技术摘要：
本文所描述的示例涉及一种光学切换装置，其中，跑道型谐振结构被定位以通过耦合确定频率通带。在一些示例中，第一波导接收输入光信号。第二波导被定位成使得输入光信号能够通过第一耦合间隙在第一波导和第二波导之间耦合。跑道型谐振结构被定位成与第一耦合间隙相邻，  全部
背景技术：
光学信号的切换对于促进网络基础设施(包括在数据中心规模及以上处)具有重 要作用。光学或光信号可以通过引导信号传播的波导进行传输。某些光学网络可以加入不 同波长的多个光信号以用于沿着同一波导传输，例如在波分多路复用(WDM)中。然而，多个 光信号可以不共享同一网络目的地。因此，当网络将某些选定的光信号(例如特定波长的光 信号)切换到另一波导(例如去往不同的目的地的波导)时，可能发生光学切换。可以通过将 光信号转换为电格式以通过电子开关来进行光学切换，随后再转换为光学格式。相比之下， 某些全光学开关技术可以实现全光学切换设计，而无需进行转换。全光学开关可以允许所 有数据信号保持为纯光学。然而，这种开关设计可以允许例如在其配置或参数中进行电子 地控制。 附图说明 在以下详细描述中结合附图对某些示例进行描述，其中： 图1是根据本公开的一些示例的光学切换装置的框图。 图2是根据本公开的一些示例的光学切换装置的平面横截面的框图。 图3是根据本公开的一些示例的包括控制机构的光学切换装置的框图。 图4A至图4C是根据本公开的一些示例的与光学切换装置一起使用的跑道型谐振 结构的框图。 图5是根据本公开的一些示例的利用相邻跑道型谐振结构进行光学切换的方法的 流程图。 图6是根据本公开的一些示例的执行光学切换方法的光学切换装置的框图。 图7A至图7B是根据本公开的一些示例的模拟光学切换装置的信号传递函数的示 意图。 图8A至图8C是根据本公开的一些示例的包括具有更改的波导宽度的区域的光学 切换装置的框图。 图9A至图9B是根据本公开的一些示例的模拟包括具有更改的波导宽度的区域的 光学切换装置的信号传递函数的示意图。 图10是根据本公开的一些示例的包括一组相邻跑道型谐振结构的光学切换系统 的框图。 图11是根据本公开的一些示例的包括一组电子控件的光学切换系统的框图。 图12是根据本公开的一些示例的利用一组相邻跑道型谐振结构进行光学切换的 方法的流程图。 4 CN 111587391 A 说　明　书 2/15 页 图13A-13C是根据本公开的一些示例的包括具有更改的耦合宽度的区域的光学切 换系统的框图。
技术实现要素：
本公开的示例涉及利用相邻谐振结构耦合进行光学切换的装置、系统和方法。这 种光学切换设计可以以低损耗进行全光学切换并且能够实现用于光学开关的有效开关拓 扑，包括用于高基数切换系统的设计。全光学切换可以指其中数据信号保持纯光学形式的 光学切换。因此，与例如使用电子开关的光电切换相比，全光学切换技术可以允许在不转换 光学信号的情况下进行切换。尽管如此，全光学切换仍然可以实现或适应适当的控制机构 或过程。特别地，本公开的实施例提出了一种低损耗全光学切换的设计，包括能够在操作中 实现动态参数控制的电子控制机构。基于这样的设计，一些实施例可以实现包括用于有效 高基数切换的一组跑道型谐振结构的切换系统。一些实施例可以包括对波导宽度或耦合间 隙宽度进行更改的设计，从而使得能够控制开关设计特性或相关操作参数。 通常，光学切换在现代网络基础结构中可能起重要作用。尽管可以利用各种不同 的电子开关通过转换来实现光学切换，但期望全光学切换设计来避免这种转换带来的显著 成本(包括能量使用和网络延迟)。类似地，虽然可以通过没有转换成本的各种不同的全光 学切换技术来尝试全光学切换，但针对全光开关的这种相应设计可能同样会带来各种问 题：例如在缓慢的重新配置时间、高传输损耗或高电路复杂性方面仍然显著的成本、不期望 的约束或低效率。例如，基于微机电系统(MEMS)的设计可以以大约数百毫秒的重新配置时 间来操作，这对于各种实际使用可能太慢。类似地，基于通过包括电子控件的一个或多个微 环谐振器的信号传输的设计可能会受到每微环2-3分贝(dB)的信号损失，总体上导致每微 环调谐的高损耗或高功率使用。