道，该N个模式信道与N种不同模式的光信号一一对应；
该N个传输光波导420中的每个传输光波导包括耦合区域421和输入输出区域422，其中，同一个传输光波导的耦合区域421和输入输出区域422之间能够传输基模光信号；
该N个传输光波导420的耦合区域421用于与该多模光波导410中的N个模式信道进行光模式耦合，并且基模光信号在该N个传输光波导420中的任意两个传输光波导的耦合区域中具有不同的有效折射率。
具体地，第i个传输光波导的耦合区域用于与该多模光波导中的第i个模式信道进行光模式耦合，1≤i≤N。
因此，根据本发明实施例的模式复用解复用器400，包括多模光波导和N个传输光波导，每个传输光波导包括输入输出区域以及用于与该多模光波导进行光模式耦合的耦合区域，并且该N个传输光波导的耦合区域的宽度互不相同，使得基模光信号在该N个传输光波导中的有效折射率互不相同。这样，该N个传输光波导可以分别与该多模光波导中的不同模式信道满足模式匹配条件并且能够进行光模式耦合，从而能够将该N个传输光波导中传输的基模光信号耦合为该多模光波导中的N个不同模式的光信号，或者将该多模光波导中传输的N个不同模式的光信号耦合为该N个传输光波导中的基模光信号，实现片上光网络***的模式复用或解复用。
该多模光波导可以具有M个模式信道，其中每个模式信道用于传输一种模式的光信号并且各个模式信道传输的光信号的模式互不相同，M≥N。该N个模式信道对应的N种不同模式的光信号可以具体为模式阶数连续的N个光信号，例如，该N种模式的光信号由0阶模(即基模)光信号到N-1阶模光信号组成，或者由1阶模光信号到N阶模光信号组成，等等。或者，该N个不同模式的光信号也可以为模式阶数不连续的N个光信号，本发明实施例对此不作限定。
作为一个可选实施例，该多模光波导和该N个传输光波导可以设置在同一个衬底上，该衬底可以为硅基衬底或其它半导体衬底，本发明实施例对此不做限定。可选地，该多模光波导和该N个传输光波导可以具有相同的高度，或者该N个传输光波导可以具有不同的高度，本发明实施例对此不作限定。
该N个传输光波导中的耦合区域分别与该多模光波导中的N个模式信道进行光模式耦合。具体地，第i个传输光波导中的耦合区域与该多模光波导中的第i个模式信道进行光模式耦合。该N个传输光波导的配置可以满足预设条件，以使得基模光信号在该N个传输光波导的任意两个耦合区域中的有效折射率不同。其中，该预设条件可以包括下列条件中的至少一种：
该N个传输光波导包括的至少两个耦合区域具有不同的宽度；
该N个传输光波导中的至少两个传输光波导具有不同的高度；和
该N个传输光波导中的至少两个传输光波导具有不同的材料。
作为一个可选实施例，该N个传输光波导包括的至少两个耦合区域具有不同的宽度。
可选地，在本发明实施例中，同一个传输光波导中的耦合区域和输入输出区域可以直接或间接连接。具体地，如果一个传输光波导的耦合区域和该传输光波导的输入输出区域具有相同的宽度，则该传输光波导中的耦合区域和输入输出区域可以直接连接，此时，该传输光波导中的输入输出区域在与耦合区域连接的一端可以包括弯曲部分，并且该弯曲部分具有单一宽度值，但本发明实施例对此不作限定。
可选地，作为另一实施例，如果一个传输光波导的耦合区域和该传输光波导的输入输出区域具有不同的宽度，该传输光波导还可以包括过渡区域，其中，该过渡区域的两端具有不同的宽度，并且该传输光波导中的过渡区域的两端分别与该传输光波导的输入输出区域和耦合区域连接。
可选地，作为另一实施例，该N个传输光波导中的耦合区域可以均与该多模光波导平行，并且该N个传输光波导中的耦合区域与该多模光波导210之间的距离小于或等于光信号在真空中的波长，以满足倏逝场耦合条件。可选地，该N个传输光波导中的耦合区域可以与该多模光波导之间具有相同的距离，但本发明实施例不限于此。
此外，该N个传输光波导中的耦合区域的长度也可以足够长，以使得N个传输光波导与该多模光波导之间的光模式耦合具有较高的耦合效率。例如，该N个传输光波导中的耦合区域的长度可以为10μm-100μm，宽度可以为0.4μm-10μm，但本发明实施例对此不做限定。
在该模式复用解复用器400中，该多模光波导以及该N个传输光波导的设置可以使得该N个传输光波导分别能够与该多模光波导的不同模式信道满足模式匹配条件。具体地，假设该多模光波导的第j个模式信道与该N个不同模式中的第j个模式的光信号相对应，则该N个传输光波导中的第i个传输光波导的耦合区域可以与该多模光波导的第j个模式信道满足模式匹配条件，1≤i，j≤N，即该第j个模式的光信号在该第j个模式信道中的有效折射率与基模光信号在该第i个传输光波导的耦合区域中的有效折射率相等或相近，这样，该第i个传输光波导的耦合区域中传输的基模光信号可以耦合到该多模光波导中的第j个模式信道进行传输，或者该多模光波导中传输的第j个模式的光信号可以耦合到该第i个传输光波导的耦合区域中作为基模光信号进行传输。
