(57)【要約】  光相互コネクタ（915）は、第１の垂直結合キャビティ（100）と、第１の光導波路（102）と、第２の光導波路（103）とを含む。第１の垂直結合キャビティ（100）は、等間隔を隔てて積み重ねられたN個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、各マイクロ共振キャビティの中心は、マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直である第１の直線上に位置し、第１の光導波路（102）及び第１のマイクロ共振キャビティ（11）は、同じ平面内にあり、第２の光導波路（103）及び第２のマイクロ共振キャビティ（13）は、同じ平面内にあり、第１の光導波路（102）は、入力光導波路であり、第２の光導波路（103）は、第１の出力光導波路であり、第１の光導波路（102）内で第１の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティ（100）を通じて第２の光導波路（103）に入る。光相互コネクタ（915）を用いて、第１の光導波路（102）内で第１の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティ（100）を通過した後に第２の光導波路（103）に結合されることができる。このように、光相互コネクタ（915）は、異なる層の間の光信号共有を実現するために使用されることができる。
2017509933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の垂直結合キャビティと、第１の光導波路と、第２の光導波路とを含む光相互コネクタであって、
前記第１の垂直結合キャビティは、N個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、前記N個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第１の直線上に位置し、前記第１の直線は、前記N個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Nは、3以上の奇数であり、
前記第１の光導波路及び前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第１のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第２の光導波路及び前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第２のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第１の光導波路は、前記第１の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、前記第２の光導波路は、前記第１の垂直結合キャビティの第１の出力光導波路であり、前記第１の光導波路内で第１の共振波長を有する光信号は、前記第１の垂直結合キャビティを通じて前記第２の光導波路に入る、光相互コネクタ。
【請求項２】
前記光相互コネクタは、第３の光導波路を更に含み、前記第３の光導波路及び前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第３のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第３の光導波路は、前記第１の垂直結合キャビティの第２の出力光導波路であり、前記第１の光導波路内で第２の共振波長を有する光信号は、前記第１の垂直結合キャビティを通じて前記第３の光導波路に入る、請求項１に記載の光相互コネクタ。
【請求項３】
Nは3に等しく、前記第１の垂直結合キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティと、第２の外層マイクロ共振キャビティと、中間層マイクロ共振キャビティとを含み、前記第１のマイクロ共振キャビティは、前記第１の外層マイクロ共振キャビティであり、前記第２のマイクロ共振キャビティは、前記第２の外層マイクロ共振キャビティであり、前記第１の光導波路内で第２の共振波長を有する前記光信号は、前記第１の垂直結合キャビティを通じて前記第２の光導波路に入る、請求項１又は２に記載の光相互コネクタ。
【請求項４】
Nは3に等しく、前記第１の垂直結合キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティと、第２の外層マイクロ共振キャビティと、中間層マイクロ共振キャビティとを含み、前記第１のマイクロ共振キャビティは、前記中間層マイクロ共振キャビティであり、前記第２のマイクロ共振キャビティは、前記第１の外層マイクロ共振キャビティ又は前記第２の外層マイクロ共振キャビティである、請求項１に記載の光相互コネクタ。
【請求項５】
前記光相互コネクタは、正及び負の電極を更に含み、前記第１の垂直結合キャビティは、前記正及び負の電極の間に配置され、前記正及び負の電極は、前記第１の垂直結合キャビティの屈折率を調整するように構成される、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項６】
前記光相互コネクタは、２つの圧電セラミックを更に含み、前記第１の垂直結合キャビティは、前記２つの圧電セラミックの間に配置され、前記２つの圧電セラミックは、前記第１の垂直結合キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の前記距離を調整するように構成される、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項７】
前記光相互コネクタは、第１の波長変換器を更に含み、前記第１の波長変換器は、前記第１の光導波路の入力端に配置され、前記第１の波長変換器は、前記第１の光導波路により入力された光信号の波長を調整するように構成される、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項８】
前記光相互コネクタは、第２の波長変換器を更に含み、前記第２の波長変換器は、前記第２の光導波路の出力端に配置され、前記第２の波長変換器は、前記第２の光導波路により出力された光信号の波長を調整するように構成される、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項９】
前記N個の同一のマイクロ共振キャビティのそれぞれの形状は、円、楕円及び正多角形のうち１つである、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１０】
前記第１の光導波路と前記第１のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmであり、前記第２の光導波路と前記第２のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmである、請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１１】
前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の前記距離は、1nm〜1000nmである、請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１２】
前記光相互コネクタは、第２の垂直結合キャビティと、第４の光導波路とを更に含み、
前記第２の垂直結合キャビティは、M個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、前記M個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第２の直線上に位置し、前記第２の直線は、前記M個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、前記M個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Mは、3以上の奇数であり、
前記第４の光導波路及び前記M個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第４のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第１の光導波路又は前記第２の光導波路は、前記第２の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、前記第４の光導波路は、前記第２の垂直結合キャビティの出力光導波路である、請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１３】
光回路層と、回路層とを含む光電子チップシステムであって、
前記光回路層は、レーザーと、変調器と、多層スイッチング光回路と、検出器とを含み、前記多層スイッチング光回路は、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタを含み、前記回路層は、エンコーダと、コントローラと、プロセッサとを含み、
前記レーザーは、前記変調器のための第１の光信号を入力するように構成され、
前記エンコーダは、前記変調器のための電気信号を入力するように構成され、
前記変調器は、前記第１の光信号及び前記電気信号を第２の光信号に変調し、前記第２の光信号を前記多層スイッチング光回路に入力し、
前記コントローラは、前記光相互コネクタのための制御信号を入力するように構成され、
前記検出器は、前記多層スイッチング光回路の出力信号を受信するように構成され、
前記プロセッサは、前記検出器の出力信号を処理するように構成される、光電子チップシステム。
【請求項１４】
光相互コネクタの第１の光導波路により、第１の光信号を受信するステップと、
光相互コネクタの第１の垂直結合キャビティにより、前記第１の光信号を第２の光信号に結合するステップであり、前記第１の光信号及び前記第２の光信号の双方は、第１の共振波長を有する光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第２の光導波路により、前記第２の光信号を出力するステップと
を含み、
前記光相互コネクタは、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタである、光信号共有方法。
【請求項１５】
前記光相互コネクタの前記第１の垂直結合キャビティにより、前記第１の光信号を第３の光信号に結合するステップであり、前記第１の光信号及び前記第３の光信号の双方は、第２の共振波長を有する光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第３の光導波路により、前記第３の光信号を出力するステップと
を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティにより、前記第１の光信号を第４の光信号に結合するステップであり、前記第１の光信号及び前記第４の光信号の双方は、第３の共振波長を有する光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第４の光導波路により、前記第４の光信号を出力するステップと
