可编程的光芯片、终端

文档序号:567670 发布日期:2021-05-18 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 可编程的光芯片、终端 (Programmable optical chip and terminal ) 是由 欧阳伯灵 崔乃迪 冯俊波 郭进 于 2021-02-04 设计创作,主要内容包括:一种可编程的光芯片和终端,所述光芯片包括:用于在所述可编程的光芯片内传输光信号的一条或多条第一传输路径;第一可编程基础器件,所述第一可编程基础器件呈阵列排列;光IP核,所述光IP核以及所述第一可编程基础器件之间、所述光IP核之间经由所述第一传输路径光耦合;所述光IP核包括光软核,和/或,光固核,其中,每种光软核包括第二可编程基础器件以及用于在所述光软核内传输光信号的一条或多条第二传输路径,每种光固核包括第三可编程基础器件、用于在所述光固核内传输所述光信号的一条或多条第三传输路径和用于对所述光信号进行处理的第一光学器件。本发明的方案中通过对光芯片进行编程等操作即可使光芯片实现多种不同的功能。(A programmable optical chip and terminal, the optical chip comprising: one or more first transmission paths for transmitting optical signals within the programmable optical chip; a first programmable base device arranged in an array; an optical IP core optically coupled between the optical IP core and the first programmable base device and between the optical IP cores via the first transmission path; the optical IP core comprises an optical soft core and/or an optical solid core, wherein each optical soft core comprises a second programmable basic device and one or more second transmission paths for transmitting optical signals in the optical soft core, and each optical solid core comprises a third programmable basic device, one or more third transmission paths for transmitting the optical signals in the optical solid core and a first optical device for processing the optical signals. In the scheme of the invention, the optical chip can realize various functions by programming the optical chip and other operations.)

可编程的光芯片、终端

技术领域

本发明涉及集成光子芯片领域,尤其涉及一种可编程的光芯片和终端。

背景技术

光子集成产业目前处于大规模集成的起步阶段,随着光芯片在光通信、光量子计算、微波光子等领域的广泛应用,光芯片需要实现的功能愈加复杂,同集成电路产业发展历程类似,光子集成领域迫切需要一种与电现场可编程逻辑门阵列(Field ProgrammableGate Array,FPGA)一样可以推动光子集成产业快速发展的可编程的光芯片。

可编程的光芯片在光通信、光子人工智能、微波光子、光量子计算、光传感等领域都有着大量的潜在应用。但目前业界主流的光芯片均是根据用户的特定需求开发定制的,也即,针对某一应用需求的光芯片,需要经过设计研发和生产过程才能投入使用,需要经过较长的设计研发和制作周期,生产效率较低,生产成本也比较高。因此,亟需一种可编程的光芯片,通过对光芯片进行编程操作即可使光芯片实现多种不同的功能,从而降低光芯片的生产成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可编程的光芯片,通过对光芯片进行编程等操作可以使光芯片实现多种不同的功能。

为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种可编程的光芯片,所述光芯片包括:用于在所述可编程的光芯片内传输光信号的一条或多条第一传输路径;第一可编程基础器件,所述第一可编程基础器件呈第一预设形状阵列排列;光IP核,所述光IP核和所述第一可编程基础器件之间、所述第一可编程基础器件之间、所述光IP核之间经由所述第一传输路径光耦合;其中,所述光IP核包括一种或多种类别的光软核,和/或,一种或多种类别的光固核,每种光软核包括第二可编程基础器件以及用于在所述光软核内传输光信号的一条或多条第二传输路径,每种光固核包括第三可编程基础器件、用于在所述光固核内传输所述光信号的一条或多条第三传输路径和用于对所述光信号进行处理的第一光学器件;所述第一可编程基础器件用于控制在所述第一传输路径中传输的光信号的路径和相位,所述第二可编程基础器件用于控制在所述第二传输路径传输的光信号的路径和相位,所述第三可编程基础器件用于控制在所述第三传输路径中传输的光信号的路径和相位。

可选的,所述第二可编程基础器件呈第二预设形状阵列排列,不同类别的光软核满足以下一项或多项:所述第二预设形状不同、所述第二可编程基础器件的类型不同、所述第二可编程基础器件的尺寸不同、所述第二可编程基础器件的数量不同、所述第二可编程基础器件的整体形状不同。