该N个传输光波导中的每个传输光波导用于传输基模光信号，并且该每个传输光波导包括耦合区域和输入输出区域。一个传输光波导的耦合区域和输入输出区域可以仅包括基模信道，例如，该传输光波导为单模光波导。或者，耦合区域和输入输出区域中的至少一个也进一步包括用于传输高阶模光信号的高阶模信道，本发明实施例对此不做限定。
可选地，作为另一实施例，当该模式复用解复用器400用作模式复用器时，
该N个传输光波导中的第i个传输光波导的输入输出区域用于从第一发送端接收基模光信号，并将该基模光信号传输至该第i个传输光波导的耦合区域，1≤i≤N；
该第i个传输光波导的耦合区域用于将接收到的该基模光信号耦合至该多模光波导的第i个模式信道；
该多模光波导用于与该N个传输光波导中的耦合区域进行光模式耦合，获得该N个模式信道对应的该N种不同模式的光信号，并将该N种不同模式的光信号传输至第一接收端。
在上述传输和模式耦合过程中，光信号的偏振态可以保持不变。这样，该模式复用解复用器400可以实现将N个传输光波导中传输的N个基模光信号耦合为该多模光波导中的N个不同模式的光信号，从而实现光信号的模式复用传输。
可选地，作为另一实施例，当该模式复用解复用器400用作模式解复用器时，
该多模光波导用于从第二发送端接收一束光信号，该一束光信号包括与该N个信道模式对应的该N种不同模式的光信号，并将该N种不同模式的光信号耦合至该N个传输光波导的耦合区域；
该N个传输光波导中的第i个传输光波导的耦合区域用于将该多模光波导传输的第i种模式的光信号耦合至基模光信号，并将耦合获得的该基模光信号传输至该第i个传输光波导的输入输出区域，1≤i≤N；
该第i个传输光波导的输入输出区域具体用于将接收到的该基模光信号传输至第二接收端。
在上述传输和模式耦合过程中，光信号的偏振态可以保持不变。这样，该模式复用解复用器可以实现将该多模光波导中传输的N个不同模式的光信号耦合到N个传输光波导中作为基模光信号进行传输，从而实现光信号的模式解复用。
在一个设置在硅基衬底上的模式复用解复用器示例中，该模式复用解复用器包括多模光波导和三个输入光波导，该三个输入光波导中的每个输入光波导包括依次设置的耦合区域、弯曲区域、锥形区域和输入输出区域。具体地，该模式复用解复用器中包括的各个波导具有相同的高度h＝220nm，该多模光波导的宽度Wb＝1.6μm，并且该多模光波导和该三个输入光波导的耦合区域之间具有相同的间距D＝100nm。该三个输入光波导中的耦合区域的宽度分别是W1＝1.6μm，W2＝0.8μm，W3＝0.5μm，该三个输入光波导中的输入输出区域的宽度均为500nm。图10示出了该模式复用解复用器示例实现模式复用时的光能量分布曲线。其中，该光能量分布图具有黑色背景，并且该光能量分布图包括多个U形(或类U形)能量分布曲线。其中，位于左侧的开口向下的U形曲线表示该多模光波导的一个模式信道对应的光能量分布曲线，位于右侧的开口向上的U形曲线表示一个传输光波导对应的光能量分布曲线；此外，一个单独的U形曲线对应于TE0模式，具有相同开口方向的两个并列U形曲线对应于TE1模式，具有相同开口方向的三个并列U形曲线对应于TE2模式。从图10可以看出，该三个传输光波导分别与该多模光波导中的TE0模式、TE1模式和TE2模式进行光模式耦合。
因此，根据本发明实施例的模式复用解复用器，包括多模光波导和N个传输光波导，每个传输光波导包括输入输出区域以及用于与该多模光波导进行光模式耦合的耦合区域，并且该N个传输光波导的耦合区域的宽度互不相同，使得基模光信号在该N个传输光波导中的有效折射率互不相同，这样，该N个传输光波导可以分别与该多模光波导中的不同模式信道满足模式匹配条件并且能够进行光模式耦合，从而能够将该N个传输光波导中传输的基模光信号耦合为该多模光波导中的N个不同模式的光信号，或者将该多模光波导中传输的N个不同模式的光信号耦合为该N个传输光波导中的基模光信号，实现片上光网络***的模式复用或解复用。
此外，该N个传输光波导中的耦合区域的宽度互不相同，以使得该N个传输光波导能够与该多模光波导中的不同模式信道进行光模式耦合，避免现有技术中通过改变多模光波导的宽度而需要引入额外的锥形光波导，从而减小该模式复用解复用器的整体长度。此外，由于与多模光波导中的高阶模光信号进行模式耦合的传输光波导中的耦合区域较宽，因此基模光信号在耦合区域中具有较小的有效折射率，从而能够减小该多模光波导以及该耦合区域的长度，进而进一步减小该模式复用解复用器的整体长度。本发明实施例提供的模式复用解复用器的整体体积较小，因此能够用于较多模式的光信号的复用传输，具有较好的可拓展性。