を更に含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティにより、前記第２の光信号を第４の光信号に結合するステップであり、前記第４の光信号は、前記第１の共振波長を有する前記光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第４の光導波路により、前記第４の光信号を出力するステップと
を更に含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、光電子工学の分野に関し、特に、光相互コネクタ、光電子チップシステム及び光信号共有方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子コンピュータ及び電子通信技術の発展は、非常に成熟してきている。しかし、電子が情報担体として使用される電子技術は、分布潜伏効果、電磁クロストーク等により影響される。電子技術の発展は、既にボトルネックになっており、電子コンピュータのレート及び通信品質における現在のクラウドコンピューティング等の要件をまだ満たすことができない。
【０００３】
高いコヒーレンスを有する単色レーザーの出現により、電荷及び分布遅延効果を有さない光子は、次第に電子に取って代わり、光通信の情報担体になる。光子が情報担体として使用されるフォトニック技術は、情報システムの伝送容量、処理速度及び記憶密度を改善することができる。電子コンピュータ及び電子通信技術を考慮して、実用的な全光情報システムは、高速光スイッチデバイスと、チップの内部及び外部の間の光相互接続とを用いて構成される必要がある。このような集積光回路の発展は、レートの増加、機能の拡張、システムの信頼性及び安定性、並びにマイクロ電子システムとの互換性のような多くの側面に反映される。
【０００４】
既存の成熟したマイクロ電子処理技術と互換性がある能力を考慮すると、集積シリコンフォトニックチップ技術は、次世代の全光通信ネットワークの光スイッチング及びデータセンタとコンピュータの中央処理装置（Central  Processing  Unit、CPU）との間の光相互接続のような機能を実現するための最も潜在的な解決策である。今日では、ほとんどの光スイッチノードは、光アドドロップマルチプレクサ（Optical  Add-Drop  Multiplexer、OADM）及び光クロスコネクト（Optical  Cross-Connect、OXC）を使用することにより実現され、主に光ファイバ及び微小電子機械システム（Micro-Electro-Mechanical  Systems、MEMS）光スイッチ技術に依存する。
【０００５】
従来のシリコンフォトニックチップは、２次元の単一層の光回路を有し、チップ内の導波路交差ノードによりもたらされる大きい光エネルギー損失は、チップの規模を制限する。集積回路（Integrated  Circuit、IC）設計における多層回路の印刷回路基板（Printed  Circuit  Board、PCB）の思想に基づいて、多層集積回路の３次元フォトニック集積回路（3D  Photonic  Integrated  Circuit、3D-PIC）が使用され、これは、光導波路交差によりもたらされる大きい損失を回避することができる。さらに、この３次元フォトニック集積回路は、よりコンパクト且つ効率的であり、これは、チップ内のデバイス密度及びユニットサイズにおける信号処理能力を増加させることができ、また、電力消費及びコストを低減することもできる。
【０００６】
電子集積回路では、層の間の相互接続は、多層回路基板においてシリコン貫通ビア（Through-Silicon  Via、TSV）技術を使用することにより実現され得る。光子及び電子の異なる性能のため、フォトニック集積回路は、電子集積回路に基づいてレイアウトされ得るが、フォトニック集積回路内の異なる層の間の光信号交換及び共有は、TSV技術に基づいて実現することはできない。すなわち、現在では、異なる層の間の光信号交換及び共有は、多層光回路において実現できない。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施例は、異なる層の間の光信号交換及び共有を実現するために使用され得る光相互コネクタを提供する。
【０００８】
第１の態様によれば、光相互コネクタが提供され、光相互コネクタは、第１の垂直結合キャビティと、第１の光導波路と、第２の光導波路とを含み、第１の垂直結合キャビティは、N個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、N個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第１の直線上に位置し、第１の直線は、N個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Nは、3以上の奇数であり、第１の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第１のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、第２の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第２のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、第１の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、第２の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの第１の出力光導波路であり、第１の光導波路内で第１の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティを通じて第２の光導波路に入る。
【０００９】
第１の態様を参照して、第１の可能な実現方式では、光相互コネクタは、第３の光導波路を更に含み、第３の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第３のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、第３の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの第２の出力光導波路であり、第１の光導波路内で第２の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティを通じて第３の光導波路に入る。
【００１０】
第１の態様又は第１の態様の第１の可能な実現方式を参照して、第２の可能な実現方式では、Nは3に等しく、第１の垂直結合キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティと、第２の外層マイクロ共振キャビティと、中間層マイクロ共振キャビティとを含み、第１のマイクロ共振キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティであり、第２のマイクロ共振キャビティは、第２の外層マイクロ共振キャビティであり、第１の光導波路内で第２の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティを通じて第２の光導波路に入る。
【００１１】
第１の態様を参照して、第３の可能な実現方式では、Nは3に等しく、第１の垂直結合キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティと、第２の外層マイクロ共振キャビティと、中間層マイクロ共振キャビティとを含み、第１のマイクロ共振キャビティは、中間層マイクロ共振キャビティであり、第２のマイクロ共振キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティ又は第２の外層マイクロ共振キャビティである。
【００１２】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第４の可能な実現方式では、光相互コネクタは、正及び負の電極を更に含み、第１の垂直結合キャビティは、正及び負の電極の間に配置され、正及び負の電極は、第１の垂直結合キャビティの屈折率を調整するように構成される。
【００１３】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第５の可能な実現方式では、光相互コネクタは、２つの圧電セラミックを更に含み、第１の垂直結合キャビティは、２つの圧電セラミックの間に配置され、２つの圧電セラミックは、第１の垂直結合キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の距離を調整するように構成される。
【００１４】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第６の可能な実現方式では、光相互コネクタは、第１の波長変換器を更に含み、第１の波長変換器は、第１の光導波路の入力端に配置され、第１の波長変換器は、第１の光導波路により入力された光信号の波長を調整するように構成される。
【００１５】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第７の可能な実現方式では、光相互コネクタは、第２の波長変換器を更に含み、第２の波長変換器は、第２の光導波路の出力端に配置され、第２の波長変換器は、第２の光導波路により出力された光信号の波長を調整するように構成される。
【００１６】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第８の可能な実現方式では、N個の同一のマイクロ共振キャビティのそれぞれの形状は、円、楕円及び正多角形のうち１つである。
【００１７】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第９の可能な実現方式では、第１の光導波路と第１のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmであり、第２の光導波路と第２のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmである。
【００１８】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第１０の可能な実現方式では、N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の距離は、1nm〜1000nmである。
【００１９】