可选的,所述光IP核还包括:一种或多种类别的光硬核,所述光硬核为用于对所述光信号进行处理的第二光学器件。

可选的,所述光硬核包括以下一项或多项:功率放大器、激光器、探测器、调制器、光强度监测器、衰减器、滤波器、延时线、波分复用器。

可选的,所述光固核包括以下一项或多项:可编程延时线、可编程滤波器、可编程调制器、可编程波分复用器。

可选的,所述光芯片满足以下一项或多项:所述第一可编程基础器件可以是基于马赫曾德尔干涉仪的光开关或微机电器件;所述第二可编程基础器件可以是基于马赫曾德尔干涉仪的光开关或微机电器件;所述第三可编程基础器件可以是基于马赫曾德尔干涉仪的光开关或微机电器件。

可选的,所述光IP核位于多条第一传输路径的外围或内嵌于多条第一传输路径的内部。

可选的,所述光芯片还包括光学接口,所述光学接口用于输入或输出光信号,所述光学接口包括基于光栅耦合的接口和基于边缘耦合的接口。

可选的,所述光芯片还包括:电学接口,所述电学接口用于输入或输出电信号。

可选的,所述第一可编程基础器件呈六边形阵列排列。

可选的,所述光芯片用于光计算时,每个光软核中的多个第二可编程基础器件呈网格阵列排列或三角形阵列排列。

可选的,所述第一传输路径、所述第二传输路径、所述第三传输路径为光波导。

本发明实施例还提供一种终端,所述终端包含上述的可编程的光芯片。

与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:

在本发明实施例的方案中,光芯片包括光软核和/或光固核,光软核中的第二可编程基础器件可以用于控制在第二传输路径中传输的光信号的路径或相位,光固核中的第三可编程基础器件可以用于控制第三传输路径中光信号的路径和相位,由此光信号在光软核和光固核内的传输路径均具有均可控性,可以通过对第二可编程基础器件的设置来控制光信号在光软核内的传输路径,通过对第三可编程基础器件的设置来控制光信号在光固核内的传输路径,此外,光信号的相位也可以通过第二可编程基础器件和/或第三可编程基础器件进行设置,由此还可以通过控制光信号的相位来控制光软核和/或光固核中的光信号的干涉,因此,本发明实施例中的光软核和光固核可以满足不同的功能需求和性能需求,从而使得光芯片能够实现多种不同的功能,并且使得制造完成后的光芯片获得可编程的效果。

进一步,本发明实施例的光软核中第二可编程基础器件呈第二预设形状阵列排列,不同类别的光软核中所述第二预设形状、第二可编程基础器件的类型、尺寸、数量、整体形状中的一项或多项可以是不同的,可以通过设置光软核中第二可编程基础器件的类型、尺寸、数量、阵列排列的形状、整体形状,在同一光芯片上设置不同类别的光软核,以满足不同功能对光软核的差异化需求,以使得光芯片能够实现更加丰富复杂的功能,以及使得制造完成后的光芯片实现更加复杂的编程效果。

附图说明

图1是本发明实施例中一种可编程的光芯片的结构示意图。

图2是本发明实施例中第一种光软核的结构示意图。

图3是本发明实施例中第二种光软核的结构示意图。

图4是本发明实施例中第三种光软核的结构示意图。

图5是本发明实施例中一种光固核的结构示意图。

图6是本发明实施例中另一种可编程的光芯片的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述,目前业界主流的光芯片均是根据用户的特定需求开发定制的,完成后不可改变其功能,导致灵活性低、生产成本高。亟需一种可编程的光芯片,通过对该光芯片进行编程使光芯片实现多种不同的功能,以降低光芯片的生产成本。

为了解决上述技术问题,本发明实施例提供一种可编程的光芯片,所述光芯片包括:用于在所述可编程的光芯片内传输光信号的一条或多条第一传输路径;第一可编程基础器件,所述第一可编程基础器件呈第一预设阵列排列;光IP核,所述光IP核和所述第一可编程基础器件之间、所述第一可编程基础器件之间、所述光IP核之间经由所述第一传输路径光耦合;其中,所述光IP核包括一种或多种类别的光软核,和/或,一种或多种类别的光固核,每种光软核包括第二可编程基础器件以及用于在所述光软核内传输光信号的一条或多条第二传输路径,每种光固核包括第三可编程基础器件、用于在所述光固核内传输所述光信号的一条或多条第三传输路径和用于对所述光信号进行处理的第一光学器件;所述第一可编程基础器件用于控制在所述第一传输路径中传输的光信号的路径和相位,所述第二可编程基础器件用于控制在所述第二传输路径中传输的光信号的路径和相位,所述第三可编程基础器件用于控制在所述第三传输路径中传输的光信号的路径和相位。

