本發(fā)明屬于集成光電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種多波長-多模式的可重構(gòu)插分復(fù)用芯片。

背景技術(shù)：

為了提高片上集成光通信的通信速率，人們相繼開發(fā)并使用了多種先進(jìn)的復(fù)用技術(shù)，包括波分復(fù)用、模式復(fù)用、偏振復(fù)用等。其中，波分復(fù)用技術(shù)是目前使用最廣泛也是最成熟的復(fù)用技術(shù)，在光纖通信系統(tǒng)中有著極為廣泛的運(yùn)用，其原理是：利用多個(gè)波長作為信號(hào)載體，同時(shí)在一根波導(dǎo)/光纖中傳輸多個(gè)波長信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信道容量的擴(kuò)展。模式復(fù)用技術(shù)則是利用多個(gè)模式通道作為信號(hào)的載體，可實(shí)現(xiàn)在一根多模波導(dǎo)中同時(shí)傳輸多路基于不同模式的信號(hào)。將多波長和多模式結(jié)合起來，則構(gòu)建一種多波長-多模式復(fù)用技術(shù)，可進(jìn)一步提升通道數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)超大容量。

另一方面，系統(tǒng)靈活性和可重構(gòu)性對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能化光通信系統(tǒng)至關(guān)重要。而由于多波長-多模式復(fù)用系統(tǒng)具有高度復(fù)雜性，如何靈活操控其波長通道和模式通道，從而實(shí)現(xiàn)其信號(hào)的可重構(gòu)上傳和下載是一重要挑戰(zhàn)。其關(guān)鍵技術(shù)是多波長-多模式插分復(fù)用芯片，目前尚未見有公開報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種多波長-多模式的可重構(gòu)插分復(fù)用芯片。

本發(fā)明主要由一個(gè)模式解復(fù)用器，四個(gè)熱調(diào)諧的微環(huán)諧振器以及一個(gè)模式復(fù)用器構(gòu)成。首先通過模式解復(fù)用器將多模鏈路中的四個(gè)模式分別耦合出來變?yōu)門M₀模式，再用熱調(diào)諧的微環(huán)諧振器取出每個(gè)模式通道中的一個(gè)波長通道，與此同時(shí)一個(gè)新的同一波長的信號(hào)也可以被加載進(jìn)入鏈路，之后四路模式信號(hào)再經(jīng)由模式復(fù)用器重新復(fù)用至多模鏈路之中，微環(huán)諧振器的工作波長可以通過熱調(diào)制的方式進(jìn)行控制，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)波長-模式混合復(fù)用系統(tǒng)的可重構(gòu)插分復(fù)用器。

本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括構(gòu)成波導(dǎo)層的輸入多模波導(dǎo)、模式解復(fù)用器、波導(dǎo)交叉、多條單模波導(dǎo)、模式復(fù)用器、輸出多模波導(dǎo)、信道上傳波導(dǎo)和信道下載波導(dǎo)，輸入多模波導(dǎo)經(jīng)模式解復(fù)用器與多條單模波導(dǎo)的輸入端連接，多條單模波導(dǎo)的輸出端經(jīng)模式復(fù)用器與輸出多模波導(dǎo)連接，每條單模波導(dǎo)上設(shè)有波分結(jié)構(gòu)，波分結(jié)構(gòu)分別與信道上傳波導(dǎo)、信道下載波導(dǎo)連接，每條單模波導(dǎo)上的波分結(jié)構(gòu)上方均設(shè)有微加熱電極，微加熱電極在波導(dǎo)層上方，微加熱電極和波分結(jié)構(gòu)構(gòu)成熱調(diào)諧微環(huán)諧振器。

所述的模式解復(fù)用器的各個(gè)輸出端經(jīng)各自的第一絕熱連接波導(dǎo)與各條單模波導(dǎo)的輸入端連接，模式復(fù)用器的各個(gè)輸入端經(jīng)各自的第二絕熱連接波導(dǎo)與各條單模波導(dǎo)的輸出端連接。