第１の態様又は第１の態様の前述の可能な実現方式のうちいずれか１つを参照して、第１１の可能な実現方式では、光相互コネクタは、第２の垂直結合キャビティと、第４の光導波路とを更に含み、第２の垂直結合キャビティは、M個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、M個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第２の直線上に位置し、第２の直線は、M個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、M個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Mは、3以上の奇数であり、第４の光導波路及びM個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第４のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、第１の光導波路又は第２の光導波路は、第２の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、第４の光導波路は、第２の垂直結合キャビティの出力光導波路である。
【００２０】
第２の態様によれば、光電子チップシステムが提供され、光電子チップシステムは、光回路層と、回路層とを含み、光回路層は、レーザーと、変調器と、多層スイッチング光回路と、検出器とを含み、多層スイッチング光回路は、前述の実現方式のうちいずれか１つによる光相互コネクタを含み、回路層は、エンコーダと、コントローラと、プロセッサとを含み、レーザーは、変調器のための第１の光信号を入力するように構成され、エンコーダは、変調器のための電気信号を入力するように構成され、変調器は、第１の光信号及び電気信号を第２の光信号に変調し、第２の光信号を多層スイッチング光回路に入力し、コントローラは、光相互コネクタのための制御信号を入力するように構成され、検出器は、多層スイッチング光回路の出力信号を受信するように構成され、プロセッサは、検出器の出力信号を処理するように構成される。
【００２１】
第３の態様によれば、光信号共有方法が提供され、この方法は、光相互コネクタの第１の光導波路により、第１の光信号を受信するステップと、光相互コネクタの第１の垂直結合キャビティにより、第１の光信号を第２の光信号に結合するステップであり、第１の光信号及び第２の光信号の双方は、第１の共振波長を有する光信号を含むステップと、光相互コネクタの第２の光導波路により、第２の光信号を出力するステップとを含み、光相互コネクタは、前述の実現方式のうちいずれか１つによる光相互コネクタである。
【００２２】
第３の態様を参照して、第１の可能な実現方式では、この方法は、光相互コネクタの第１の垂直結合キャビティにより、第１の光信号を第３の光信号に結合するステップであり、第１の光信号及び第３の光信号の双方は、第２の共振波長を有する光信号を含むステップと、光相互コネクタの第３の光導波路により、第３の光信号を出力するステップとを更に含む。
【００２３】
第３の態様又は第３の態様の第１の可能な実現方式を参照して、第２の可能な実現方式では、この方法は、光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティにより、第１の光信号を第４の光信号に結合するステップであり、第１の光信号及び第４の光信号の双方は、第３の共振波長を有する光信号を含むステップと、光相互コネクタの第４の光導波路により、第４の光信号を出力するステップとを更に含む。
【００２４】
第３の態様又は第３の態様の第１の可能な実現方式を参照して、第３の可能な実現方式では、この方法は、光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティにより、第２の光信号を第４の光信号に結合するステップであり、第４の光信号は、第１の共振波長を有する光信号を含むステップと、光相互コネクタの第４の光導波路により、第４の光信号を出力するステップとを更に含む。
【００２５】
本発明の実施例における光相互コネクタは、第１の垂直結合キャビティと、第１の光導波路と、第２の光導波路とを含む。第１の垂直結合キャビティは、N個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、第１の光導波路及び第２の光導波路は、それぞれ異なる層のマイクロ共振キャビティの平面と同じ平面内にある。第１の光導波路内で第１の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティを通過した後に第２の光導波路に結合されることができる。このように、本発明の実施例における光相互コネクタは、異なる層の間の光信号共有を実現するために使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の実施例における技術的解決策をより明確に説明するために、以下に、実施例又は従来技術を説明するために必要な添付図面について簡単に説明する。明らかに、以下の説明における添付図面は、本発明の単にいくつかの実施例を示しているに過ぎず、当業者は、依然として、創造的取り組みを行うことなく、これらの添付図面から他の図面を導き得る。
【図１】本発明の実施例による３層垂直結合キャビティの概略図である。
【図２】本発明の実施例による３層垂直結合キャビティのスーパーモードにおける光エネルギー分布の断面図である。
【図３】本発明の実施例による光相互コネクタの例の概略図である。
【図４】本発明の実施例による光相互コネクタの他の例の概略図である。
【図５】本発明の実施例による光相互コネクタの更に他の例の概略図である。
【図６】本発明の実施例による光相互コネクタの更に他の例の概略図である。
【図７】本発明の実施例による光相互コネクタの更に他の例の概略図である。
【図８】本発明の実施例による光相互コネクタの更に他の例の概略図である。
【図９】本発明の実施例による図３に示す光相互コネクタを製造する技術的工程の概略図である。
【図１０】本発明の実施例による光電子チップシステムの構成図である。
【図１１】本発明の実施例による光信号共有方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施例における添付図面を参照して、本発明の実施例における技術的解決策を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明する実施例は、本発明の実施例の全てではなく、一部である。創造的取り組みを行うことなく本発明の実施例に基づいて当業者により得られる全ての他の実施例は、本発明の保護範囲内に入るものとする。
【００２８】
本発明の実施例において、マイクロ共振キャビティは、ウィスパーリングギャラリーモードに基づき、マイクロ共振キャビティは、小さいサイズ、高い品質因子及び高い応答速度を有し、これにより、マイクロ共振キャビティは、PICチップに広く適用されることができる。
【００２９】
マイクロ共振キャビティは、マルチオーダーの共振波長を有する。例えば、半径がRであるマイクロディスク共振キャビティの一連の特定の共振モードについて、式(1)が満たされる。
mλres=2πnR      (1)
ここで、mはオーダーの数量を表し、nは屈折率であり、λresは第mのオーダーの共振モードに対応する共振波長である。このように、波長がλ1,λ2,λ3,...である光信号の系列が直線の導波路を使用することによりマイクロディスク共振キャビティに結合された場合、波長が共振導波路λresと同じ光信号のみが共振することができ、したがって、特定のチャネルの光信号のアップロード及びダウンロードは、マイクロディスク共振キャビティを使用することにより実現されることができる。
【００３０】
本発明の実施例において、光相互コネクタが提供される。光相互コネクタは、第１の垂直結合キャビティと、第１の光導波路と、第２の光導波路とを含む。
【００３１】
第１の垂直結合キャビティは、N個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、N個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第１の直線上に位置し、第１の直線は、N個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Nは、3以上の奇数である。
【００３２】
第１の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第１のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、第２の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第２のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にある。第１の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、第２の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの第１の出力光導波路である。第１の光導波路内で第１の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティを通じて第２の光導波路に入る。
【００３３】
本発明のこの実施例における光相互コネクタは、第１の垂直結合キャビティと、第１の光導波路と、第２の光導波路とを含む。第１の垂直結合キャビティは、N個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、第１の光導波路及び第２の光導波路は、それぞれ異なる層のマイクロ共振キャビティの平面と同じ平面内にある。第１の光導波路内で第１の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティを通過した後に第２の光導波路に結合されることができる。このように、本発明のこの実施例における光相互コネクタは、異なる層の間の光信号共有を実現するために使用されることができる。
【００３４】
本発明のこの実施例では、N個の同一のマイクロ共振キャビティは、材料、サイズ等が全て同じであるN個のマイクロ共振キャビティを含む。
【００３５】
本発明のこの実施例では、厚さ方向におけるマイクロ共振キャビティのサイズは、比較的小さい。N個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第１の直線上に位置し、第１の直線は、N個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、これは、第１の直線がマイクロ共振キャビティの厚さ方向に沿って伸びることとして理解されてもよい。
【００３６】
本発明のこの実施例では、N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、これは、N個の同一のマイクロ共振キャビティが等距離を隔てて積み重ねられることとして理解されてもよい。具体的には、N個の同一のマイクロ共振キャビティのそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の距離は、1nm〜1000nmでもよい。
【００３７】