在本发明实施例的方案中,光芯片包括光软核和/或光固核,光软核中的第二可编程基础器件可以用于控制在第二传输路径中传输的光信号的路径或相位,光固核中的第三可编程基础器件可以用于控制第三传输路径中光信号的路径和相位,由此光信号在光软核和光固核内的传输路径均具有可控性,可以通过对第二可编程基础器件的设置来控制光信号在光软核内的传输路径,通过对第三可编程基础器件的设置来控制光信号在光固核内的传输路径,此外,光信号的相位也可以通过第二可编程基础器件和/或第三可编程基础器件进行设置,由此还可以通过控制光信号的相位来控制光软核和/或光固核中的光信号的干涉,因此,光软核和光固核可以满足不同的功能需求和性能需求,从而使得光芯片能够实现多种不同的功能。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1,图1示出了本发明实施例中一种可编程的光芯片的结构示意图。

所述光芯片可以包括:用于在所述光芯片内传输光信号的一条或多条第一传输路径11、第一可编程基础器件12和光IP核13。其中,第一光传输路径11可以是光波导。

进一步地,所述第一可编程基础器件12可以用于控制在第一传输路径11中传输的光信号的路径和/或相位。

进一步地,第一可编程基础器件12还可以用于控制第一传输路径11中光信号的传输量。

具体而言,所述第一可编程基础器件12具有至少一个输入接口,所述输入接口与第一传输路径11连接,在第一传输路径11中传输的光信号可以经由输入接口输入所述第一可编程基础器件12中。所述第一可编程基础器件12具有多个输出接口,每个输出接口与第一传输路径11连接。对于输入至第一可编程基础器件12中的光信号,可以通过控制施加在第一可编程基础器件12上的电信号来设置光信号从第一可编程基础器件12输出时经过的一个或多个输出接口,从而实现分光控制。

在本发明的一个非限制性实施例中,还可以通过对所述第一可编程基础器件12的设置来控制光信号的相位,也即,通过控制施加在第一可编程基础器件12上的电信号设置输入第一可编程基础器件12的光信号的相位,或通过控制施加在第一可编程基础器件12上的电信号设置从第一可编程基础器件12输出的光信号的相位,当光信号同时从多个输入接口输入第一可编程基础器件12或同时从多个输出接口输出时,可以通过控制光信号的相位来控制经过第一可编程基础器件12的光信号的干涉。

进一步地,所述光芯片上的两两第一可编程基础器件12之间由第一传输路径11连接,从第一可编程基础器件12的各个输出接口的光信号传输至第一传输路径11中,进而传输至其他第一可编程基础器件12。

由此,本发明实施例中,可以通过对第一可编程基础器件12的设置来控制光信号在光芯片上的传输路径以及光信号的干涉。其中,所述第一可编程基础器件12可以是基于马赫曾德尔干涉仪(Mach–Zehnder Interferometer,MZI)的光开关,也可以是微机电器件(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS),但并不限于此。

进一步地,本发明实施例中光芯片上的第一可编程基础器件12呈阵列排列,且两两第一可编程基础器件12之间经由第一传输路径11连接,光芯片上的第一可编程基础器件12和第一传输路径11可以形成光连接网络,光连接网络可以起到光路由的作用。

进一步地,多个第一可编程基础器件12可以呈第一预设形状阵列排列。例如,第一可编程基础器件12可以呈六边形阵列排列,也可以呈四边形阵列排列,还可以呈五边形阵列排列,但并不限于此。图1示出了多个第一可编程基础器件12呈六边形阵列排列,也即,所述第一预设形状为六边形。在同一光芯片上,第一可编程基础器件12阵列排列构成的形状可以是相同的。

进一步地,两两第一可编程基础器件12之间的距离可以是不同的,也即,所述第一传输路径11的长度可以是不同的,由此,第一可编程基础器件阵列排列构成的第一预设形状的大小可以是不同的。

需要说明的是,当所述第一可编程基础器件12呈第一预设形状阵列排列时,多个第一传输路径11也可以构成具有相同形状的网状结构。

在本发明的一个非限制性实施例中,第一可编程基础器件12呈六边形阵列排列,此时,可以便利地通过控制第一可编程基础器件12来控制光信号在光芯片上的传输路径,也即,当第一可编程基础器件12呈六边形阵列排列时,在进行光信号的传输路径的控制时具有更好的灵活性。