上文结合图3至图10详细描述了根据本发明实施例的模式复用解复用器，下面结合图11至图14描述根据本发明实施例的交换节点，其中，该交换节点能够同时采用波长复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术和模式复用技术对光信号进行传输。应理解，本发明实施例以该交换节点结合波长复用和模式复用技术传输光信号为例进行说明，但该交换节点可以在传输光信号时将该模式复用技术和偏振复用(PolarizationDivision Multiplexing，PDM)、时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)和波长复用技术中的至少一种技术相结合，本发明实施例对此不做限定。
图11示出了根据本发明实施例的交换节点500的示意性框图。其中，该交换节点500能够对模式相同、波长不同的多个光信号进行波长复用，并且对模式不同的多个分别包括多个波长的光信号进行模式复用，但本发明实施例不限于此。如图11所示，该交换节点500包括：
一个模式解复用器510、N1个波长解复用器520和M1个光开关530，其中，该模式解复用器510为如图3至图10中所示的任一模式复用解复用器，1＜N1≤N，M1为大于一的整数。
具体地，该模式解复用器510用于接收一束光信号，其中，该一束光信号包括N2个模式和M2个波长的光信号，M2≤M1，1＜N2≤N1。
该模式解复用器510还用于将该一束光信号分离为N2束基模光信号，并将该N2束基模光信号传输至该N1个波长解复用器520，其中，该N2束基模光信号中的每束基模光信号包括至少一个波长的光信号。
该N1个波长解复用器520中的第一波长解复用器用于接收该模式解复用器510传输的包括M2个波长的一束基模光信号，将接收到的该一束基模光信号分离为M2束基模光信号，并将获得的该M2束基模光信号传输至该M1个光开关530，其中，该M2束基模光信号中的每束基模光信号具有单一波长，并且该M2束基模光信号的波长互不相同。
该M1个光开关530中的第一光开关用于接收该N1个波长解复用器520传输的至少一束具有单一波长的基模光信号，并且根据接收到的该至少一束基模光信号的目的节点，路由该至少一束基模光信号。
因此，根据本发明实施例的交换节点，包括模式解复用器、多个波长解复用器和多个光开关，能够对包括多个波长和多个模式的一束光信号依次进行模式解复用和波长解复用，获得多束分别具有单一波长的基模光信号，并且通过多个光开关对该多束分别具有单一波长的基模光信号进行路由，从而实现结合波长复用技术和模式复用技术来传输光信号。
该模式解复用器510能够对N个模式的光信号进行模式解复用处理，其中，该N个模式可以包括该N1个模式，N≥N1。类似地，该波长解复用器520能够对M个波长的光信号进行波长解复用处理，即该波长解复用器520可以具有M个输出端口，其中，该M个波长包括该M2个波长，M≥M2。
该N1束基模光信号中的每束基模光信号可以包括至少一个波长，例如，可以包括一个波长的基模光信号或M2个波长的基模光信号，等等，本发明实施例对此不做限定。
该M2个波长的差值可以小于一定阈值，以使得该M2个波长的基模光信号在同一光波导中的有效折射率相等或相近。
该N1个波长解复用器520中的至少一个波长解复用器接收该模式解复用器510传输的基模光信号，并且该至少一个波长解复用器中的每个波长解复用器接收一束包括一个或多个波长的基模光信号，但本发明实施例对此不做限定。
该M1个光开关530中的至少一个光开关接收该N1个波长解复用器520传输的多束基模光信号。其中，该至少一个光开关中的每个光开关接收至少一束基模光信号，但本发明实施例对此不做限定。
该M1个光开关530中的每个光开关可以根据该接收到的光信号的目的节点，路由该接收到的光信号。具体地，如果一个光开关接收到的光信号的目的节点为本交换节点500，则该光开关可以将接收到的光信号从本交换节点500所对应的输出端口输出，以使得该光信号被传输至该交换节点500本地；如果该光开关接收到的光信号的目的节点为其它交换节点，则该光开关可以将接收到的该光信号从该其它交换节点所对应的输出端口输出，以使得该光信号被传输至该其它交换节点，本发明实施例对此不作限定。
可选地，作为另一实施例，该交换节点500还包括：至少一个接收器540，其中，该至少一个接收器540用于接收至少一束基模光信号。
可选地，如图12所示，该至少一个接收器540可以具体用于接收该M1个光开关传输的基模光信号，此时，该第一光开关具体用于，若接收到的至少一束基模光信号中的第一基模光信号的目的节点为该交换节点300，将该第一基模光信号传输至该至少一个接收器540中的一个接收器；
相应地，该至少一个接收器540中的第一接收器用于接收该第一光开关传输的该第一基模光信号。