本発明のこの実施例では、厚さ方向におけるマイクロ共振キャビティのサイズは、比較的小さく、これは、マイクロ共振キャビティが厚さ方向に垂直である上平面及び下平面を有することとして理解されてもよい。第１の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第１のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、これは、第１の光導波路が位置する直線及び第１のマイクロ共振キャビティの上平面が同じ平面内にあることとして理解されてもよく、或いは第１の光導波路が位置する直線及び第１のマイクロ共振キャビティの下平面が同じ平面内にあることとして理解されてもよく、或いは第１の光導波路が位置する直線及び第１のマイクロ共振キャビティの中心平面が同じ平面内にあることとして理解されてもよく、或いは第１の光導波路が位置する直線及び第１のマイクロ共振キャビティの他の平面が同じ平面内にあることとして理解されてもよい。第１のマイクロ共振キャビティの他の平面は、第１のマイクロ共振キャビティの上平面に平行であり、第１のマイクロ共振キャビティの他の平面は、第１のマイクロ共振キャビティ上の点を含む。本発明においてそれに限定は設けられない。
【００３８】
本発明のこの実施例では、第１の光導波路と第１のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmでもよく、第２の光導波路と第２のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmでもよい。
【００３９】
ここで、第１の光導波路と第１のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、第１の光導波路が位置する直線と第１のマイクロ共振キャビティとの間の距離として理解されてもよく、或いは第１の光導波路上のいずれかの点と第１のマイクロ共振キャビティ上のいずれかの点との間の距離の最小値として理解されてもよい。同様に、第２の光導波路と第２のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、第２の光導波路が位置する直線と第２のマイクロ共振キャビティとの間の距離として理解されてもよく、或いは第２の光導波路上のいずれかの点と第２のマイクロ共振キャビティ上のいずれかの点との間の距離の最小値として理解されてもよい。
【００４０】
本発明のこの実施例では、第１の垂直結合キャビティは、少なくとも２つの共振波長と１対１の対応にある少なくとも２つのスーパーモードを有する。スーパーモード（supermode）は、第１の垂直結合キャビティの固有モードを示す。具体的には、第１の垂直結合キャビティ内の単一のマイクロ共振キャビティ内の共振モードにおいて、エバネッセント波を用いて空間内で強い相互作用が発生し、全体システムの複数の新たな光モードを形成し、これは、スーパーモードと呼ばれる。少なくとも２つのスーパーモードは、第１の垂直結合キャビティの固有モードである。少なくとも２つの共振波長の値は、形状、サイズ、及び屈折率のようなマイクロ共振キャビティのパラメータに関係する。例えば、マイクロ共振キャビティがマイクロディスク共振キャビティである場合、少なくとも２つの共振波長の値は、マイクロディスク共振キャビティの半径及び屈折率並びにそれぞれ２つの隣接する共振キャビティの間の距離のようなパラメータに関係する。
【００４１】
本発明のこの実施例では、第１の垂直結合キャビティのマイクロ共振キャビティは、閉じた共振キャビティであり、第１の垂直結合キャビティのマイクロ共振キャビティの形状は、本発明のこの実施例では限定されない点に留意すべきである。例えば、マイクロ共振キャビティの形状は、以下の形状、すなわち、円、楕円及び正多角形のうちいずれか１つでもよい。或いは、マイクロ共振キャビティの形状は、他の不規則な形状でもよく、例えば、矩形の２つの反対側が半円とそれぞれ結合された形状でもよい。本発明においてそれに限定は設けられない。
【００４２】
円のマイクロ共振キャビティは、環状のマイクロ共振キャビティでもよく、或いはディスクマイクロ共振キャビティでもよく、これは、本発明では限定されない。
【００４３】
本発明のこの実施例では、厚さ方向におけるマイクロ共振キャビティのサイズは、比較的小さい点に留意すべきである。ここで説明するマイクロ共振キャビティの形状は、マイクロ共振キャビティの厚さ方向に垂直である平面の形状である。
【００４４】
本発明のこの実施例では、光導波路は、ナノワイヤのシリコンに基づく光導波路でもよい。本発明のこの実施例では、光導波路は、シングルモード光導波路でもよい。本発明のこの実施例では、光導波路の形状は、細長い形、隆起形、先細の形、スロット形、及び金属プラズマの導波路のうちいずれか１つでもよく、これは、本発明のこの実施例では限定されない。
【００４５】
任意選択で、本発明のこの実施例では、光相互コネクタは、第３の光導波路を更に含む。第３の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第３のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にある。第３の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの第２の出力光導波路であり、第１の光導波路内で第２の共振波長を有する光信号は、第１の垂直結合キャビティを通じて第３の光導波路に入ってもよい。
【００４６】
本発明のこの実施例では、第３の光導波路と第３のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmでもよい。ここで、第３の光導波路と第３のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、第３の光導波路が位置する直線と第３のマイクロ共振キャビティとの間の距離として理解されてもよく、或いは第３の光導波路上のいずれかの点と第３のマイクロ共振キャビティ上のいずれかの点との間の距離の最小値として理解されてもよい。
【００４７】
例えば、Nが3に等しい場合、第１の垂直結合キャビティは、３つの同一のマイクロ共振キャビティを含み、３つの同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第１の直線上に位置し、第１の直線は、N個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、３つの同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられる。第１の垂直結合キャビティは、３つの同一のマイクロ共振キャビティを、等間隔を隔てて且つ同心円状に積み重ねることにより形成され、３つのマイクロ共振キャビティの中心が位置する直線は、マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であることが理解され得る。ここで、Nが3に等しいときの第１の垂直結合キャビティは、３層垂直結合キャビティと呼ばれる。N=3のときの第１の垂直結合キャビティは、図１に示されている。
【００４８】
３層垂直結合キャビティは、本発明の以下の実施例の全てにおける分析及び説明のための例として使用される。３層垂直結合キャビティは、３つの同一のマイクロディスク共振キャビティを含む。
【００４９】
本発明のこの実施例では、各マイクロディスク共振キャビティの半径は、1μm〜10μmでもよい。
【００５０】
図１に示す第１の垂直結合キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティ11と、第２の外層マイクロ共振キャビティ13と、中間層マイクロ共振キャビティ12とを含む。第１の垂直結合キャビティは、第１の共振波長に対応する第１のスーパーモードと、第２の共振波長に対応する第２のスーパーモードとを有する。２つのスーパーモードにおける光エネルギー分布の断面図は、図２に示されている。図２（ａ）に示すように、第１のスーパーモードにおけるエネルギーは、第１の外層マイクロ共振キャビティ11と、第２の外層マイクロ共振キャビティ13と、中間層マイクロ共振キャビティ12とに分布する。図２（ｂ）に示すように、第２のスーパーモードにおけるエネルギーは、第１の外層マイクロ共振キャビティ11と、第２の外層マイクロ共振キャビティ13とに分布する。
【００５１】
本発明のこの実施例では、図１における第１の垂直結合キャビティの第１のスーパーモードに対応する第１の共振波長は、λ1として記され、図１における第１の垂直結合キャビティの第２のスーパーモードに対応する第２の共振波長は、λ2として記される。λ1及びλ2の値は、マイクロディスク共振キャビティの半径R及び屈折率n並びにそれぞれ２つの隣接するマイクロディスク共振キャビティの間の距離dに関係する。
【００５２】
図３は、本発明の実施例による光相互コネクタの例の概略図である。図３に示す光相互コネクタは、第１の垂直結合キャビティ100と、第１の光導波路102と、第２の光導波路103とを含む。第１の光導波路102及び第１の垂直結合キャビティ100の中間層マイクロ共振キャビティ12は、同じ平面内にあり、第２の光導波路103及び第１の垂直結合キャビティ100の第２の外層マイクロ共振キャビティ13は、同じ平面内にある。さらに、第１の光導波路102は、第１の垂直結合キャビティ100の入力光導波路であり、第２の光導波路103は、第１の垂直結合キャビティ100の第１の出力光導波路である。
【００５３】
このように、第１の垂直結合キャビティ100の２つのスーパーモードに基づいて、波長がλ1,λ2,λ3,...,λnである光信号の系列が第１の光導波路102の入力端から光相互コネクタに入った場合、結合は、エバネッセント波を用いて第１の光導波路102と第１の垂直結合キャビティ100の中間層マイクロ共振キャビティ12との間で実施され得るため、光信号は、第１の垂直結合キャビティ100に入ってもよい。さらに、第１の垂直結合キャビティ100の第１のスーパーモードに従って、図２を参照して、波長がλ1である光信号が、第１の垂直結合キャビティ100の中間層マイクロ共振キャビティ12により、第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11及び第２の外層マイクロ共振キャビティ13に結合され得ることが決定されてもよい。さらに、結合は、エバネッセント波を用いて第１の垂直結合キャビティ100の第２の外層マイクロ共振キャビティ13と第２の光導波路103との間で実施され得るため、波長がλ1である光信号は、第２の光導波路103に入ってもよく、第２の光導波路103の出力端から出力される。波長がλ2,λ3,...,λnである他の光信号は、第１の光導波路102に沿って送信され続けてもよい。
【００５４】
図３は、Nが3に等しいときの光相互コネクタの例のみを示している点に留意すべきである。例えば、光相互コネクタはまた、以下のようにも、すなわち、第１の光導波路102及び第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11が同じ平面内にあり、第２の光導波路103及び第１の垂直結合キャビティ100の第２の外層マイクロ共振キャビティ13が同じ平面内にあるようにも実現されてもよい。或いは、光相互コネクタはまた、以下のようにも、すなわち、第１の光導波路102及び第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11が同じ平面内にあり、第２の光導波路103及び第１の垂直結合キャビティ100の中間層マイクロ共振キャビティ12が同じ平面内にあるようにも実現されてもよい。本発明においてそれに限定は設けられない。