进一步地,所述光IP核13可以经由第一传输路径11与所述第一可编程基础器件12光耦合

具体而言,所述光IP核13的输出的光信号可以传输至第一传输路径11,并经由第一传输路径11传输至第一可编程基础器件12中,以便所述第一可编程基础器件对光IP核13输出的光信号进行分光控制。

进一步地,第一可编程基础器件12输出的光信号可以经由第一传输路径11传输至光IP核13中,以使所述光IP核13对第一可编程基础器件12输出的光信号进行处理。

进一步地,所述光IP核13之间经由所述第一传输路径11光耦合,也即,光IP核13输出的光信号可以经由第一传输路径11传输至其他光IP核13中,以使其他的光IP核继续对光信号进行处理。

进一步地,所述光IP核13可以位于多条第一传输路径11的外围102,也可以内嵌于多条第一传输路径11的内部103。

需要明确的是,本发明实施例对所述光IP核13在光芯片上的位置并不做任何限制,在所述光芯片的实际应用中,光IP核13的位置可以根据需要进行相应调整。

换言之,所述光IP核13可以内嵌于光连接网络中,并与第一传输路径11连接,光IP核13还可以位于光连接网络的外围,并与第一传输路径11连接。也即,光IP核13位于第一传输路径11的外围102是指,光IP核13位于多条第一传输路径11和多个第一可编程基础器件12构成的光连接网络的结构的外围。光IP核13内嵌于位于第一传输路径11的内部103并非是指光IP核13位于单个第一传输路径11的内部,而是指所述光IP核13位于所述第一传输路径11和多个第一可编程基础器件12构成的光连接网络的结构之中。

因此,所述光芯片可以包括光连接网络以及光IP核13,所述光连接网络可以包括所述第一传输路径11和第一可编程基础器件12。

在本发明的一个非限制性实施例中,光IP核13内嵌于多条第一传输路径11的内部103,此时,所述两两第一可编程基础器件12之间的距离(也即,第一传输路径11的长度)可以根据光IP核13的尺寸大小确定,换言之,第一可编程基础器件12阵列排列构成的第一预设形状的大小可以适应于所述内嵌于多条第一传输路径11的内部103的光IP核13的大小。

需要说明的是,相比于光IP核13位于第一传输路径11的外围102,光IP核13内嵌于多条第一传输路径11的内部103可以缩短光信号传输的路径,提高传输效率,还可以缩小光芯片的面积,提高光芯片的集成度。还需要说明的是,还可以根据光IP核13自身的特点和所要实现的功能选择最合理的位置。

进一步地,所述光IP核13可以包括一种或多种类别的光软核。

参考图2,图2示出了本发明实施例中一种光软核的结构示意图。

所述光软核可以包括用于在所述光软核内传输光信号的一条或多条第二传输路径21以及第二可编程基础器件22。其中,所述第二传输路径21可以是光波导。

具体而言,所述第二可编程基础器件22可以用于控制在第二传输路径21中传输的光信号的路径和/或相位。

进一步地,第二可编程基础器件22还可以用于控制第二传输路径21中光信号的传输量。

具体而言,所述第二可编程基础器件22具有至少一个输入接口,所述输入接口与所述第二传输路径21连接,在第二传输路径21中传输的光信号可以经由输入接口输入所述第二可编程基础器件22中。所述第二可编程基础器件还具有多个输出接口,每个输出接口与第二传输路径21连接。对于输入至第二可编程基础器件22中的光信号,可以通过控制施加在第二可编程基础器件22上的电信号设置从第二可编程基础器件22输出时经过的一个或多个输出接口,从而实现分光控制。

在本发明的一个非限制性实施例中,还可以通过对第二可编程基础器件22的设置来控制在光软核中传输的光信号的相位,也即,通过控制施加在第二可编程基础器件22上的电信号还可以设置输入第二可编程基础器件22的光信号的相位,或通过控制施加在第二可编程基础器件22上的电信号还可以设置从第二可编程基础器件22输出的光信号的相位,当光信号同时从第二可编程基础器件22的多个输入接口输入或同时从多个输出接口输出时,可以通过控制光软核中光信号的相位来控制经过第二可编程基础器件22的光信号的干涉。

进一步地,所述光软核中两两第二可编程基础器件22之间由第二传输路径21连接,从第二可编程基础器件22的各个输出接口的光信号可以继续传输至第二传输路径21中,进而传输至其他第二可编程基础器件22中。