可选地，作为另一实施例，如图13所示，该至少一个接收器540可以具体用于接收该N1个波长解复用器520传输的光信号，此时，该至少一个接收器540可以具体用于接收该N1个波长解复用器520输出的多束基模光信号中的至少一束基模光信号，相应地，该N1个波长解复用器输出的多束基模光信号可以均被传输至M1个光开关530，或者部分被传输至该M1个光开关530，另一部分被传输至该至少一个接收器540，本发明实施例对此不做限定。
若该至少一个接收器540的数量为多个，则在某一时刻，该多个接收器540中的所有接收器可能均接收到基模光信号，或者该只有部分接收器接收到基模光信号，本发明实施例对此不做限定。
可选地，作为另一实施例，如图12所示，该交换节点500还包括：
N3个波长复用器550和一个模式复用器560，其中，该模式复用器560可以为图3至图10所示的任一模式复用解复用器，N3为大于一的整数。
具体地，该第一光开关还用于，若接收到的该至少一束基模光信号中的第二基模光信号的目的节点不为该交换节点，将该第二基模光信号传输至该N3个波长复用器中的一个波长复用器。
该N3个波长复用器550中的第一波长复用器用于接收该M1个光开关530传输的多束基模光信号，将该多束基模光信号复用为一束基模光信号，并将获得的该一束基模光信号传输至该模式复用器560，其中，该多束基模光信号的波长互不相同。
该模式复用器560用于接收该N3个波长复用器550传输的多束基模光信号，将该多束基模光信号复用为包括多个不同模式的一束光信号，并且发送获得的该包括多个不同模式的一束光信号。
该N3个波长复用器550中的一个波长复用器接收的基模光信号可以来自于一个或多个光开关，本发明实施例对此不做限定。
可选地，该N1个波长解复用器520可以组成波长解复用器阵列，该M1个光开关530可以组成光开光阵列，该N3个波长复用器550可以组成波长解复用器阵列。此时，该交换节点500可以包括依次连接的模式解复用器510、波长解复用器阵列520、光开关阵列530、波长复用器阵列550和模式复用器560。
可选地，作为另一实施例，该交换节点500还包括：至少一个发射器570，用于发射至少一束基模光信号，其中，该至少一束基模光信号中的每束基模光信号具有单一波长。
可选地，如图12所示，该至少一个发射器570具体用于向该M1个光开关530发射至少一束基模光信号，该至少一束基模光信号中的每束基模光信号具有单一波长；
相应地，该M1个光开关530中的第二光开关还用于接收该至少一个发射器570发射的至少一束基模光信号。
在某一时刻，一个光开关530接收到的至少一束基模光信号可以全部来自于该N1个波长解复用器520，或者部分来自于该至少一个发射器570，部分来自于该N1个波长解复用器520，本发明实施例对此不做限定。
可选地，作为另一实施例，如图13所示，该至少一个发射器570具体用于向该N3个波长复用器550发射至少一束基模光信号，相应地，该第一波长复用器用于接收来自于该至少一个发射器和/或该M1个光开关530传输的多束基模光信号。
如果该至少一个发射器570的个数为多个，则在某一时刻，该多个发射器570中的所有发射器可以均发射基模光信号，或者只有部分发射器发射基模光信号，本发明实施例对此不做限定。
图14示出了根据本发明实施例的一个交换节点600示例的示意图。如图14所示，该交换节点600包括：一个模式解复用器610、包括三个波长解复用器620的波长解复用器阵列、包括九个1×2光开关630的1×2光开关阵列、包括三个接收器640的接收器阵列、包括三个3×3光开关650组成的3×3光开关阵列、包括三个发射器660的发射器阵列、包括九个2×1光开关670的2×1光开关阵列、包括三个波长复用器680的波长复用器阵列、模式复用器690以及多个光纤。其中，该模式解复用器610和该模式复用器690可以具体为图3至图10所示的任一模式复用解复用器。
该模式解复用器610可以用于从输入光纤接收一束光信号，该光信号包括三个波长(λ1、λ2和λ3)和三个模式(TE0、TE1和TE2)；该模式解复用器610可以对接收到的该光信号进行模式解复用处理，获得三束基模光信号，其中，该三束基模光信号分别来自于三个模式(TE0、TE1和TE2)的光信号，并且该三束基模光信号中的每束基模光信号包括三个波长的光信号；然后，该模式解复用器610输出该三束分别包括三个波长的基模光信号。
该三束分别包括三个波长的基模光信号可以通过传输光纤被传输至该波长解复用器阵列620，其中，每个波长解复用器接收一束基模光信号，并且对接收到的该基模光信号进行波长解复用处理，以获得三束分别具有单一波长的基模光信号，即波长为λ1的基模光信号、波长为λ2的基模光信号和波长为λ3的基模光信号，然后输出该三束分别具有单一波长的基模光信号。这样，该波长解复用器阵列620中的三个波长解复用器获得九束分别具有单一波长的基模光信号，该九束分别具有单一波长的基模光信号可以通过传输光纤被传输至该1×2光开关阵列630。