最后，基于波长重定向(例如，通过阵列光栅)的设计可能需 要调谐精度不实际或不可用的激光源。在构建用于全光学切换的扩展或高基数系统时，这 种特定开关设计的成本、约束或低效率可能变得尤其难以管理。因此，可能期望开发一种低 损耗且可扩展的全光学开关设计，其开关拓扑更适合于构建有效、高基数的光学切换系统。 在本公开的示例中，光学切换装置包括第一波导，第二波导和跑道型谐振结构。波 导可以指适于引导或指引光信号的任何结构。跑道型谐振结构可以指以闭环形状设置的任 何波导，包括各种微环谐振器。因此，第一波导可以被定位成接收输入光信号。第二波导可 以被定位成使得输入光信号能够通过第一耦合间隙在第一波导和第二波导之间耦合。第一 和第二波导可以由此设计、实现和/或用作定向耦合器。第一耦合间隙可以例如相对于第一 和第二波导在表征该第一耦合间隙的其长度和宽度方面具有特定设计。特别地，第一耦合 间隙可以被设计为使得由第一波导接收的任何输入光信号倾向于通过第二波导从第一耦 合间隙离开，例如以“交叉(cross)”状态离开，而不是通过第一波导例如以“条(bar)”状态 离开。因此，基于所述的特定设计，输入到第一耦合间隙的任何光信号可以倾向于以交叉状 态离开。 在这样的示例中，跑道型谐振结构被定位成与第一耦合间隙相邻。跑道型谐振结 构可以允许选择输入光信号能够通过第二耦合间隙在第一和第二波导中的一个波导与跑 道型谐振结构之间耦合。因此，跑道型谐振结构可以被定位成与定向耦合器相邻，以允许在 装置内，即在输入光信号从第一耦合间隙离开之前在第一耦合间隙和第二耦合间隙之间耦 5 CN 111587391 A 说　明　书 3/15 页 合。第二耦合间隙可以因此例如相对于第一耦合间隙在其长度和宽度方面具有特定的设 计。特别地，第二耦合间隙可以被设计成使得跑道型谐振结构过耦合到相应波导，例如被设 计成具有使得由于耦合引起的损耗与耦合功率相比很小或者可忽略的宽度。此外，第二耦 合间隙可以被设计成使得其长度适当地或基本上短于第一耦合间隙的长度。总之，第二耦 合间隙的这种特定设计及其与第一耦合间隙的相邻定位可以在其中允许选择为在第二耦 合间隙上进行耦合的任何输入光信号“还原(undo)”、“逆反(reverse)”或以其它方式更改 第一耦合间隙上的耦合效应。例如，在第二耦合间隙上耦合的输入光信号然后可以通过第 一波导离开第一耦合间隙，例如以条状态而不是以其可能已经以其他方式离开的交叉状态 作为输出。因此，该装置可以进行全光学切换。 在一些这样的示例中，跑道型谐振结构可以相对于第一耦合间隙对称地定位，使 得第二耦合间隙可以相对于第一耦合间隙的长度对称地定位。然而，如下面进一步详细解 释的，各种示例可以在跑道型谐振结构或第二耦合间隙的定位方面具有相对灵活的适当设 计，例如，与第一耦合间隙相邻且没有特定的对称性限制。通常，对称定位可以通过相对于 第一耦合间隙的长度的第一半和第一耦合间隙的第二半对称地还原在第一耦合间隙的长 度上的耦合效应来促进装置的切换。然而，适当的设计可以使第二耦合间隙“还原”、“逆反” 或以其他方式更改第一耦合间隙上的耦合，而无需位置上的精确对称。通常，由于所有输入 信号可能类似地倾向于在第一耦合间隙上耦合，使得还原或更改耦合效应开关输出，因此 跑道型谐振结构可以因此针对装置确定在两个波导之间进行输出切换时的“频率通带”。在 一些这样的示例中，对于任何输入光信号，信号的与频率通带一致的第一部分可以通过输 入波导离开，例如以条状态输出，并且信号的与频率通带不一致的第二部分可以通过相邻 波导离开，例如以交叉状态输出。在某些情况下，这些部分中的任何一个都可以为空，例如 输入信号也可以全部切换或全部不切换。 如本文所使用的，术语“耦合”或“光学耦合”可以被理解为更一般地指渐逝波耦 合，该渐逝波耦合是在某些条件下光信号在耦合间隙上的能量或功率的传递、划分或分配 的现象。如在合适的定向耦合器中那样，当第二波导定位在第一波导足够附近或与第一波 导相邻时，在第一波导中传播的输入光信号可能倾向于在第二波导中产生渐逝波。