所述的波分結(jié)構(gòu)包括波導(dǎo)交叉、第一單模波導(dǎo)、第二單模波導(dǎo)、第三單模波導(dǎo)和第四單模波導(dǎo)，第一單模波導(dǎo)、第二單模波導(dǎo)的一端分別連接在波導(dǎo)交叉中一條波導(dǎo)的兩端，第三單模波導(dǎo)、第四單模波導(dǎo)的一端分別連接在波導(dǎo)交叉中另一條波導(dǎo)的兩端，第四單模波導(dǎo)另一端彎曲后和第一單模波導(dǎo)平行布置，并且在第四單模波導(dǎo)和第一單模波導(dǎo)之間布置有微環(huán)波導(dǎo)，微環(huán)波導(dǎo)對(duì)稱兩側(cè)分別與第四單模波導(dǎo)和第一單模波導(dǎo)耦合。

所述的微加熱電極包括微加熱電極連接金屬區(qū)、微加熱電極觸電金屬區(qū)、微加熱電極加熱金屬區(qū)，微加熱電極加熱金屬區(qū)覆蓋在微環(huán)波導(dǎo)上方，用于加熱微環(huán)波導(dǎo)，微加熱電極加熱金屬區(qū)兩端均經(jīng)微加熱電極連接金屬區(qū)與布置在波導(dǎo)層上的兩個(gè)微加熱電極觸電金屬區(qū)連接。

第一單模波導(dǎo)的輸出端經(jīng)波導(dǎo)交叉中一條波導(dǎo)與第二單模波導(dǎo)的輸入端連接，第三單模波導(dǎo)的輸出端經(jīng)波導(dǎo)交叉中一條波導(dǎo)與第四單模波導(dǎo)的輸入端。微環(huán)波導(dǎo)與第一單模波導(dǎo)之間耦合形成第一耦合區(qū)，微環(huán)波導(dǎo)與第四單模波導(dǎo)之間耦合形成第二耦合區(qū)。

所述的第一單模波導(dǎo)和第二單模波導(dǎo)作為單模波導(dǎo)的一部分設(shè)置在單模波導(dǎo)中，第三單模波導(dǎo)、第四單模波導(dǎo)分別與信道上傳波導(dǎo)、信道下載波導(dǎo)連接，按照以下方式實(shí)現(xiàn)波長模式插分：第一單模波導(dǎo)輸入的除諧振波長以外的光信號(hào)經(jīng)波導(dǎo)交叉進(jìn)入第二單模波導(dǎo)輸出，諧振波長的光信號(hào)在經(jīng)過第一單模波導(dǎo)和微環(huán)波導(dǎo)之間的第一耦合區(qū)時(shí)耦合到微環(huán)波導(dǎo)，然后在經(jīng)過微環(huán)波導(dǎo)和第四單模波導(dǎo)之間的第二耦合區(qū)時(shí)耦合到第四單模波導(dǎo)，從第四單模波導(dǎo)輸出到信道下載波導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)諧振波長的信道下載；信道上傳波導(dǎo)輸入的除諧振波長以外的光信號(hào)經(jīng)波導(dǎo)交叉進(jìn)入第四單模波導(dǎo)并輸出到信道下載波導(dǎo)，諧振波長的光信號(hào)在經(jīng)過第四單模波導(dǎo)和微環(huán)波導(dǎo)之間的第二耦合區(qū)時(shí)耦合到微環(huán)波導(dǎo)，接著經(jīng)微環(huán)波導(dǎo)和第一單模波導(dǎo)之間的第一耦合區(qū)耦合到第一單模波導(dǎo)，最后經(jīng)波導(dǎo)交叉進(jìn)入第二單模波導(dǎo)并輸出，從而實(shí)現(xiàn)諧振波長的信道上傳。