【００５５】
図４は、光相互コネクタの他の例の概略図である。図３に基づいて、図４に示す光相互コネクタは、第３の光導波路101を更に含み、第３の光導波路101及び第１の外層マイクロ共振キャビティ11は、同じ平面内にあり、第３の光導波路101は、第１の垂直結合キャビティの第２の出力光導波路である。このように、波長がλ1,λ2,λ3,...,λnである光信号の系列が第１の光導波路102の入力端から光相互コネクタに入った場合、図３に基づいて、図４は、波長がλ1である光信号が第１の垂直結合キャビティ100から第３の光導波路101に入り、第３の光導波路101の出力端から出力されることを更に示している。
【００５６】
すなわち、N=3のときの第１の垂直結合キャビティについて、入射光波が第１の共振波長を有する光信号を含むとき、入力光導波路及び第１の垂直結合キャビティの中間層マイクロ共振キャビティが同じ平面内にある場合、第１の垂直結合キャビティの出力光導波路の光信号の波長は、第１の共振波長である。第１の垂直結合キャビティの出力光導波路及び第１の外層マイクロ共振キャビティ又は第２の外層マイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあってもよい。
【００５７】
他方、図４に示す光相互コネクタについて、第３の光導波路101が第１の垂直結合キャビティ100の入力光導波路である場合、第１の光導波路102及び第２の光導波路103は、第１の垂直結合キャビティ100の出力光導波路である。図５に示すように、入力光導波路101及び第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11は、同じ平面内にあり、第１の出力光導波路102及び第２の出力光導波路103は、それぞれ第１の垂直結合キャビティ100の中間層マイクロ共振キャビティ12及び第２の外層マイクロ共振キャビティ13の平面と同じ平面内にある。
【００５８】
このように、波長がλ1,λ2,λ3,...,λnである光信号の系列が第３の光導波路101の入力端から光相互コネクタに入った場合、結合は、エバネッセント波を用いて第３の光導波路101と第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11との間で実施され得るため、光信号は、第１の垂直結合キャビティ100に入ってもよい。さらに、第１の垂直結合キャビティ100の第１のスーパーモード及び第２のスーパーモードに従って、図２を参照して、波長がλ1である光信号が、第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11により、中間層マイクロ共振キャビティ12及び第２の外層マイクロ共振キャビティ13に結合され得ること、及び、波長がλ2である光信号が、第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11により、第２の外層マイクロ共振キャビティ13に結合され得ることが決定されてもよい。さらに、結合は、エバネッセント波を用いて第１の垂直結合キャビティ100の中間層マイクロ共振キャビティ12と第１の光導波路102との間で実施され得るとともに、結合は、エバネッセント波を用いて第２の外層マイクロ共振キャビティ13と第２の光導波路103との間で実施され得るため、波長がλ1である光信号は、第１の光導波路102に入ってもよく、第１の光導波路102の出力端から出力され、波長がλ1及びλ2である光信号は、第２の光導波路103に入ってもよく、第２の光導波路103の出力端から出力される。波長がλ3,...,λnである他の光信号は、第３の光導波路101に沿って送信され続けてもよい。
【００５９】
すなわち、N=3のときの第１の垂直結合キャビティについて、入射光波が第１の共振波長及び第２の共振波長を含む光信号を有するとき、入力光導波路及び第１の垂直結合キャビティの外層マイクロ共振キャビティのうちいずれか１つが同じ平面内にある場合、中間層マイクロ共振キャビティの平面と同じ平面内にある、第１の垂直結合キャビティの出力光導波路の光信号の波長は、第１の共振波長であり、他の外層マイクロ共振キャビティの平面と同じ平面内にある、第１の垂直結合キャビティの出力光導波路の光信号の波長は、第１の共振波長及び第２の共振波長である。
【００６０】
任意選択で、本発明のこの実施例における光相互コネクタは、正及び負の電極を更に含んでもよい。正及び負の電極は、第１の垂直結合キャビティの周囲に配置されてもよく、第１の垂直結合キャビティ内のマイクロ共振キャビティの屈折率を調整するように構成されてもよい。例えば、第１の垂直結合キャビティは、正及び負の電極の間に配置され、正及び負の電極は、第１の垂直結合キャビティの屈折率を調整するように構成される。
【００６１】
具体的には、第１の垂直結合キャビティ内のマイクロ共振キャビティは、屈折率が可変である材料でできていてもよい。例えば、材料は、シリコン、ゲルマニウム、リン化インジウム又はヒ化ガリウムのようなIII-V族化合物でもよい。本発明のこの実施例では、高い屈折率と、電気光学効果、熱光学効果、プラズマ分散効果及び磁気光効果のような光非線形特性とを有する半導体が、マイクロ共振キャビティに使用されてもよい。
【００６２】
例えば、N=3のときの第１の垂直結合キャビティについて、図６は、本発明の実施例による光相互コネクタの他の例の概略図を示す。図６における光相互コネクタは、図５に示す光相互コネクタに基づいて正及び負の電極104が備えられ、第１の垂直結合キャビティ100は、正及び負の電極104の間に配置されることが理解され得る。このように、第１の垂直結合キャビティ100内のマイクロ共振キャビティの屈折率は、正及び負の電極104を調整することにより調整されてもよい。すなわち、第１の垂直結合キャビティ100の第１の共振波長及び第２の共振波長は調整される。第１の共振波長は、第１のスーパーモードに対応し、第２の共振波長は、第２のスーパーモードに対応する。この実施例では、出力光導波路の光信号の波長は、正及び負の電極104を調整することにより調整されてもよいことも理解され得る。
【００６３】
すなわち、第１の垂直結合キャビティの屈折率は、本発明のこの実施例において電子制御を用いて変更されてもよく、これにより、第１の垂直結合キャビティのスーパーモードに対応する共振波長が調整され、これは、光相互コネクタ上の動的な制御を実現することができる。
【００６４】
任意選択で、本発明のこの実施例における光相互コネクタは、２つの圧電セラミックを更に含んでもよい。２つの圧電セラミックは、第１の垂直結合キャビティの周囲に配置されてもよく、第１の垂直結合キャビティ内のマイクロ共振キャビティのそれぞれ２つの隣接する層の間の距離を調整するように構成されてもよい。例えば、第１の垂直結合キャビティは、２つの圧電セラミックの間に配置され、２つの圧電セラミックは、第１の垂直結合キャビティのそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の距離を調整するように構成される。具体的には、マイクロ共振キャビティのそれぞれ２つの隣接する層の間の距離は、２つの圧電セラミックを調整することにより、1nm〜100nmだけ増加又は減少するように調整されてもよい。
【００６５】
すなわち、隣接するマイクロ共振キャビティの間の距離は、本発明のこの実施例において圧電セラミックを使用することにより変更されてもよく、これにより、第１の垂直結合キャビティのスーパーモードに対応する共振波長が調整され、すなわち、第１の垂直結合キャビティの出力光導波路の光信号の波長が調整されてもよく、これは、光相互コネクタ上の動的な制御を実現することができる。
【００６６】
本発明のこの実施例における光相互コネクタは、正及び負の電極と２つの圧電セラミックとの双方を含んでもよい点に留意すべきである。このように、光相互コネクタ内の第１の垂直結合キャビティの第１の共振波長及び第２の共振波長は、正及び負の電極と２つの圧電セラミックとの双方を調整することにより調整されてもよい。
【００６７】
任意選択で、本発明のこの実施例における光相互コネクタは、第１の波長変換器及び／又は第２の光導波路を更に含んでもよい。
【００６８】
第１の波長変換器は、第１の光導波路の入力端に配置されてもよく、第１の光導波路により入力された光信号の波長を調整するように構成されてもよい。
【００６９】
第２の波長変換器は、第２の光導波路の出力端に配置されてもよく、第２の光導波路により出力された光信号の波長を調整するように構成されてもよい。
【００７０】
本発明のこの実施例では、光相互コネクタが第３の光導波路を含む場合、光相互コネクタは、第３の波長変換器を更に含んでもよく、第３の波長変換器は、第３の光導波路の出力端に配置されてもよく、第３の光導波路により出力された光信号の波長を調整するように構成されてもよい。
【００７１】
例えば、N=3のときの第１の垂直結合キャビティについて、図７は、本発明の実施例による光相互コネクタの他の例の概略図を示す。図７における光相互コネクタは、図５に示す光相互コネクタに基づいて、それぞれ第１の波長変換器105、第２の波長変換器115及び第３の波長変換器125である３つの波長変換器が備えられ、第１の波長変換器105は、入力光導波路101の入力端に配置され、第２の波長変換器115は、第１の出力光導波路102の出力端に配置され、第３の波長変換器125は、第２の出力光導波路103の出力端に配置されることが理解され得る。このように、入力光導波路101の入力端に配置された第１の波長変換器105は、波長が第１の共振波長及び第２の共振波長と異なる光信号を、第１の共振波長及び／又は第２の共振波長を含む光信号に変換してもよく、次に、図５に示すルーティング方式に従って、光信号は、第１の垂直結合キャビティを使用することにより光回路の他の層に送信されてもよく、最後に、出力光信号の波長は、出力光導波路102の出力端に配置された第２の波長変換器115及び出力光導波路103の出力端に配置された第３の波長変換器125により必要な波長を有する信号に変換される。
【００７２】
例えば、波長がλ1’,λ2’,λ3’,...,及びλn’である光信号の系列が入力光導波路101の入力端に入った場合、光信号の波長は、第１の波長変換器105によりλ1,λ2,λ3’,...,及びλn’に変換されてもよい。出力光導波路102に結合された光信号の波長はλ1であり、光信号の波長は、第２の波長変換器115によりλ1’に変換されてもよく、出力光導波路102の出力端から出力される。出力光導波路103に結合された光信号の波長はλ1及びλ2であり、光信号の波長は、第３の波長変換器125によりλ1’及びλ2’に変換されてもよく、出力光導波路103の出力端から出力される。波長がλ3’,λ4’,...,及びλn’である残りの光信号は、光導波路101の出力端から出力される。
【００７３】
すなわち、本発明のこの実施例では、第１の垂直結合キャビティの入力光導波路の光信号の波長は、第１の波長変換器を使用することにより変更されてもよく、及び／又は第１の垂直結合キャビティの出力光導波路の光信号の波長は、第２の波長変換器を使用することにより変更されてもよく、これは、光相互コネクタのスケジューリング機能を拡張することができる。
【００７４】
任意選択で、実施例では、本発明のこの実施例における光相互コネクタは、第２の垂直結合キャビティと、第４の光導波路を更に含んでもよい。