此外，该发射器阵列660中的至少一个发射器可以发射具有单一波长的基模光信号，该发射器阵列660发射的基模光信号被传输至该1×2光开关阵列630。
该1×2光开关阵列630的每个1×2光开关可以接收该发射器阵列660或该波长解复用器阵列620发送的基膜光信号，并将接收到的该基模光信号传输至该3×3光开关阵列650。
该3×3光开关阵列650中的每个3×3光开关可以接收特定波长的至少一束基模光信号，并根据该至少一束基模光信号的目的节点输出该至少一束基模光信号。具体地，若一个3×3光开关接收到的该具有单一波长的基模光信号的目的节点为本交换节点600，则该3×3光开关可以从与该接收器阵列640对应的输出端口输出该基模光信号，并且该基模光信号通过传输光纤被传输至该接收器阵列640；若接收到的该具有单一波长的基模光信号的目的节点不为本交换节点600，则该3×3光开关可以从与该波长复用器阵列680对应的输出端口输出该基模光信号。
该波长复用器阵列680中的每个波长复用器可以接收来自于该3×3光开关阵列650的三束基模光信号，其中，该三束基模光信号的波长互不相同，这样，该波长复用器可以对该三束波长互不相同的基模光信号进行波长复用处理，获得一束包括三个波长的基模光信号然后将其输出。
该波长复用器阵列680输出的三束分别包括三个波长的基模光信号通过传输光纤被传输至该模式复用器680，该模式复用器680可以将接收到的该三束分别包括三个波长的基模光信号复用为一束包括三个模式和三个波长的光信号，该一束包括三个模式和三个波长的光信号可以通过输出光纤被传输至其他交换节点。
应理解，图14的这个例子是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非要限制本发明实施例的范围。本领域技术人员根据所给出的图14的例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本发明实施例的范围内。
因此，根据本发明实施例的交换节点，包括模式解复用器、多个波长解复用器和多个光开关，能够对包括多个波长和多个模式的一束光信号依次进行模式解复用和波长解复用，获得多束分别具有单一波长的基模光信号，并且通过多个光开关对该多束分别具有单一波长的基模光信号进行路由，从而实现结合波长复用技术和模式复用技术来传输光信号。
应理解，在本发明实施例中，术语和/或仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符/，一般表示前后关联对象是一种或的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能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。本领域普通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。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种模式复用解复用器，其特征在于，包括：多模光波导、第一传输光波导和第二传输光波导，其中，
所述多模光波导包括第一模式信道和第二模式信道，其中，所述第一模式信道能够传输第一模式的光信号，所述第二模式信道能够传输第二模式的光信号，所述第一模式不同于所述第二模式；
所述第一传输光波导包括第一耦合区域、第一输入输出区域和第一过渡区域，所述第一耦合区域和所述第一输入输出区域包括第一基模信道，所述第一基模信道能够传输基模光信号，并且所述第一耦合区域中的第一基模信道能够与所述多模光波导中的第一模式信道进行光模式耦合，所述第一过渡区域的两端具有不同的宽度，并且所述第一过渡区域的两端分别与所述第一输入输出区域和所述第一耦合区域连接，其中，所述第一耦合区域的宽度不同于所述第一输入输出区域的宽度；
所述第二传输光波导包括第二耦合区域和第二输入输出区域，所述第二耦合区域和所述第二输入输出区域包括第二基模信道，所述第二基模信道能够传输基模光信号，并且所述第二耦合区域中的第二基模信道能够与所述多模光波导中的第二模式信道进行光模式耦合；
其中，基模光信号在所述第一耦合区域中的有效折射率不同于基模光信号在所述第二耦合区域中的有效折射率。
2.根据权利要求1所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述第一耦合区域和所述第二耦合区域具有不同的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述第一耦合区域中的光信号传输方向和所述第一输入输出区域中的光信号传输方向之间存在一个不为零的夹角，所述第一过渡区域包括弯曲部分。