通過調(diào)節(jié)微加熱電極加熱金屬區(qū)對(duì)微環(huán)波導(dǎo)的加熱調(diào)節(jié)諧振波長的波長選擇。

所述微加熱微環(huán)諧振器的第一耦合區(qū)和第二耦合區(qū)均為非對(duì)稱定向耦合器的耦合區(qū)。

所述的模式解復(fù)用器與模式復(fù)用器結(jié)構(gòu)相同，二者呈鏡像對(duì)稱。

所述的模式解復(fù)用器包括輸入多模波導(dǎo)和多條耦合波導(dǎo)，輸入多模波導(dǎo)一端作為多模信號(hào)的輸入端并與輸入多模波導(dǎo)連接，輸入多模波導(dǎo)中部分別與多條耦合波導(dǎo)的一端相耦合連接形成各個(gè)模式耦合區(qū)，輸入多模波導(dǎo)另一端和多條耦合波導(dǎo)的另一端均作為單模信號(hào)的輸出端。

除輸入多模波導(dǎo)和輸出多模波導(dǎo)及模式(解)復(fù)用器的輸入/出波導(dǎo)外均為單模傳輸波導(dǎo)。

所述的模式解復(fù)用器和模式復(fù)用器采用級(jí)聯(lián)非對(duì)稱定向耦合器結(jié)構(gòu)，各模式耦合區(qū)均為非對(duì)稱定向耦合器結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的基本工作原理是：

首先由模式解復(fù)用器將輸入多模波導(dǎo)中的多個(gè)高階TM模式分別解復(fù)用并耦合為TM₀模式，之后每一路模式通道經(jīng)由與其連接的第一絕熱連接波導(dǎo)和波導(dǎo)交叉，之后通過每一路的熱調(diào)諧微環(huán)諧振器下載每一路模式通道中波長與微環(huán)諧振器諧振波長相同的特定波長通道，到達(dá)第一信號(hào)輸出口，并由信道下載波導(dǎo)輸出。與此同時(shí)，一路波長相同的新信號(hào)可由信道上傳波導(dǎo)輸入，經(jīng)對(duì)應(yīng)的多條單模波導(dǎo)和波導(dǎo)交叉后抵達(dá)第二信號(hào)輸入口，并通過同一個(gè)微環(huán)諧振器耦合至第二信號(hào)輸出口，從而被上傳到鏈路之中。

具體來說，上傳的新波長信號(hào)與未被下載的其他波長信號(hào)之后經(jīng)由第二絕熱連接波導(dǎo)，通過模式復(fù)用器耦合為對(duì)應(yīng)的高階TM模式進(jìn)入輸出多模波導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)波長-模式混合復(fù)用系統(tǒng)的插分復(fù)用。

通過對(duì)微加熱電極施加電壓，可以調(diào)節(jié)每個(gè)熱調(diào)諧微環(huán)諧振器的諧振波長，從而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)模式通道上傳和下載的信號(hào)波長，實(shí)現(xiàn)器件的波長選擇特性。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)多個(gè)模式通道下，對(duì)任意模式通道中C波段內(nèi)任意波長信號(hào)的插分復(fù)用，解決了波長-模式混合復(fù)用系統(tǒng)中任意模式任意波長信道的靈活上傳和下載問題，對(duì)不需要下載的信道引入的損耗較小，整體具有較好的工作性能，具有結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的模式解復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明熱調(diào)諧微環(huán)諧振器的局部放大結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例在TM₂模式通道的工作譜線圖。