然后，第 一波导中的输入光信号可以在第一耦合间隙上“耦合”或在第一耦合间隙的整个长度上在 第一波导和第二波导之间“耦合”。输入光信号然后可以从第一耦合间隙的长度离开，其中 功率或能量的第一部分仍然在第一波导中传播，而第二部分“耦合到”第二波导中以在其中 传播。如上所述，第一耦合间隙可以具有这样的特定设计使得输入光信号可以“完全耦合” 到第二波导中，使得所有或相对所有的能量或功率倾向于通过第二波导离开并且继续在第 二波导中传播，例如作为交叉状态的输出。第一耦合间隙可以在其长度和宽度方面被设计 成耦合任何波长或频率的所有输入光信号。类似地，第一耦合间隙可能倾向于以交叉状态 输出所有信号。 然而，关于第二耦合间隙，如所述，可以设计到跑道型谐振结构的耦合或跑道型谐 振结构之间的耦合以针对频率通带进行选择。通常，基于跑道型谐振结构的闭环结构，跑道 型谐振结构可以在谐振波长处表现出谐振。特别地，沿着第一耦合间隙传播的与谐振波长 不一致的输入光信号可以继续沿着第一耦合间隙的长度不受阻碍地传播，以便例如以如所 述的交叉状态通过第二波导离开。相反，与谐振波长一致的输入光信号可以在跑道型谐振 6 CN 111587391 A 说　明　书 4/15 页 结构中形成渐逝波，并在沿着第一耦合间隙的长度传播时耦合到跑道型谐振结构中。更一 般地，跑道型谐振结构可以确定具有可以基于中心频率的通带宽度的频率通带。中心频率 可以是谐振波长。因此，跑道型谐振结构可以相对于频率通带用作陷波滤波器。同样，对于 任何输入光信号，信号的第一部分可以耦合到跑道型谐振结构，而信号的第二部分可以继 续无阻碍地传播。如下面进一步描述的，在第二耦合间隙上操作为陷波滤波器时，跑道型谐 振结构可以表征由切换装置进行输出的信号传递函数。特别地，跑道型谐振结构可以由此 “切换”如在两个波导之间的，例如来自第一耦合间隙上的定向耦合器的频率通带的输出。 在基于谐振的耦合中，跑道型谐振结构可以在频率通带沿着第一耦合间隙传播时 对频率通带施加π相移。如所述，装置的设计可以适当地定位跑道型谐振结构，例如相对于 第一耦合间隙对称地定位，使得第二耦合间隙的相移可以有效地操作为“还原”、“逆反”或 以其它方式更改输入光信号的该部分在第一耦合间隙上的耦合。具体地，沿着第一耦合间 隙的在先(例如在第二耦合间隙之前的)长度的耦合可以通过沿着第一耦合间隙的在后(例 如在第二耦合间隙之后的)长度的耦合来更改。基于所施加的相移，输入光信号中与频率通 带一致的第一部分此后可继续沿第一耦合间隙传播，但然后通过第一波导(以条状态输出) 而不是通过第二波导(以交叉状态输出)离开。相反，输入光信号中与频率通带不一致的第 二部分可继续无阻碍地传播，并因此继续通过第二波导离开第一耦合间隙(以交叉状态输 出)。值得注意的是，这种设计允许输入信号如在定向耦合器中一样通过两个波导传输，而 不是例如如可以在波导之间实现串联谐振耦合以用于输入和输出的开关设计中直接通过 跑道型谐振结构传输。相反，跑道型谐振结构可以仅通过谐振耦合在选择的频率通带上施 加相移。因此，光学切换装置可以基于两个波导内剩余的信号功率，以低插入损耗进行全光 学切换。跑道型谐振结构还可以动态地确定、选择或控制频率通带。 本公开的示例可以实现适当的控制机构，包括用于如上所述的这种切换装置的电 子控件。因此，在装置的操作期间，切换的特性或参数可以例如在皮秒(ps)的量级上快速地 重新配置。例如，可以通过改变跑道型谐振结构的有效折射率来调谐或更改跑道型谐振结 构的谐振波长。改变跑道型谐振结构的一部分的电压或温度可导致有效折射率的改变。在 本公开的若干示例中，电子控制机构可以因此更改跑道型谐振结构的电压或温度，以调谐 谐振波长和/或相对于由装置进行的切换控制频率通带。另外，可以通过更改跑道型谐振结 构来调整切换装置的信号传递函数的其他参数，例如频率通带的边缘陡度和尾部或频散特 性。 本公开的示例可以在构造包括电子控件的更有效高基数系统时在上述设计上进 行扩展。