4.根据权利要求1或2所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述多模光波导的宽度为恒定值。
5.根据权利要求1或2所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述第一耦合区域和所述第二耦合区域均与所述多模光波导平行，并且所述第一耦合区域和所述第二耦合区域与所述多模光波导之间的距离均小于1μm。
6.根据权利要求1或2所述的模式复用解复用器，其特征在于，当所述模式复用解复用器实现模式复用时，
所述第一输入输出区域用于从第一发送端接收基模光信号，并将接收到的所述基模光信号传输至所述第一耦合区域；
所述第一耦合区域用于将所述第一输入输出区域传输的所述基模光信号耦合至所述第一模式信道；
所述第二输入输出区域用于从第二发送端接收基模光信号，并将接收到的所述基模光信号传输至所述第二耦合区域；
所述第二耦合区域用于将所述第二输入输出区域传输的所述基模光信号耦合至所述第二模式信道；
所述多模光波导用于与所述第一耦合区域进行光模式耦合，获得所述第一模式信道传输的所述第一模式的光信号，与所述第二耦合区域进行光模式耦合，获得所述第二模式信道传输的所述第二模式的光信号，并将耦合获得的所述第一模式和所述第二模式的光信号传输至第一接收端。
7.根据权利要求1或2所述的模式复用解复用器，其特征在于，当所述模式复用解复用器实现模式解复用时，
所述多模光波导用于从第三发送端接收一束光信号，其中，所述一束光信号包括第一模式和第二模式的光信号，并将所述第一模式的光信号耦合至所述第一耦合区域的所述第一基模信道，将所述第二模式的光信号耦合至所述第二耦合区域的所述第二基模信道；
所述第一耦合区域用于通过与所述多模光波导进行光模式耦合，获得所述第一基模信道传输的基模光信号，并将耦合获得的所述基模光信号传输至所述第一输入输出区域；
所述第一输入输出区域用于将所述第一耦合区域传输的所述基模光信号传输至第二接收端；
所述第二耦合区域用于与所述多模光波导进行光模式耦合，获得所述第二基模信道传输的基模光信号，并将耦合获得的所述基模光信号传输至所述第二输入输出区域；
所述第二输入输出区域用于将所述第二耦合区域传输的所述基模光信号传输至第三接收端。
8.一种交换节点，其特征在于，包括：
一个模式解复用器、N1个波长解复用器和M1个光开关，其中，所述模式解复用器为如权利要求1至7中任一项所述的模式复用解复用器，1<N1≤N，M1为大于一的整数，
所述模式解复用器用于接收一束光信号，其中，所述一束光信号包括N2个模式和M2个波长的光信号，M2≤M1，1<N2≤N1；
所述模式解复用器还用于将所述一束光信号分离为N2束基模光信号，并将所述N2束基模光信号传输至所述N1个波长解复用器，其中，所述N2束基模光信号中的每束基模光信号包括至少一个波长的光信号；
所述N1个波长解复用器中的第一波长解复用器用于接收所述模式解复用器传输的包括M2个波长的一束基模光信号，将接收到的所述一束基模光信号分离为M2束基模光信号，并将获得的所述M2束基模光信号传输至所述M1个光开关，其中，所述M2束基模光信号中的每束基模光信号具有单一波长，并且所述M2束基模光信号的波长互不相同；
所述M1个光开关中的第一光开关用于接收所述N1个波长解复用器传输的至少一束具有单一波长的基模光信号，并且根据接收到的所述至少一束基模光信号的目的节点，路由接收到的所述至少一束基模光信号。
9.根据权利要求8所述的交换节点，其特征在于，所述交换节点还包括：至少一个接收器，其中，
所述第一光开关具体用于，若接收到的所述至少一束基模光信号中的第一基模光信号的目的节点为所述交换节点，将所述第一基模光信号传输至所述至少一个接收器中的一个接收器；
所述至少一个接收器中的第一接收器用于接收所述第一光开关传输的所述第一基模光信号。
10.根据权利要求8或9所述的交换节点，其特征在于，还包括：N3个波长复用器和一个模式复用器，其中，所述模式复用器为如权利要求1至8中任一项所述的模式复用解复用器，N3为大于一的整数，
所述第一光开关还用于，若接收到的所述至少一束基模光信号中的第二基模光信号的目的节点不为所述交换节点，将所述第二基模光信号传输至所述N3个波长复用器中的一个波长复用器；
所述N3个波长复用器中的第一波长复用器用于接收所述M1个光开关传输的多束基模光信号，将所述多束基模光信号复用为一束基模光信号，并将获得的所述一束基模光信号传输至所述模式复用器，其中，所述多束基模光信号的波长互不相同；
所述模式复用器用于接收所述N3个波长复用器传输的多束基模光信号，将所述多束基模光信号复用为包括多个不同模式的一束光信号，并且发送获得的所述包括多个不同模式的一束光信号。