由此,本发明实施例中,对于同一个光软核,可以通过对第二可编程基础器件22的设置来控制光信号在光软核中的传输路径和/或相位,光信号在光软核中的传输路径不同或相位不同,所述光软核的功能和/或性能也不同,也即,本发明实施例中通过对第二可编程基础器件22的设置来改变光信号在光软核中的传输路径和/或相位,以改变光软核的功能和/或性能。因此,本发明实施例中的光软核具有可编程可复用的性质。其中,所述第二可编程基础器件22可以是包括马赫曾德尔干涉仪的光开关,也可以是微机电器件,但并不限于此。

进一步地,所述第二可编程基础器件22呈第二预设形状阵列排列,所述第二预设形状可以是在所述光芯片的设计过程中设置的。需要说明的是,所述第二预设形状是指多个第二可编程基础器件22阵列排列形成的形状,并不是指第二可编程基础器件22自身的形状。

还需要说明的是,多个第二可编程基础器件22阵列排列形成的形状可以是指光软核中每预设数量个第二可编程基础器件22阵列排列,该预设数量个第二可编程基础器件22形成的多边形的形状,预设数量小于或等于光软核中所有第二可编程基础器件的数量。例如,每六个第二可编程基础器件22阵列排列形成的六边形,或者,每三个第二可编程基础器件22阵列排列形成的三角形。以图2为例,图2所示的光软核中,第二预设形状为每四个第二可编程基础器件22阵列排列形成的正方形,但并不限于此。

在本发明的一个非限制性实施例中,所述第一预设形状和第二预设形状可以是不同的。

进一步地,当所述光芯片包括多个类别的光软核时,不同类别的光软核的功能和/或性能可以是不同的。需要说明的是,所述功能是指光软核的用途类别,例如,所述光软核可以具有延时线的功能,也可以具有滤波器的功能,但并不限于此。所述性能是指光软核在实现某一功能时的具体表现,例如,光软核执行延时线功能是具体的延时的时间。

进一步地,本发明实施例中,不同类别的光软核可以满足以下一项或多项:所述第二预设形状不同、所述第二可编程基础器件22的类型不同、所述第二可编程基础器件的尺寸不同、所述第二可编程基础器件的数量不同、所述第二可编程基础器件的整体形状不同。

具体而言,光软核中的第二可编程基础器件22阵列排列形成的第二预设形状不同时,光软核的类别不同。也即,针对所述光芯片所面向的不同的应用需求,所述光软核中第二可编程基础器件22阵列排列的形状可以是不同的。例如,针对微环结构应用的光芯片,所述光软核中的第二可编程基础器件22可以呈四边形阵列排列。针对光计算的光芯片,所述光软核中的第二可编程基础器件22可以呈网格阵列排列。

参考图3,图3示出了另一种光软核的结构示意图。图3示出的光软核可以用于光计算,第二可编程基础器件22的排列方式即为网格(Grid)阵列排列。在进行光计算时,图3示出的光软核可以有效地实现矩阵运算,提高了计算的速度,且具有较好的通用性。需要说明的是,多条第二传输路径21之间可以是交叉的。

继续参考图2,第二可编程基础器件22的类型不同,所述光软核的类别也不同。例如,光软核A中的第二可编程基础器件22的类型为基于马赫曾德尔干涉仪的光开关,光软核B中的第二可编程基础器件22的类型为基于微机电器件的光开关,则光软核A和光软核B属于不同类别的光软核。

进一步地,第二可编程基础器件22的尺寸不同时,所述光软核的类别也不同,更具体地,光软核中第二可编程器件22的长度不同,光软核的类别也不同。需要说明的是,第二可编程基础器件22的尺寸不同并非是指同一个光软核中包含尺寸不同的第二可编程基础器件22的情况,而是指光软核X中的第二可编程基础器件22的尺寸和光软核Y中的第二可编程基础器件22的尺寸不同。

进一步地,光软核中包含的第二可编程基础器件22的数量不同时,所述光软核的类别也不同。

进一步地,光软核中第二可编程基础器件22的整体形状不同时,光软核的类别也不同。需要说明的是,第二可编程基础器件22的整体形状是指光软核中所有第二可编程基础器件22排列后形成的整体的形状。

参考图4,图4示出了本发明实施例中第三种光软核的结构示意图。图4示出的光软核也可以用于光计算,图4所示的光软核中第二可编程基础器件22的整体形状为三角形。

由此,本发明实施例中直观地采用第二可编程基础器件22阵列排列构成的第二预设形状的差异(例如,四边形、六边形的形状差异)、第二可编程基础器件22的类型差异、尺寸差异、数量差异、整体形状差异中的一项或多项来指示所述光软核的类别的差异。