特别地，如上所述的切换设计或拓扑可以允许扩展，该扩展包括相对于如上所述的 第一耦合间隙类似地或以其他方式适当地布置的额外波导和/或跑道型谐振结构。因此，每 个跑道型谐振结构可以基于相应或不同的谐振波长来确定相应或不同的通带。每个跑道型 谐振结构还可以对应于电子控制机构以调谐或更改其通带，从而允许在系统操作期间进行 动态切换控制。例如，可以用少于大约1000个切换元件构造128基数的开关。最后，可以利用 在波导、第二耦合间隙或第一耦合间隙中的任何一个或全部的尺寸上结合一个或多个修改 的开关设计来进一步更改这种系统中的切换的特性。例如，系统可以包括针对第一耦合间 隙的具有更改的宽度的区域，包括便于对额外的跑道型谐振结构进行适当的定位。例如，系 统可以包括针对波导中的一个波导的具有更改的宽度区域，包括表征切换系统的频率通 7 CN 111587391 A 说　明　书 5/15 页 带。因此，如上所述的这种系统可以利用可以快速重新配置的电子控件来进行有效的、高基 数的、全光学切换，其中，该设计或拓扑可以允许对切换设计和/或切换特性进行扩展或若 干变化。以这些方式和其他方式，本文描述的示例可以实质上改善用于光学切换，尤其是全 光学切换的方法、装置或系统的性能。 在下文中，参考以下附图描述本公开的示例。除非另有说明，否则附图和随附的描 述是非限制性的，没有任何元素是任何特定示例所独有的或特性。因此，在不脱离本公开内 容的精神和范围的情况下，可以将来自一个示例的特征自由地并入任何其他示例中。 参照图1描述与本公开一起使用的光学切换装置。在该方面，图1是根据本公开的 一些示例的光学切换装置100的框图。光学切换装置100包括第一波导110、第二波导120以 及跑道型谐振结构130。第一波导110被定位成接收输入光信号。第二波导120被定位成使得 输入光信号能够通过第一耦合间隙145在第一波导110和第二波导120之间耦合。跑道型谐 振结构130被定位成与第一耦合间隙145相邻，以使得输入光信号能够通过第二耦合间隙 155在第一波导110和第二波导120中的一个波导与跑道型谐振结构130之间耦合。如图1所 示，跑道型谐振结构130被定位成与第二波导120相邻，然而，装置100可以被理解为允许跑 道型谐振结构130类似地被定位成与输入或第一波导110相邻，而不受限制。类似地，尽管参 考第一波导110讨论了输入光信号，装置100可以被理解为允许波导110、120中的一个波导 或两个波导接收同时的、相似的或不同的输入光信号，而不受限制。 第一耦合间隙145可以被理解为是对第一波导110和第二波导120之间的特征耦合 区域的范围的说明，而不是作为限制设计。第一波导110和第二波导120的设计可以确定第 一耦合间隙145的特性。特别地，第一耦合间隙145的相对尺寸是说明性的，并不限制装置 100的设计参数。为了如上所述的表征的目的，第一耦合间隙145可以被称为具有特定长度 和特定宽度的连续区域，例如如图1的装置100中通过所示出的矩形所表示的。在本公开的 若干示例中，第一耦合间隙145被设计成具有这种宽度和长度，使得输入到装置100的所有 信号都倾向于例如在没有诸如跑道型谐振结构130的额外设计元素的情况下以交叉状态输 出。因此，由波导110、120中的一个波导输入的任何信号可能倾向于完全耦合到波导120、 110中的另一个波导并倾向于通过另一个波导120、110输出。 第二耦合间隙155可以类似地被理解为是对波导中的一个波导与跑道型谐振结构 130之间的特征耦合区域的范围的说明，而不是作为限制设计。相应波导和跑道型谐振结构 130的设计可以确定第二耦合间隙155的特性。同样地为了表征的目的，第二耦合间隙155可 以被称为具有特定长度和特定宽度的连续区域，也例如如图1的装置100中通过所示出的矩 形所表示的。同样，第二耦合间隙155的相对尺寸是说明性的，并不限制装置100的特定设计 参数。在本公开的若干示例中，第二耦合间隙155被设计成具有适当窄的宽度，使得跑道型 谐振结构130过耦合到相应波导，使得任何耦合损耗相对于耦合到跑道型谐振结构130中或 从跑道型谐振结构130耦合出的功率部分都是微不足道的或可忽略的。