圖中：1為輸入多模波導(dǎo)；2為模式解復(fù)用器，2a為輸入多模波導(dǎo)，2b為TM₃模式的耦合波導(dǎo)，2c為TM₂模式的耦合波導(dǎo)，2d為TM₁模式的耦合波導(dǎo)，2e為TM₀模式的耦合波導(dǎo)，2f為TM₃模式耦合區(qū)，2g為TM₂模式耦合區(qū)，2h為TM₁模式耦合區(qū)；3為第一絕熱連接波導(dǎo)，4為波導(dǎo)交叉；5為熱調(diào)諧微環(huán)諧振器，5a為微環(huán)波導(dǎo)，5b第一耦合區(qū)，5c為第二耦合區(qū)；6為單模波導(dǎo)，6a為第一單模波導(dǎo)，6b為第二單模波導(dǎo)，6c為第三單模波導(dǎo)，6d為第四單模波導(dǎo)；7為第二絕熱連接波導(dǎo)，8為模式復(fù)用器，9為輸出多模波導(dǎo)，10為信道上傳波導(dǎo)，11為信道下載波導(dǎo)，12為微加熱電極連接金屬區(qū)，13為微加熱電極觸電金屬區(qū)，14為微加熱電極加熱金屬區(qū)，15為第一信號(hào)輸入口，16為第一信號(hào)輸出口，17為第二信號(hào)輸入口，18為第二信號(hào)輸出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括構(gòu)成波導(dǎo)層的輸入多模波導(dǎo)1、模式解復(fù)用器2、波導(dǎo)交叉4、多條單模波導(dǎo)6、模式復(fù)用器8、輸出多模波導(dǎo)9、信道上傳波導(dǎo)10和信道下載波導(dǎo)11，輸入多模波導(dǎo)1經(jīng)模式解復(fù)用器2與多條單模波導(dǎo)6的輸入端連接，多條單模波導(dǎo)6的輸出端經(jīng)模式復(fù)用器8與輸出多模波導(dǎo)9連接，模式解復(fù)用器2的各個(gè)輸出端經(jīng)各自的第一絕熱連接波導(dǎo)3與各條單模波導(dǎo)6的輸入端連接，模式復(fù)用器8的各個(gè)輸入端經(jīng)各自的第二絕熱連接波導(dǎo)7與各條單模波導(dǎo)6的輸出端連接。第一絕熱連接波導(dǎo)3和第二絕熱連接波導(dǎo)7采用漸變波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明包括四個(gè)模式通道，所使用的基于級(jí)聯(lián)非對(duì)稱定向耦合器的模式復(fù)用器和模式解復(fù)用器除具體參數(shù)外，其基本原理及結(jié)構(gòu)完全相同。其中模式復(fù)用器2與解復(fù)用器8結(jié)構(gòu)相同，二者為鏡像關(guān)系。本發(fā)明所使用的四個(gè)熱調(diào)諧的微環(huán)諧振器5也完全相同。本發(fā)明中除輸入多模波導(dǎo)1與輸出多模波導(dǎo)9外，其余波導(dǎo)均為單模波導(dǎo)。

實(shí)施例的四通道模式解復(fù)用器2結(jié)構(gòu)如圖2所示。以TM₃模式為例，2a為寬度較大的多模輸入波導(dǎo)，2b為較窄的單模波導(dǎo)，位于多模波導(dǎo)2a的一側(cè)，二者的一部分共同組合成為TM₃模式耦合區(qū)。通過使用寬度漸變的絕熱波導(dǎo)級(jí)聯(lián)不同模式的多模輸入波導(dǎo)，將TM₁，TM₂，TM₃模式的耦合區(qū)級(jí)聯(lián)起來，并使不同模式的耦合波導(dǎo)2b、2c、2d依次分列多模輸入波導(dǎo)的兩側(cè)，形成模式解復(fù)用器。

具體實(shí)施中，模式解復(fù)用器2包括輸入多模波導(dǎo)2a和三條耦合波導(dǎo)，分別為TM₃模式的耦合波導(dǎo)2b、TM₂模式的耦合波導(dǎo)2c、TM₁模式的耦合波導(dǎo)2d，輸入多模波導(dǎo)2a與TM₀模式的耦合波導(dǎo)2e連接輸出單模信號(hào)，TM₃模式的耦合波導(dǎo)2b和輸入多模波導(dǎo)2a耦合形成TM₃模式耦合區(qū)2f，TM₂模式的耦合波導(dǎo)2c和輸入多模波導(dǎo)2a耦合形成TM₂模式耦合區(qū)2g，TM₁模式的耦合波導(dǎo)2d和輸入多模波導(dǎo)2a耦合形成TM₁模式耦合區(qū)2h。