由上,随着光芯片所要实现的功能愈加复杂,同一类别的光软核很难满足不同功能的需求,即使可以采用同一类别的光软核实现多种不同的功能,通常需要增加光芯片上光软核的数量来满足复杂的功能需求,由于会导致光芯片上器件数量的增加,会大大增加光芯片的功耗,在实际使用时控制难度也较大。因此,本发明实施例中,可以通过第二可编程基础器件22的阵列排列的形状差异,和/或第二可编程基础器件22的类型差异、尺寸差异、数量差异、整体形状差异,使得所述光芯片可以具有多种不同类别的光软核,通过不同类别的光软核可以使光芯片可以实现更加丰富、复杂的功能,相比于采用单一类别的光软核来实现复杂功能时,可以降低光芯片上的器件数量,减少功耗,降低控制难度。

进一步地,所述光软核可以位于多条第一传输路径的外围,也可以内嵌于多条第一传输路径的内部。关于光软核在光芯片上的位置的具体内容可以参照上文关于光IP核在光芯片中位置的相关描述,在此不再赘述。

进一步地,所述光IP核还可以包括一种或多种类别的光固核。

参考图5,图5示出了本发明实施例中一种光固核的结构示意图。

所述光固核包括用于在所述光固核内传输所述光信号的一条或多条第三传输路径41、第三可编程基础器件42和用于对所述光信号进行处理的第一光学器件43。需要明确的是,光固核中的第一光学器件43决定光固核的功能,光固核中的第三可编程器件42可以用于调整光固核中第一光学器件43的性能,使其能够满足对同一第一光学器件不同性能的需求。换言之,所述光固核的功能是固定的,但所述光固核在该功能下的具体性能是可以通过对第三可编程基础器件42进行编程等操作改变的。

具体而言,所述第三传输路径41可以是光波导。第一光学器件43和第三可编程基础器件42之间经由第三传输路径41光耦合。

进一步地,所述第三可编程基础器件42用于控制在所述第三传输路径41中传输的光信号的路径和/或相位。

进一步地,第三可编程基础器件42还可以用于控制第三传输路径41中光信号的传输量。

具体而言,所述第三可编程基础器件43具有至少一个输入接口,所述输入接口与所述第三传输路径41连接,在第三传输路径41中传输的光信号可以经由输入接口输入所述第三可编程基础器件42中。所述第三可编程基础器42件还具有多个输出接口,每个输出接口与第三传输路径41连接。对于输入至第三可编程基础器件42中的光信号,可以通过控制施加在第三可编程基础器件42上的电信号设置光信号从第三可编程基础器件42输出时经过的一个或多个输出接口,从而实现分光控制。

在本发明的一个非限制性实施例中,还可以通过对第三可编程基础器件42的设置来控制在光固核中传输的光信号的相位,也即,通过控制施加在第三可编程基础器件42上的电信号还可以设置输入第三可编程基础器件42的的相位,或通过控制施加在第三可编程基础器件42上的电信号还可以设置从第三可编程基础器件42输出的光信号的相位,当光信号同时从第三可编程基础器件42的多个输入接口输入或同时从多个输出接口输出时,可以通过控制光信号的相位来控制经过第三可编程基础器件42的光信号的干涉。

进一步地,所述光固核中还可以包括第一光学器件43。所述第一光学器件43可以是对光信号进行处理的光学组件,所述光学组件可以是延时线、滤波器、调制器、波分复用器等光学器件中对光信号进行处理以实现该光学器件功能的部分,但并不限于此。需要说明的是,区比于延时线、滤波器、调制器、波分复用器等这些可以独立实现特定功能的完整的光学器件,本发明实施例中的第一光学器件43需要与第三可编程基础器件42、第三传输路径41连接后实现该光固核的功能。

进一步地,所述第三可编程基础器件42的各个输出接口的光信号可以继续传输至第三传输路径41,并经由第三传输路径41继续传输至第一光学器件43中。第三可编程基础器件42可以是包括马赫曾德尔干涉仪的光开关,也可以是微机电器件,但并不限于此。

例如,图5所示的光固核中的第一光学器件43为延时线,所述光固核用于将光信号延迟一段时间,也即,所述光固核的功能为延迟光信号,此时,可以通过编程等操作第三可编程器件42对进行设置,以改变光信号在第一光学器件43中的传输路径,从而控制延迟光信号的具体时间长度。