在本公开的若干示 例中，第二耦合间隙155被设计成具有相对于第一耦合间隙155的长度更短的长度，如图1中 通过两个相对矩形所示的。长度和宽度的设计可能会影响、改变或表征装置100中的切换。 特别地，第二耦合间隙的长度和宽度的设计可以针对输入信号的一部分还原、逆反或以其 他方式更改在第一耦合间隙上的耦合效果。输入信号的因此受影响的该一部分可以被称为 与频率通带一致。频率通带可以表征或导致装置100的输出中的切换。 8 CN 111587391 A 说　明　书 6/15 页 在本公开的一些示例中，如图1所示，第二耦合间隙155相对于第一耦合间隙145对 称地设计或定位。然而，装置100也可以被理解为允许以合适的非对称变化将第二耦合间隙 155定位成与第一耦合间隙145的长度相邻的设计，而不受装置100的特定设计参数的限制。 设计变型可以包括对装置100的波导110和波导120以及跑道型谐振结构130的对称性、形 状、宽度和/或间隔中的任何一个的修改。包括相对于第一耦合间隙145的第二耦合间隙155 的定位可以影响、改变或表征装置100中的切换。 在图1中，第一波导110和第二波导120可以由此相对于第一耦合间隙145设计、实 现或用作定向耦合器，其中相对于波导110、120的输入输出比为l×l、1×2、2×1和/或2× 2。通常，定向耦合器可以指适于基于耦合器本身和/或输入信号(包括例如应用于波分多路 复用(WMD)中的光信号)的属性在输入和输出之间分派、划分或以其他方式分配信号功率的 任何结构。特别地，波导110、120中的一个波导和/或两个波导可以接收输入光信号，该输入 光信号在第一耦合间隙145上耦合到另一个波导120、110。然后，基于输入信号的属性和第 一耦合间隙145的设计，任何输入信号可以通过波导120、110中的一个波导和/或两个波导 输出，包括以划分或分配的形式。波导110、120可以在第一耦合间隙145的长度上保持连续 耦合。如上所述，这种定向耦合器可以例如通过输入波导产生条状态的输出，和/或例如通 过相邻波导产生交叉状态的输出。输出可以是输入信号的以条状态输出的第一部分和输入 信号的以交叉状态输出的第二部分的组合。在本公开的若干示例中，第一耦合间隙145例如 在长度和宽度方面被设计成使得由波导110和120设计的定向耦合器例如在没有装置100的 额外设计元件(例如跑道型谐振结构130)的情况下倾向于以交叉状态输出输入到第一耦合 间隙145的任何或所有信号。因此，输入到装置100的所有信号可以以相似或类似的方式在 第一耦合间隙145上耦合。 跑道型谐振结构130可以指是形成为闭合环路的波导，使得其适合于谐振。在本公 开的若干示例中，跑道型谐振结构130是微环谐振器。跑道型谐振结构130可以在谐振波长 处表现出谐振。跑道型谐振结构130可以定位成与第一耦合间隙145相邻，如与构成定向耦 合器的波导110、120中的一个波导相邻，使得沿着第一耦合间隙145传播的光信号可以在第 二耦合间隙155上耦合到跑道型谐振结构130中。在第二耦合间隙155上的耦合可以针对特 定的，选定的或以其他方式受控的条件发生。沿着第一耦合间隙145在谐振波长处传播的输 入光信号可能倾向于通过耦合在跑道型谐振结构130中产生渐逝波。然而，沿着第一耦合间 隙145以非谐振波长传播的光信号可能倾向于继续沿第一耦合间隙145不受阻碍地传播，而 没有耦合到跑道型谐振结构130中。因此，跑道型谐振频率130可以针对特定频率选择。 跑道型谐振结构130可以具有以中心频率为中心的频率通带。中心频率可以处于 谐振波长处。因此，跑道型谐振结构130可以通过允许频率通带之外的光信号继续沿着第一 耦合间隙145不受阻碍地传播，同时将频率通带内部的光信号耦合到跑道型谐振结构130中 来设计或用作陷波滤波器。陷波滤波器可以表征为信号传递函数。然而，请注意，通带内部 的耦合到跑道型谐振结构130中的光信号也可以由于谐振而在第二耦合间隙155上耦合回 并继续沿第一耦合间隙145传播。