【００７５】
第２の垂直結合キャビティは、M個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、M個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第２の直線上に位置し、第２の直線は、M個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、M個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Mは、3以上の奇数である。
【００７６】
第４の光導波路及びM個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第４のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にある。第１の光導波路又は第２の光導波路は、第２の垂直結合キャビティの入力光導波路として使用されてもよく、第４の光導波路は、第２の垂直結合キャビティの出力光導波路である。
【００７７】
第２の直線は、マイクロ共振キャビティの厚さ方向に沿って伸びることが理解され得る。本発明のこの実施例では、第２の直線及び第１の直線は、共面且つ平行でもよく、或いは相互に交差してもよく、或いは共面でなくてもよく、これは本発明では限定されない。
【００７８】
任意選択で、光相互コネクタが第３の光導波路を含む場合、第３の光導波路も、第２の垂直結合キャビティの入力光導波路として使用されてもよい。
【００７９】
本発明のこの実施例では、第４の光導波路と第４のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nでもよい。
【００８０】
本発明のこの実施例では、M及びNの値は同じでもよく、或いは異なってもよい点に留意すべきである。第２の垂直結合キャビティのパラメータ及び第１の垂直結合キャビティのパラメータは同じでもよく、或いは異なってもよい。ここで言及されるパラメータは、マイクロ共振キャビティのサイズ及び屈折率と、それぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の距離とを含んでもよい。ここでのパラメータは、垂直結合キャビティの共振波長を含んでもよいことも理解され得る。
【００８１】
例えば、N=3のときの第１の垂直結合キャビティについて、図８は、本発明の実施例による光相互コネクタの他の例の概略図を示す。図４に示す光相互コネクタに基づいて、図８における光相互コネクタは、第２の垂直結合キャビティ200と、第４の光導波路106とを更に含むことが理解され得る。さらに、第２の垂直結合キャビティは、３層垂直結合キャビティ、すなわち、M=3である。
【００８２】
第１の光導波路102及び第１の垂直結合キャビティの中間層マイクロ共振キャビティ12は、同じ平面内にあり、第１の光導波路102及び第２の垂直結合キャビティの第１の外層マイクロ共振キャビティ21も、同じ平面内にある。第４の光導波路106及び第２の垂直結合キャビティの第２の外層マイクロ共振キャビティ23は、同じ平面内にある。第２の垂直結合キャビティが第３の共振波長λ3に対応する第１のスーパーモードと第４の共振波長λ4に対応する第２のスーパーモードとを有することが仮定される。
【００８３】
第１の光導波路102は、第１の垂直結合キャビティ100の入力光導波路であるだけでなく、第２の垂直結合キャビティ200の入力光導波路でもある。第２の光導波路103及び第３の光導波路101は、第１の垂直結合キャビティ100の出力光導波路であり、第４の光導波路106は、第２の垂直結合キャビティ200の出力光導波路である。
【００８４】
このように、波長がλ1,λ2,λ3,及びλ4である光信号の系列が第１の光導波路102の入力端から光相互コネクタに入った場合、結合は、エバネッセント波を用いて第１の光導波路102と第１の垂直結合キャビティ100の中間層マイクロ共振キャビティ12との間で実施され得るため、光信号は、第１の垂直結合キャビティ100に入ってもよい。さらに、第１の垂直結合キャビティ100の第１のスーパーモード及び第２のスーパーモードに従って、波長がλ1である光信号が第１の外層マイクロ共振キャビティ11及び第２の外層マイクロ共振キャビティ13に結合され得ることが決定されてもよい。さらに、結合は、エバネッセント波を用いて第１の垂直結合キャビティ100の第１の外層マイクロ共振キャビティ11と第３の光導波路101との間で実施され得るとともに、結合は、エバネッセント波を用いて第２の外層マイクロ共振キャビティ13と第２の光導波路103との間で実施され得るため、波長がλ1である光信号は、第３の光導波路101に入ってもよく、第３の光導波路101の出力端から出力され、波長がλ1である光信号は、第２の光導波路103に入ってもよく、第２の光導波路103の出力端から出力される。波長がλ2,λ3,及びλ4である他の光信号は、第１の光導波路102に沿って送信され続け、第２の垂直結合キャビティ200に入ってもよい。第２の垂直結合キャビティ200の２つのスーパーモードは、第３の共振波長λ3及び第４の共振波長λ4に対応する。したがって、波長がλ3及びλ4である光信号は、第４の光導波路106に結合されてもよく、第４の光導波路106の出力端から出力される。波長がλ2である光信号は、図８に示すように、第１の光導波路102に沿って送信され続けてもよい。
【００８５】
本発明のこの実施例における光相互コネクタはまた、複数の垂直結合キャビティと、複数の光導波路とを含んでもよいことが理解されるべきである。創造的取り組みを行うことなく、本発明のこの実施例に基づいて当業者により実施される拡張は、全て本発明の保護範囲に属する。
【００８６】
本発明のこの実施例では、光相互コネクタは、多層スイッチング光回路に配置されてもよい。このように、第１の光導波路及び第２の光導波路が異なる光回路層に位置する場合、異なる光回路層の間での光信号の層相互の結合及び層間の共有が実現されることができる。
【００８７】
本発明のこの実施例における光相互コネクタは、標準的な相補型金属酸化膜半導体（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor、CMOS）技術を使用することにより製造されてもよい。図９は、図３に示す光相互コネクタを製造する技術的工程の概略図である。
【００８８】
具体的には、図９（ａ）に示すように、商用のシリコン・オン・インシュレータ（Silicon  On  Insulator、SOI）ウェーハ技術が使用されてもよい。図９（ｂ）に示すように、マイクロ共振キャビティの第１の層及び対応する光導波路は、フォトエッチング及び誘導結合プラズマ（Inductively  Coupled  Plasma、ICP）ドライエッチングを用いてSOIシリコンウェーハ上に形成される。マイクロ共振キャビティ91は、図３に示すマイクロ共振キャビティ13であり、光導波路92は、図３に示す第２の光導波路103であることが理解され得る。
【００８９】
さらに、図９（ｃ）に示すように、二酸化ケイ素（SiO2）フィルムがプラズマ促進化学蒸着（Plasma  Enhanced  Chemical  Vapor  Deposition、PECVD）又は低圧化学蒸着（Low  Pressure  Chemical  Vapor  Deposition、LPVCD）技術を使用することにより表面上に付着し、図９（ｄ）に示すように、化学的機械的に磨かれる。
【００９０】
次に、表面が酸化被膜により適切な厚さで覆われたシリコンウェーハは、図９（ｅ）に示すように、高温で図９（ｄ）に示すシリコンウェーハと接着される。図９（ｆ）に示すように、その底面は腐食し、化学的機械的に磨かれる。次に、図９（ｇ）に示すように、マイクロ共振キャビティの第２の層及び対応する光導波路は、フォトエッチング及びICPドライエッチングを用いて同様に形成されてもよい。マイクロ共振キャビティ93は、図３に示すマイクロ共振キャビティ12であり、光導波路94は、図３に示す第１の光導波路102であることが理解され得る。
【００９１】
さらに、SiO2フィルムがPECVD／LPVCD技術を使用することにより表面上に同様に付着し、化学的機械的に磨かれ、これは、図９（ｃ）及び図９（ｄ）と同様であり、図９には示されない。
【００９２】
次に、表面が同じ酸化被膜により適切な厚さで覆われたシリコンウェーハは、高温で前述のシリコンウェーハと接着され、図９（ｈ）に示すように、その底面は腐食し、化学的機械的に磨かれる。次に、図９（ｉ）に示すように、マイクロ共振キャビティの第３の層は、フォトエッチング及びICPドライエッチングを用いて同様に形成されてもよい。マイクロ共振キャビティ95は、図３に示すマイクロ共振キャビティ11であることが理解され得る。
【００９３】
最後に、図９（ｃ）及び図９（ｄ）の技術と同様の技術が実施された後に、図９（ｊ）に示す３層マイクロ共振キャビティが完成してもよい。
【００９４】
このように、図３に示す光相互コネクタの製造工程が完了する。製造工程において、マイクロ共振キャビティの隣接する層が同じ距離だけ間隔が開けられることを確保する必要がある点に留意すべきである。
【００９５】
図３に示す光相互コネクタを除く他の光相互コネクタは、同様の技術を使用することにより製造されてもよく、これは、ここでは再び説明しない。
【００９６】
このように、本発明のこの実施例において、成熟したCMOS技術が製造するために使用される。CMOS技術の加工処理技術は簡単であり、低コスト及び大規模の製造に適用可能である。
【００９７】
図１０は、本発明の実施例による光電子チップシステムの構成図である。図１０に示す光電子チップシステム900は、光回路層901と、回路層902とを含む。光回路層901は、レーザー911と、変調器912と、検出器913と、多層スイッチング光回路914とを含み、多層スイッチング光回路914は、図３〜図８のうちいずれか１つによる光相互コネクタ915を含む。回路層902は、エンコーダ921と、コントローラ922と、プロセッサ923とを含む。
【００９８】
レーザー911は、変調器912のための第１の光信号を入力するように構成される。エンコーダ921は、変調器912のための電気信号を入力するように構成される。変調器912は、第１の光信号及び電気信号を第２の光信号に変調し、第２の光信号を多層スイッチング光回路914に入力する。コントローラ922は、光相互コネクタ915のための制御信号を入力するように構成される。検出器913は、多層スイッチング光回路914の出力信号を受信するように構成される。プロセッサ923は、検出器913の出力信号を処理するように構成される。
【００９９】
具体的には、エンコーダ921は、変調器912のための様々な変調フォーマットの電気信号を提供するように構成される。変調器912は、エンコーダ921から受信した電気信号を、レーザー911により入力された第１の光信号にロードし、変調が実施された後に取得された第２の光信号を多層スイッチング光回路814に入力する。コントローラ922は、光相互コネクタ915のための制御信号を提供するように構成され、これにより、多層スイッチング光回路内の層間の光回路の動的なルーティングが実現されることができる。
【０１００】