具体而言,所述第一光学器件43包括第一路径430和第二路径431,所述第一路径430的光程为ΔL1,第二路径431的光程为ΔL2,且ΔL1不等于ΔL2。第三可编程基础器件42的输出接口420经过第三传输路径41连接至第一路径,输出接口421经过第三传输路径41连接至第二路径,通过控制施加在第三可编程基础器件42上的电信号,选择光信号从第三可编程基础器件42输出的输出接口,从而选择光信号在第一光学器件43中的光程。通过第一光学器件43以及对多个第三可编程基础器件43的设置,可以实现光信号的多种可能的延时情况。

又例如,所述光固核中的第一光学器件43为微环滤波器,则所述光固核用于对光信号进行波长选择,也即,所述光固核的功能为滤波器,此时,可以通过编程等操作设置第三可编程器件42的状态,以改变光信号在光固核中的传输路径,从而控制微环滤波器的自由光谱范围。

由此,本发明实施例中的光固核包括第三传输路径41、第三可编程基础器件42以及第一光学器件43,其功能由第一光学器件43决定,也即,光固核的功能是固定的,不可通过对第三可编程基础器件42的编程操作改变。光固核特定功能下的具体性能是可编程的,可以通过对第三可编程基础器件42的设置来控制光信号在光固核中的传输路径和/或相位,光信号在光固核中的传输路径不同或者相位不同,所述光固核的性能不同,也即,本发明实施例中通过对第三可编程基础器件42的设置来改变光信号在光固核中的传输路径和/或相位,以改变光固核的性能。

进一步地,所述光固核可以位于第一传输路径的外围,也可以内嵌于多个第一传输路径的内部。关于光固核在光芯片上的位置的具体内容可以参照上文关于光IP核在光芯片中位置的相关描述,在此不再赘述。

参考图6,图6示出了本发明实施例中另一种可编程的光芯片的结构示意图。

图6示出的光芯片可以包括用于传输光信号的一条或多条第一传输路径31、第一可编程基础器件32、光软核33、光固核35。关于用于传输光信号的一条或多条第一传输路径31、第一可编程基础器件32、光软核33、光固核35的具体内容可以参照上文描述,在此不再赘述。

进一步地,光芯片上的光IP核还可以包括一种或多种类别的光硬核34,所述光硬核34为用于对所述光信号进行处理的第二光学器件。例如,所述光硬核可以包括以下一项或多项:功率放大器、激光器、探测器、调制器、光强度监测器、衰减器、波分复用器,但并不限于此。需要明确的是,区别于第一光学器件,第二光学器件是可以独立实现特定功能的完整的光学器件。

在本发明的一个非限制性实施例中,所述光硬核34还可以包括:高性能滤波器、高性能延时线等。

需要明确的是,所述光硬核34不包括可编程基础器件,所述光硬核34的功能和性能不能通过编程等操作改变,也即,所述光硬核与可编程的概念相对,具有成型后不可再通过编程等操作改变其功能及性能的特点。换言之,本发明实施例的方案中,无法通过对可编程基础器件的设置来改变光信号在光硬核34中的传输路径和/或相位,也就无法通过对可编程基础器件的设置来改变光硬核34的功能或性能。

因此,光硬核34的通用性较好,可以用于实现光芯片中部分的通用性的功能和/或标准的性能,而无需通过对光软核33进行编程来实现通用性的功能和/或标准的性能,能够减小光芯片面积,提高光芯片的集成度。

进一步地,所述光硬核34可以位于多条第一传输路径31的外围,也可以内嵌于多条第一传输路径31的内部。关于光硬核34在光芯片上的位置的具体内容可以参照上文关于光IP核在光芯片中位置的相关描述,在此不再赘述。

进一步地,所述光芯片还可以包括光学接口36,所述光学接口36可以用于输入或输出光信号,所述光学接口36可以是基于光栅耦合的接口,也可以是基于边缘耦合的接口。所述光学接口可以位于所述光连接网络的四周。

进一步地,所述光学接口36还可以经由第一传输路径31与光IP核连接,以使外部输入的光信号传输至光IP核中,或者所述光学接口36还可以经由第一传输路径31与第一可编程基础器件32连接,以使外部输入的光信号可以先传输至第一可编程基础器件32中,再传输至光IP核中。光IP核中输出的光信号也可以经由第一传输路径31和/或第一可编程基础器件32传输至光学接口36,以进一步传输至光芯片外部。