除輸入多模波導(dǎo)1和輸出多模波導(dǎo)9及模式解復(fù)用器的輸入/出波導(dǎo)2a外均為單模傳輸波導(dǎo)。

如圖1所示，每條單模波導(dǎo)6上設(shè)有波分結(jié)構(gòu)，波分結(jié)構(gòu)分別與信道上傳波導(dǎo)10、信道下載波導(dǎo)11連接，每條單模波導(dǎo)6上的波分結(jié)構(gòu)上方均設(shè)有微加熱電極，微加熱電極在波導(dǎo)層上方，微加熱電極和波分結(jié)構(gòu)構(gòu)成熱調(diào)諧微環(huán)諧振器5。

如圖3所示，波分結(jié)構(gòu)包括波導(dǎo)交叉4、第一單模波導(dǎo)6a、第二單模波導(dǎo)6b、第三單模波導(dǎo)6c和第四單模波導(dǎo)6d，波導(dǎo)交叉4中兩條相交叉的波導(dǎo)上下交叉布置，第一單模波導(dǎo)6a、第二單模波導(dǎo)6b的一端分別連接在波導(dǎo)交叉4中一條波導(dǎo)的兩端，第三單模波導(dǎo)6c、第四單模波導(dǎo)6d的一端分別連接在波導(dǎo)交叉4中另一條波導(dǎo)的兩端，第四單模波導(dǎo)6d另一端彎曲后和第一單模波導(dǎo)6a平行布置，并且在第四單模波導(dǎo)6d和第一單模波導(dǎo)6a之間布置有微環(huán)波導(dǎo)5a，微環(huán)波導(dǎo)5a對(duì)稱兩側(cè)分別與第四單模波導(dǎo)6d和第一單模波導(dǎo)6a耦合。

微加熱電極包括微加熱電極連接金屬區(qū)12、微加熱電極觸電金屬區(qū)13、微加熱電極加熱金屬區(qū)14，微加熱電極加熱金屬區(qū)14覆蓋在微環(huán)波導(dǎo)5a上方，用于加熱微環(huán)波導(dǎo)5a，微加熱電極加熱金屬區(qū)14兩端均經(jīng)微加熱電極連接金屬區(qū)12與布置在波導(dǎo)層上的兩個(gè)微加熱電極觸電金屬區(qū)13連接。

第一單模波導(dǎo)6a的輸出端經(jīng)波導(dǎo)交叉4中一條波導(dǎo)與第二單模波導(dǎo)6b的輸入端連接，第三單模波導(dǎo)6c的輸出端經(jīng)波導(dǎo)交叉4中一條波導(dǎo)與第四單模波導(dǎo)6d的輸入端。微環(huán)波導(dǎo)5a與第一單模波導(dǎo)6a之間耦合形成第一耦合區(qū)5b，微環(huán)波導(dǎo)5a與第四單模波導(dǎo)6d之間耦合形成第二耦合區(qū)5c。第一單模波導(dǎo)6a和第二單模波導(dǎo)6b作為單模波導(dǎo)6的一部分設(shè)置在單模波導(dǎo)6中，第三單模波導(dǎo)6c、第四單模波導(dǎo)6d分別與信道上傳波導(dǎo)10、信道下載波導(dǎo)11連接。

微環(huán)波導(dǎo)5a與第一單模波導(dǎo)6a形成第一耦合區(qū)5b，微環(huán)波導(dǎo)5a與第一單模波導(dǎo)6d形成第二耦合區(qū)5c。微加熱電極加熱金屬區(qū)12為回形針式設(shè)計(jì)，位于微環(huán)波導(dǎo)5a的上方，用于對(duì)微環(huán)波導(dǎo)5a進(jìn)行加熱。第一耦合區(qū)5b和第二耦合區(qū)5c分居微環(huán)波導(dǎo)5a兩側(cè)，呈對(duì)稱分布。信號(hào)從第一信號(hào)輸入口15輸入，經(jīng)微環(huán)諧振器5后由第二信號(hào)輸出口16輸出。