本発明のこの実施例における光電子チップシステム900は、メモリ（図面に図示せず）を更に含んでもよい点に留意すべきである。
【０１０１】
本発明のこの実施例におけるメモリは、揮発性メモリ又は不揮発性メモリでもよく、或いは揮発性メモリ及び不揮発性メモリの双方を含んでもよいことが理解され得る。不揮発性メモリは、読み取り専用メモリ（Read-Only  Memory、ROM）、プログラム可能読み取り専用メモリ（Programmable  ROM、PROM）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（Erasable  PROM、EPROM）、電気的消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（Electrically  EPROM、EEPROM）又はフラッシュメモリでもよい。揮発性メモリは、ランダムアクセスメモリ（Random  Access  Memory、RAM）でもよく、外部キャッシュとして使用される。限定的な説明ではなく例示的な説明を通じて、スタティックランダムアクセスメモリ（Static  RAM、SRAM）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（Dynamic  RAM、DRAM）、シンクロナス・ダイナミックランダムアクセスメモリ（Synchronous  DRAM、SDRAM）、ダブルデータレート・シンクロナス・ダイナミックランダムアクセスメモリ（Double  Data  Rate  SDRAM、DDR  SDRAM）、エンハンスト・シンクロナス・ダイナミックランダムアクセスメモリ（Enhanced  SDRAM、ESDRAM）、シンクリンク・ダイナミックランダムアクセスメモリ（Synchlink  DRAM、SLDRAM）、及びダイレクト・ランバス・ランダムアクセスメモリ（Direct  Rambus  RAM、DR  RAM）のような多くの形式のRAMが使用されてもよい。本発明のこの実施例におけるメモリは、前述のメモリ及び適切なタイプの他のメモリを含んでもよく、これらに限定されない。
【０１０２】
図１１は、本発明の実施例による光信号共有方法のフローチャートである。図１１に示す方法は、以下を含む。
【０１０３】
1101：光相互コネクタの第１の光導波路は、第１の光信号を受信し、光相互コネクタは、本発明の前述の光相互コネクタである。
【０１０４】
1102：光相互コネクタの第１の垂直結合キャビティは、第１の光信号を第２の光信号に結合し、第１の光信号及び第２の光信号の双方は、第１の共振波長を有する光信号を含む。
【０１０５】
1103：光相互コネクタの第２の光導波路により、第２の光信号を出力する。
【０１０６】
本発明のこの実施例における光相互コネクタは、第１の光導波路からの第１の共振波長を有する光信号を第２の光導波路に結合し、これは、異なる層の間の光信号共有を実現することができる。
【０１０７】
本発明のこの実施例における光相互コネクタは、第１の垂直結合キャビティと、第１の光導波路と、第２の光導波路とを含む。第１の垂直結合キャビティは、N個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、N個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第１の直線上に位置し、第１の直線は、N個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Nは、3以上の奇数である。第１の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第１のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、第２の光導波路及びN個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第２のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にある。第１の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、第２の光導波路は、第１の垂直結合キャビティの第１の出力光導波路である。
【０１０８】
任意選択で、実施例では、この方法は、光相互コネクタの第１の垂直結合キャビティにより、第１の光信号を第３の光信号に結合するステップであり、第１の光信号及び第３の光信号の双方は、第２の共振波長を有する光信号を含むステップと、光相互コネクタの第３の光導波路により、第３の光信号を出力するステップとを更に含んでもよい。
【０１０９】
任意選択で、光相互コネクタは、第２の垂直結合キャビティと、第４の光導波路とを更に含んでもよい。
【０１１０】
光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティは、第１の光信号を第４の光信号に結合し、第１の光信号及び第４の光信号の双方は、第３の共振波長を有する光信号を含み、光相互コネクタの第４の光導波路は、第４の光信号を出力する。
【０１１１】
或いは、光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティは、第２の光信号を第４の光信号に結合し、第４の光信号は、第１の共振波長を有する光信号を含み、光相互コネクタの第４の光導波路は、第４の光信号を出力する。
【０１１２】
本発明のこの実施例では、Nが3に等しいときの光信号共有方法について、図３〜図８における対応する説明に参照が行われてもよい。繰り返しを避けるために、詳細はここでは再び提供されない。
【０１１３】
当業者は、この明細書に開示された実施例に記載の例と組み合わせて、ユニット及びアルゴリズムのステップが電子ハードウェア又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよいことを認識し得る。機能がハードウェアにより実施されるかソフトウェアにより実施されるかは、技術的解決策の特定の用途及び設計上の制約条件に依存する。当業者は、特定の用途毎に記載の機能を実現するために異なる方法を使用してもよいが、この実現は、本発明の範囲を超えるものとして考えられるべきではない。
【０１１４】
便宜的且つ簡潔な説明の目的で、前述のシステム、装置及びユニットの詳細な動作処理について、前述の方法の実施例における対応する処理に参照が行われてもよく、詳細をここでは再び説明しないことが、当業者により明確に理解され得る。
【０１１５】
この出願で提供される複数の実施例では、開示のシステム、装置及び方法は他の方式で実現されてもよいことが理解されるべきである。例えば、記載の装置の実施例は、単なる例示である。例えば、ユニットの分割は、単に論理的な機能分割であり、実際の実現では他の分割でもよい。例えば、複数のユニット又はコンポーネントは結合されてもよく、或いは他の装置に統合されてもよく、或いはいくつかの機能が無視されてもよく或いは実施されなくてもよい。さらに、表示又は説明した相互結合若しくは直接結合又は通信接続は、いくつかのインタフェースを通じて実現されてもよい。装置又はユニットの間の間接結合又は通信接続は、電気的、機械的又は他の形式で実現されてもよい。
【０１１６】
別々の部分として記載したユニットは、物理的に別々でもよく或いは別々でなくてもよく、ユニットとして表示された部分は、物理的なユニットでもよく或いは物理的なユニットでなくてもよく、或いは１つの位置に存在してもよく、或いは複数のネットワークユニットに分散されてもよい。ユニットの一部又は全部は、実施例の解決策の目的を達成するために、実際のニーズに従って選択されてもよい。
【０１１７】
さらに、本発明の実施例における機能ユニットは、１つの処理ユニットに統合されてもよく、或いはユニットのそれぞれが物理的に単独で存在してもよく、或いは２つ以上のユニットが１つのユニットに統合されてもよい。
【０１１８】
機能がソフトウェア機能ユニットの形式で実現され、独立したプロダクトとして販売又は使用される場合、機能は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体に記憶されてもよい。このような理解に基づいて、基本的に本発明の技術的解決策若しくは従来技術に寄与する部分、又は技術的解決策の一部は、ソフトウェアプロダクトの形式で実現されてもよい。ソフトウェアプロダクトは、記憶媒体に記憶され、コンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバ又はネットワークデバイスでもよい）に対して本発明の実施例に記載の方法のステップの全部又は一部を実施するように命令する複数の命令を含む。前述の記憶媒体は、USBフラッシュドライブ、取り外し可能ハードディスク、ROM、RAM、磁気ディスク又は光ディスクのようなプログラムコードを記憶することができるいずれかの媒体を含む。
【０１１９】
前述の説明は本発明の単に具体的な実現方式に過ぎず、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではない。本発明に開示された技術的範囲内で当業者により容易に認識される如何なる変更又は置換も、本発明の保護範囲内に入るものとする。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。
【図１】
2017509933.tif 000003
【図２（ａ）】
2017509933.tif 000004
【図２（ｂ）】
2017509933.tif 000005
【図３】
2017509933.tif 000006
【図４】
2017509933.tif 000007
【図５】
2017509933.tif 000008
【図６】
2017509933.tif 000009
【図７】
2017509933.tif 000010
【図８】
2017509933.tif 000011
【図９（ａ）】
2017509933.tif 000012
【図９（ｂ）】
2017509933.tif 000013
【図９（ｃ）】
2017509933.tif 000014
【図９（ｄ）】
2017509933.tif 000015
【図９（ｅ）】
2017509933.tif 000016
【図９（ｆ）】
2017509933.tif 000017
【図９（ｇ）】
2017509933.tif 000018
【図９（ｈ）】
2017509933.tif 000019
【図９（ｉ）】
2017509933.tif 000020
【図９（ｊ）】
2017509933.tif 000021
【図１０】
2017509933.tif 000022
【図１１】
2017509933.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月7日(2017.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の垂直結合キャビティと、第１の光導波路と、第２の光導波路とを含む光相互コネクタであって、