11.根据权利要求8或9所述的交换节点，其特征在于，所述交换节点还包括：至少一个发射器，其中，
所述至少一个发射器用于向所述M1个光开关发射至少一束基模光信号，所述至少一束基模光信号中的每束基模光信号具有单一波长；
所述M1个光开关中的第二光开关用于接收所述至少一个发射器发射的至少一束基模光信号。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022116619A1 (zh) * 2020-12-04 2022-06-09 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105874314B (zh) * 2014-04-15 2018-12-07 华为技术有限公司 光波导群速度延时测量装置及方法
US10408999B2 (en) 2014-05-09 2019-09-10 National University Corporation University Of Fukui Multiplexer
JP6807561B2 (ja) 2014-05-09 2021-01-13 国立大学法人福井大学 合波器、この合波器を用いた画像投影装置及び画像投影システム
US20190222309A1 (en) * 2016-08-09 2019-07-18 Macquarie University System and a method for detecting the installation of an optical tap and a method of securing an optical signal in an optical fiber
GB201803170D0 (en) * 2018-02-27 2018-04-11 Optoscribe Ltd Optical apparatus and methods of manufacture thereof
JP6994220B2 (ja) * 2018-03-01 2022-01-14 日本電信電話株式会社 波長合波器
CN109194439A (zh) * 2018-09-05 2019-01-11 华中科技大学 一种基于弱导环形结构光纤的模式复用通信***及方法
US11921320B2 (en) * 2019-06-04 2024-03-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical circuit
JP7389350B2 (ja) * 2020-03-19 2023-11-30 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 ９０度光ハイブリッド
US11585981B2 (en) * 2020-04-15 2023-02-21 Hirose Electric Co., Ltd. Multi-mode waveguide system and connector for photonic integrated circuit
US11360268B1 (en) * 2021-03-17 2022-06-14 Cisco Technology, Inc. Low-loss and low-crosstalk optical mode multiplexer and optical crossover
CN113281843B (zh) * 2021-05-25 2022-07-12 华中科技大学 一种基于聚合物的四模模式循环转换器
CN113484952B (zh) * 2021-07-05 2022-03-25 浙江大学 一种硅基片上的三维混合复用信号全光波长转换装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0604894A1 (en) * 1992-12-25 1994-07-06 Canon Kabushiki Kaisha Demultiplexing apparatus and optical communication system using the demultiplexing apparatus
EP1426799A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical demultiplexer, optical multi-/demultiplexer, and optical device
EP2234294A1 (en) * 2007-12-13 2010-09-29 Huawei Technologies Co., Ltd. Aggregation node device of passive optical network and the system thereof