具體是按照以下方式實(shí)現(xiàn)波長模式插分：

第一單模波導(dǎo)6a輸入的除諧振波長以外的光信號(hào)經(jīng)波導(dǎo)交叉4進(jìn)入第二單模波導(dǎo)6b輸出，諧振波長的光信號(hào)在經(jīng)過第一單模波導(dǎo)6a和微環(huán)波導(dǎo)5a之間的第一耦合區(qū)5b時(shí)耦合到微環(huán)波導(dǎo)5a，然后在經(jīng)過微環(huán)波導(dǎo)5a和第四單模波導(dǎo)6d之間的第二耦合區(qū)5c時(shí)耦合到第四單模波導(dǎo)6d，從第四單模波導(dǎo)6d輸出到信道下載波導(dǎo)11，從而實(shí)現(xiàn)諧振波長的信道下載；

信道上傳波導(dǎo)10輸入的除諧振波長以外的光信號(hào)經(jīng)波導(dǎo)交叉4進(jìn)入第四單模波導(dǎo)6d并輸出到信道下載波導(dǎo)11，諧振波長的光信號(hào)在經(jīng)過第四單模波導(dǎo)6d和微環(huán)波導(dǎo)5a之間的第二耦合區(qū)5c時(shí)耦合到微環(huán)波導(dǎo)5a，接著經(jīng)微環(huán)波導(dǎo)5a和第一單模波導(dǎo)6a之間的第一耦合區(qū)5b耦合到第一單模波導(dǎo)6a，最后經(jīng)波導(dǎo)交叉4進(jìn)入第二單模波導(dǎo)6b并輸出，從而實(shí)現(xiàn)諧振波長的信道上傳。

微加熱微環(huán)諧振器5的第一耦合區(qū)5b和第二耦合區(qū)5c均為非對(duì)稱定向耦合器的耦合區(qū)。

本發(fā)明的實(shí)施工作過程為：

鑒于四路模式通道工作模式及光路相同，為便于說明，此處以TM₂模式通道為例。

輸入多模波導(dǎo)1中的TM₂模式信號(hào)經(jīng)由模式解復(fù)用器2中TM₂模式耦合區(qū)2g耦合進(jìn)入TM₂模式的耦合波導(dǎo)2c，之后通過與之相連的第一絕熱連接波導(dǎo)3，經(jīng)由波導(dǎo)交叉4，單模波導(dǎo)6，波導(dǎo)交叉4，單模波導(dǎo)6，波導(dǎo)交叉4，單模波導(dǎo)6到達(dá)對(duì)應(yīng)微環(huán)諧振器的第一耦合區(qū)5b。由于微環(huán)諧振器的諧振效應(yīng)，一部分信號(hào)繼續(xù)向前傳輸經(jīng)由波導(dǎo)交叉4，單模波導(dǎo)6，第二絕熱連接波導(dǎo)7抵達(dá)模式復(fù)用器8。另一部分信號(hào)耦合進(jìn)入環(huán)形波導(dǎo)5a，到達(dá)第二耦合區(qū)5c。耦合到環(huán)形波導(dǎo)5a中的光經(jīng)過第二彎曲耦合區(qū)5c，又有部分信號(hào)光從環(huán)形波導(dǎo)5a耦合到第四單模波導(dǎo)6d，從第一信號(hào)輸出口16中輸出，剩下的光通過第二彎曲耦合區(qū)5c耦合至環(huán)形波導(dǎo)5a中繼續(xù)傳輸。在微環(huán)濾波器5的諧振波長處，由于光在環(huán)形波導(dǎo)5a中傳輸一周的光程為波長的整數(shù)倍，在環(huán)形波導(dǎo)5a中發(fā)生場增強(qiáng)效應(yīng)。諧振波長處的光在單模波導(dǎo)6d處干涉相長從而輸出，在第一單模波導(dǎo)6a處干涉相消從而無輸出。在第一信號(hào)輸出口16輸出的信號(hào)光進(jìn)而由最上方的信道下載波導(dǎo)11輸出，實(shí)現(xiàn)諧振波長信號(hào)的下載。與此同時(shí)，從最上方的信道上傳波導(dǎo)10輸入的信號(hào)光經(jīng)由波導(dǎo)交叉4，單模波導(dǎo)6，波導(dǎo)交叉4，單模波導(dǎo)6，波導(dǎo)交叉4，單模波導(dǎo)6，波導(dǎo)交叉4，第四單模波導(dǎo)6d到達(dá)第二信號(hào)輸入口17，進(jìn)而到達(dá)第二耦合區(qū)5c。由于前文所述的微環(huán)諧振器的諧振效應(yīng)，與微環(huán)諧振波長相同的信號(hào)最終由第二信號(hào)輸出口18輸出，繼而經(jīng)過波導(dǎo)交叉4，第二單模波導(dǎo)6b，第二絕熱連接波導(dǎo)7到達(dá)模式復(fù)用器8，實(shí)現(xiàn)諧振波長信號(hào)的上傳。該波長信號(hào)與由第一信號(hào)輸入口15輸入但未耦合進(jìn)入微環(huán)諧振器5的信號(hào)一起，經(jīng)由模式復(fù)用器8的TM₂模式耦合波導(dǎo)進(jìn)入TM₂模式耦合區(qū)，并最終耦合進(jìn)入輸出多模波導(dǎo)9。通過改變施加在微加熱電極加熱金屬區(qū)14上的電壓，可以改變施加在微環(huán)諧振器5上的熱量，進(jìn)而改變微環(huán)諧振器的諧振波長，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振波長的上傳和下載。