因此，信号传递函数的总体表征可以取决于第二耦合间隙 155相对于第一耦合间隙145的相对位置。在本公开的若干示例中，跑道型谐振结构130被定 位成针对频率通带施加pi(π)相移。在一些这样的示例中，设计相对于第一耦合间隙145对 称地定位跑道型谐振结构130，使得第二耦合间隙155对称地定位，如图1所示。在这样的设 9 CN 111587391 A 说　明　书 7/15 页 计中，基于针对频率通带的pi(π)相移，频率通带在第一耦合间隙145的长度的第二一半上 的耦合可以还原，逆反或以其他方式消除在第一耦合间隙145的长度的第一一半上耦合。因 此，装置100可以针对频率通带产生呈条状态的输出。在一些示例中，相移以其他方式更改 装置100的输出。信号传递函数可以基于相移包括色散或额外特性。 跑道型谐振结构130由此确定频率通带，使得通过第一波导110输出输入光信号的 与频率通带一致的第一部分并通过第二波导120输出输入光信号的与频率通带不一致的第 二部分。在本公开的一些示例中，输入光信号的第一部分或第二部分中的任一个均是可忽 略的部分或为零部分，例如当输入光时信号要么与所确定的频率通带整体一致，要么没有 任何一部分与所确定的频率通带一致。装置100因此可以相对于频率通带执行全光学切换。 尽管图1在示例性设计、配置或设置中示出了光学切换装置100的元件，但是应当 理解，图1的所示出的元件还可以被设计，配置或设置在光学切换装置100的数种不同变体 中，而不会失去根据本公开的一般性。例如，尽管图1示出了第一波导110和第二波导120在 尺寸上相似或对称，但是可以理解的是，第一波导110和第二波导120在特征上同样可以是 不相似的，非对称的或以其他方式不同的，只要第二波导120被适当地定位成使得能够在第 一耦合间隙145上进行耦合。类似地，尽管图1示出了跑道型谐振结构130位于第二波导120 附近，但是应当理解，跑道型谐振结构130同样可以是适当地定位成与第一波导110相邻，只 要跑道型谐振结构130适当地定位成与第一耦合间隙145相邻，以使得能够在第二耦合间隙 155上进行耦合。最后，尽管图1将第一耦合间隙145和第二耦合间隙155示出为相似的矩形， 但是应当理解，第一耦合间隙145和第二耦合间隙155同样可以是不同的，非对称的，或者以 其他方式在尺寸或特性上不同。如所指出的，在本公开的若干示例中，第二耦合间隙155被 设计成具有比第一耦合间隙145更短的长度。第二耦合间隙155也可以被设计成使得跑道型 谐振结构130被过耦合至波导110，120中的一个波导。过耦合可以指其中由于耦合而导致的 功率损耗相对于所耦合功率的一小部分很小的耦合，使得跑道型谐振结构130中的任何内 部损耗都可以忽略不计。跑道型谐振结构130可以通过将其充分地定位在相应的相邻波导 110、120附近而相对于第二耦合间隙155过耦合。 参考图2详细描述其他示例。在这方面，图2是根据本公开的一些示例的光学切换 装置200的平面横截面的框图。光学切换装置200可以与图1的光学切换装置100基本相似。 特别地，在图2中类似标号的元件可以与图1的如上所述的元件基本相似，包括波导110和 120，跑道型谐振结构130，第一耦合间隙145和第二耦合间隙155。如图2所示，装置200的元 件可以定位于同一平面和/或设计成具有相似的高度尺寸，同时包括图1的波导110、120和 跑道型谐振结构130中的任何一个或全部。然而，装置200可以理解为允许非平面或多平面 设计而不进行限制，只要适当定位的元件使得实现第一耦合间隙145和第二耦合间隙155即 可，如参照图1所述。在横截面中。图2示出了第二波导120定位成充分位于第一波导110附近 并与第一波导110充分相邻以在它们之间建立第一耦合间隙145。在横截面中，图2将图1的 跑道型谐振结构130示出为近横截面130-A和远横截面130-B，其中虚线的轮廓仅表示闭环 结构。