进一步地,所述光芯片还可以包括电学接口37,所述电学接口37用于输入或输出电信号,所述电信号可以是用于控制所述第一可编程基础器件32、所述第二可编程基础器件、第三可编程基础器件的电控制信号。所述电信号还可以是用于控制光硬核34(例如:调制器、功率放大器)的电控制信号,该电控制信号可以开启或关闭光硬核34或者是对光硬核34的工作参数进行设置,例如,选择功率放大器的放大倍数等,但并不限于此。所述电信号还可以是用于控制光固核35中第一光学器件的电控制信号,该电控制信号可以对第一光学器件的工作参数进行设置。

需要说明的是,上文描述的通过电信号对光硬核34或者光固核35中第一光学器件的工作参数进行设置区别于本发明实施例中所称的“可编程”。可以理解的是,本发明实施例中的“可编程”是指控制施加在各个第一可编程基础器件32上的电控制信号,来对第一可编程基础器件32进行控制,以改变光信号在光连接网络中的传输路径/或相位,和/或控制施加在各个第二可编程基础器件上的电控制信号,来对第二可编程基础器件进行控制,以改变光信号在光软核33中的传输路径和/或相位,和/或控制施加在各个第三可编程基础器件上的电控制信号,来对第三可编程基础器件进行控制,以改变光信号在光固核35中的传输路径和/或相位。而对工作参数进行设置只能是基于已有器件提供的一个或多个参数选项进行选择,并未使用可编程基础器件。

所述电信号还可以是所述光硬核34生成的用于携带光信号信息的电信号,例如,所述电信号可以是光探测器测量得到的光强信息。其中,所述电学接口37可以是直流信号接口,也可以是交流信号接口,例如,可以是射频信号接口。

具体而言,所述电信号还可以用于控制第一可编程基础器件32对第一传输路径31中的光信号进行光交换,也即,通过改变施加在第一可编程基础器件31上的电信号,改变光信号在光芯片上的传输路径和/或相位。

具体而言,电信号还可以用于控制第二可编程基础器件对第二传输路径中的光信号进行光交换,也即,通过改变施加在第二可编程基础器件上的电信号,可以改变光信号在光软核33内的传输路径和/或相位,从而实现对光软核33内的第二可编程基础器件的编程操作,以改变光软核33的功能和/或性能。

进一步地,电信号还可以用于控制第三可编程基础器件对第三传输路径中的光信号进行光交换,也即,通过改变施加在第三可编程基础器件上的电信号,改变光信号在光固核35内的传输路径和/或相位,从而实现对光固核35中的第三可编程基础器件的编程操作,以改变光固核35的性能。

进一步地,所述光芯片还可以包括电连接线38,所述电连接线38用于传输上述电信号,所述电连接线38的一端与电学接口37连接,电连接线38的另一端可以与光软核33、光固核35、光硬核34、第一可编程基础器件32中的任意一个连接。

由上可知,本发明实施例提供了一种光芯片,所述光芯片可以包括光IP核,所述光IP核可以是光软核、光固核、光硬核。其中,光软核的功能和性能均可通过对第二可编程基础器件进行编程操作实现,灵活性最强,可以用于实现使用频率较低的器件功能;光硬核的功能和性能均是固定的,具有通用性,使用频率高,易操作性、可靠性较高;光固核的功能是固定的,但可以通过对第三可编程基础器件进行编程操作来实现不同的性能,灵活性居于光硬核和光软核之间。所述光芯片可以应用于光通信、光子人工智能、微波光子、光量子计算、光传感等领域,本发明实施例对此并不限定。

由此,本发明实施例详细完备地定义了可编程的光芯片的架构,为可编程光芯片向大规模化、多功能化方向发展奠定了基础。本发明实施例提出的可编程的光芯片具有更高的器件效率,可以实现更丰富更复杂的功能,同时也解决了不同功能器件对光芯片设计需求不同的问题。

本发明实施例还提供了一种终端,所述终端可以包括上述的可编程的光芯片。所述终端可以是终端可以指各种形式的终端、接入终端、用户单元、用户站、用户终端、终端设备、车载设备、物联网设备等。所述终端可以应用于光通信、光子人工智能、微波光子、光量子计算、光传感等领域,本发明实施例对此并不限定。

应理解,本文中术语“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“/“,表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。

本申请实施例中出现的第一、第二等描述,仅作示意与区分描述对象之用,没有次序之分,也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定,不能构成对本申请实施例的任何限制。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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