下面給出一具體實(shí)施例。

選用基于硅絕緣體(SOI)材料的硅納米線光波導(dǎo)：芯層材料是硅，厚度為220nm；上下包層材料均為二氧化硅，下包層厚度為2μm，上包層厚度為1.2μm。

單模波導(dǎo)6，信號(hào)信道上傳波導(dǎo)10，信號(hào)信道下載波導(dǎo)11為單模波導(dǎo)，波導(dǎo)寬度為500nm，使其僅支持基模傳輸。對(duì)應(yīng)于TM₀，TM₁，TM₂，TM₃模式，模式(解)復(fù)用器的多模輸入波導(dǎo)的寬度分別為0.4μm，1.02μm，1.68μm和2.35μm。TM₁，TM₂，TM₃模式的耦合波導(dǎo)寬度為0.4μm。微環(huán)波導(dǎo)5a的寬度為0.85μm，半徑為4μm，其與第一輸入波導(dǎo)6a和第四輸入波導(dǎo)6d的間距均為0.5μm。

根據(jù)上述實(shí)例制作了本發(fā)明器件，并測量了該插分復(fù)用器在各種情況下的工作性能。

圖4中可見，對(duì)于輸入多模波導(dǎo)中的TM₂模式信號(hào)，與微環(huán)諧振器諧振波長不同的波長信號(hào)全部從輸出多模波導(dǎo)中輸出，且在1525nm–1565nm的波長范圍內(nèi)損耗僅為～4dB，而與微環(huán)諧振器諧振波長相同的波長信號(hào)在輸出多模波導(dǎo)中則具有相對(duì)較大的損耗，其主要在信道下載波導(dǎo)中輸出，且在中心波長處損耗僅為5～6dB。圖4中具體的體現(xiàn)則是曲線輸出多模波導(dǎo)中的TM₂模式(黑色曲線)在特定波長處出現(xiàn)明顯的凹陷，與之相對(duì)則是曲線信道下載波導(dǎo)中的TM₂模式(虛線)在同樣波長處出現(xiàn)明顯的峰值。由圖4同樣可以看出，其他曲線都保持在較低的光場強(qiáng)度上，這說明經(jīng)過所設(shè)計(jì)的波長模式混合復(fù)用系統(tǒng)的插分復(fù)用器后，TM₂模式通道內(nèi)該特定波長的信號(hào)成功的從信道下載波導(dǎo)中被下載下來，而其他波長的信號(hào)則基本未受影響，繼續(xù)在通信鏈路中傳輸。與此同時(shí)，其他模式通道的信號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)串?dāng)_也保持在了較低的水平上。

上述實(shí)施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。