CN103023600A (zh) * 2012-10-17 2013-04-03 浙江大学 一种多通道集成光波导模式复用-解复用器
CN103095373A (zh) * 2013-01-31 2013-05-08 华中科技大学 基于模分复用的自相干光纤通信***
CN103345022A (zh) * 2013-07-03 2013-10-09 吉林大学 一种基于少模光纤的非对称平面光波导模式复用/解复用器
WO2013188592A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Cornell University Optical mode-division multiplexing using selected mode coupling between an optical resonator and a signal transmission line
JP2014119556A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> モード合分波器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6628859B2 (en) * 2001-03-22 2003-09-30 Triquint Technology Holding Co. Broadband mode converter
EP2645609B1 (en) 2012-03-30 2014-10-29 Alcatel Lucent Method of optical data transmission using mode division multiplexing
CN106797271B (zh) * 2014-11-07 2019-06-11 华为技术有限公司 一种模式转换器、多模波导传输装置及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0604894A1 (en) * 1992-12-25 1994-07-06 Canon Kabushiki Kaisha Demultiplexing apparatus and optical communication system using the demultiplexing apparatus
EP1426799A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical demultiplexer, optical multi-/demultiplexer, and optical device
EP2234294A1 (en) * 2007-12-13 2010-09-29 Huawei Technologies Co., Ltd. Aggregation node device of passive optical network and the system thereof
WO2013188592A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Cornell University Optical mode-division multiplexing using selected mode coupling between an optical resonator and a signal transmission line
CN103023600A (zh) * 2012-10-17 2013-04-03 浙江大学 一种多通道集成光波导模式复用-解复用器
JP2014119556A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> モード合分波器
CN103095373A (zh) * 2013-01-31 2013-05-08 华中科技大学 基于模分复用的自相干光纤通信***
CN103345022A (zh) * 2013-07-03 2013-10-09 吉林大学 一种基于少模光纤的非对称平面光波导模式复用/解复用器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022116619A1 (zh) * 2020-12-04 2022-06-09 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块

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