前記第１の垂直結合キャビティは、N個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、前記N個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第１の直線上に位置し、前記第１の直線は、前記N個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Nは、3以上の奇数であり、
前記第１の光導波路及び前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第１のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第２の光導波路及び前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第２のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第１の光導波路は、前記第１の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、前記第２の光導波路は、前記第１の垂直結合キャビティの第１の出力光導波路であり、前記第１の光導波路内で第１の共振波長を有する光信号は、前記第１の垂直結合キャビティを通じて前記第２の光導波路に入る、光相互コネクタ。
【請求項２】
前記光相互コネクタは、第３の光導波路を更に含み、前記第３の光導波路及び前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第３のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第３の光導波路は、前記第１の垂直結合キャビティの第２の出力光導波路であり、前記第１の光導波路内で第２の共振波長を有する光信号は、前記第１の垂直結合キャビティを通じて前記第３の光導波路に入る、請求項１に記載の光相互コネクタ。
【請求項３】
Nは3に等しく、前記第１の垂直結合キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティと、第２の外層マイクロ共振キャビティと、中間層マイクロ共振キャビティとを含み、前記第１のマイクロ共振キャビティは、前記第１の外層マイクロ共振キャビティであり、前記第２のマイクロ共振キャビティは、前記第２の外層マイクロ共振キャビティであり、前記第１の光導波路内で第２の共振波長を有する前記光信号は、前記第１の垂直結合キャビティを通じて前記第２の光導波路に入る、請求項１又は２に記載の光相互コネクタ。
【請求項４】
Nは3に等しく、前記第１の垂直結合キャビティは、第１の外層マイクロ共振キャビティと、第２の外層マイクロ共振キャビティと、中間層マイクロ共振キャビティとを含み、前記第１のマイクロ共振キャビティは、前記中間層マイクロ共振キャビティであり、前記第２のマイクロ共振キャビティは、前記第１の外層マイクロ共振キャビティ又は前記第２の外層マイクロ共振キャビティである、請求項１又は２に記載の光相互コネクタ。
【請求項５】
前記光相互コネクタは、正及び負の電極を更に含み、前記第１の垂直結合キャビティは、前記正及び負の電極の間に配置され、前記正及び負の電極は、前記第１の垂直結合キャビティの屈折率を調整するように構成される、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項６】
前記光相互コネクタは、２つの圧電セラミックを更に含み、前記第１の垂直結合キャビティは、前記２つの圧電セラミックの間に配置され、前記２つの圧電セラミックは、前記第１の垂直結合キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の前記距離を調整するように構成される、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項７】
前記光相互コネクタは、第１の波長変換器を更に含み、前記第１の波長変換器は、前記第１の光導波路の入力端に配置され、前記第１の波長変換器は、前記第１の光導波路により入力された光信号の波長を調整するように構成される、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項８】
前記光相互コネクタは、第２の波長変換器を更に含み、前記第２の波長変換器は、前記第２の光導波路の出力端に配置され、前記第２の波長変換器は、前記第２の光導波路により出力された光信号の波長を調整するように構成される、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項９】
前記N個の同一のマイクロ共振キャビティのそれぞれの形状は、円、楕円及び正多角形のうち１つである、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１０】
前記第１の光導波路と前記第１のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmであり、前記第２の光導波路と前記第２のマイクロ共振キャビティとの間の距離は、1nm〜1000nmである、請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１１】
前記N個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティの間の前記距離は、1nm〜1000nmである、請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１２】
前記光相互コネクタは、第２の垂直結合キャビティと、第４の光導波路とを更に含み、
前記第２の垂直結合キャビティは、M個の同一のマイクロ共振キャビティを含み、前記M個の同一のマイクロ共振キャビティの中心は、第２の直線上に位置し、前記第２の直線は、前記M個の同一のマイクロ共振キャビティの各マイクロ共振キャビティが位置する平面に垂直であり、前記M個の同一のマイクロ共振キャビティ内のそれぞれ２つの隣接するマイクロ共振キャビティは、同じ距離だけ間隔が開けられ、Mは、3以上の奇数であり、
前記第４の光導波路及び前記M個の同一のマイクロ共振キャビティ内の第４のマイクロ共振キャビティは、同じ平面内にあり、前記第１の光導波路又は前記第２の光導波路は、前記第２の垂直結合キャビティの入力光導波路であり、前記第４の光導波路は、前記第２の垂直結合キャビティの出力光導波路である、請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタ。
【請求項１３】
光回路層と、回路層とを含む光電子チップシステムであって、
前記光回路層は、レーザーと、変調器と、多層スイッチング光回路と、検出器とを含み、前記多層スイッチング光回路は、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタを含み、前記回路層は、エンコーダと、コントローラと、プロセッサとを含み、
前記レーザーは、前記変調器のための第１の光信号を入力するように構成され、
前記エンコーダは、前記変調器のための電気信号を入力するように構成され、
前記変調器は、前記第１の光信号及び前記電気信号を第２の光信号に変調し、前記第２の光信号を前記多層スイッチング光回路に入力し、
前記コントローラは、前記光相互コネクタのための制御信号を入力するように構成され、
前記検出器は、前記多層スイッチング光回路の出力信号を受信するように構成され、
前記プロセッサは、前記検出器の出力信号を処理するように構成される、光電子チップシステム。
【請求項１４】
光相互コネクタの第１の光導波路により、第１の光信号を受信するステップと、
光相互コネクタの第１の垂直結合キャビティにより、前記第１の光信号を第２の光信号に結合するステップであり、前記第１の光信号及び前記第２の光信号の双方は、第１の共振波長を有する光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第２の光導波路により、前記第２の光信号を出力するステップと
を含み、
前記光相互コネクタは、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の光相互コネクタである、光信号共有方法。
【請求項１５】
前記光相互コネクタの前記第１の垂直結合キャビティにより、前記第１の光信号を第３の光信号に結合するステップであり、前記第１の光信号及び前記第３の光信号の双方は、第２の共振波長を有する光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第３の光導波路により、前記第３の光信号を出力するステップと
を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティにより、前記第１の光信号を第４の光信号に結合するステップであり、前記第１の光信号及び前記第４の光信号の双方は、第３の共振波長を有する光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第４の光導波路により、前記第４の光信号を出力するステップと
を更に含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記光相互コネクタの第２の垂直結合キャビティにより、前記第２の光信号を第４の光信号に結合するステップであり、前記第４の光信号は、前記第１の共振波長を有する前記光信号を含むステップと、
前記光相互コネクタの第４の光導波路により、前記第４の光信号を出力するステップと
を更に含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
マイクロ共振キャビティは、マルチオーダーの共振波長を有する。例えば、半径がRであるマイクロディスク共振キャビティの一連の特定の共振モードについて、式(1)が満たされる。
mλres=2πnR      (1)
ここで、mはオーダーの数量を表し、nは屈折率であり、λresは第mのオーダーの共振モードに対応する共振波長である。このように、波長がλ1,λ2,λ3,...である光信号の系列が直線の導波路を使用することによりマイクロディスク共振キャビティに結合された場合、波長が共振波長λresと同じ光信号のみが共振することができ、したがって、特定のチャネルの光信号のアップロード及びダウンロードは、マイクロディスク共振キャビティを使用することにより実現されることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
任意選択で、本発明のこの実施例における光相互コネクタは、第１の波長変換器及び／又は第２の波長変換器を更に含んでもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
具体的には、エンコーダ921は、変調器912のための様々な変調フォーマットの電気信号を提供するように構成される。変調器912は、エンコーダ921から受信した電気信号を、レーザー911により入力された第１の光信号にロードし、変調が実施された後に取得された第２の光信号を多層スイッチング光回路914に入力する。コントローラ922は、光相互コネクタ915のための制御信号を提供するように構成され、これにより、多層スイッチング光回路内の層間の光回路の動的なルーティングが実現されることができる。
【国際調査報告】
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