近横截面130-A定位成充分靠近波导110、120中的一个波导，以在近横截面130-A和波 导110、120中的一个波导之间建立第二耦合间隙155。与图1一致，图2再次示出了由第二波 导120形成的第二耦合间隙155，而不限制可以替代地使用第一波导110的设计。在横截面 中，图2示出了第二耦合间隙155被定位成与第一耦合间隙145充分相邻以使得能够在第二 10 CN 111587391 A 说　明　书 8/15 页 耦合间隙155和第一耦合间隙145之间进行耦合。因此，第一耦合间隙145和第二耦合间隙 155可以沿着装置200的整个长度的一部分重合，包括图2中所示的横截面。然而，如图1所 示，第二耦合间隙155也可以被设计成具有比第一耦合间隙145的长度更短的长度。 参考图3详细描述了其他示例。在该方面，图3是根据本公开的一些示例的包括控 制机构360的光学切换装置300的框图。光学切换装置300可以基本上类似于图1的光学切换 装置100。特别地，编号相似的元件可以与图1的元件基本上相似，包括波导110和120，跑道 型谐振结构130，第一耦合间隙145和第二耦合间隙155。在本公开的若干示例中，控制机构 360是电子控制机构。控制机构360可以应用控制过程以改变跑道型谐振结构130的参数，例 如电压或温度参数。如上所述，这些参数可以例如通过改变跑道型谐振结构130的有效折射 率来调谐或改变谐振波长或控制装置300的频率通带。频率通带可以确定或影响装置300的 切换特性，使得控制机构360可以实现切换参数的快速重新配置。因此，由装置300进行的切 换可以能够在皮秒(ps)的量级进行重新配置。控制机构360可以在硬件和/或软件设计的任 何组合中使用、包括或实现控制逻辑和/或数字逻辑，包括互补金属氧化物半导体(CMOS)技 术、集成电路(IC)或专用集成电路(ASIC)设计、控制器或微控制器或可以改变、修改或以其 他方式控制跑道型谐振结构130的参数的其他合适的控制技术。 参考图4A-4C详细描述了其他示例。在这方面，图4A至图4C是根据本公开的一些示 例的与光学切换装置一起使用的跑道型谐振结构430的框图。跑道型谐振结构430可与图1 的装置100、图2的装置200、图3的装置300中的任何一个或与其他合适设计的相当装置一起 使用。跑道型谐振结构430可以基本上类似于如上所述的图1的跑道型谐振结构130。如所指 出的，图1的跑道型谐振结构130可以指以闭环形式或结构设置的任何合适的波导，包括各 种类型的微环谐振器。在这方面，图4A示出了设计成椭圆形的跑道型谐振结构430-A；图4B 示出了设计成圆形的跑道型谐振结构430-B；并且图4C示出了设计为圆角矩形的跑道型谐 振结构430-C。形状是说明性的而对设计产生限制，只要形状设计可以实现适当的谐振耦合 即可。 参考图5详细讨论了根据本公开的用于实现光学切换的其他示例。在这方面，图5 是根据本公开的一些示例的利用相邻的跑道型谐振结构执行光学切换的方法500的流程 图。方法500的描述可以被理解为非限制性的。在不脱离本公开的情况下，可以将框添加到 方法500或从方法500中省略。除非另有说明，方法500的框可以以任何顺序执行，包括由一 个或多个装置元件同时执行。通常，法500可以同样适合于由使用图1的装置100、图2的装置 200或图3的装置300或任何其他合适的装置而执行。为了清楚起见，以下可以参考图1的装 置100而非进行限制。 方法500可以针对合适的光学切换装置在框502中开始。在框502中，装置通过定向 耦合器的第一波导接收输入光信号。对于参考图1的示例，装置100通过由波导110和120设 计的定向耦合器的第一波导110接收输入光信号。在一些这样的示例中，第一波导110被定 位成将输入光信号接收到装置100。在一些这样的示例中，第二波导120相对于第一波导110 定位以设计定向耦合器，包括第一耦合间隙145。装置100还可以通过第一波导110或第二波 导120中的任一个接收相似或不同的输入光信号，包括如前所述地同时地接收相似或不同 的输入光信号。 在框504中，装置将第一波导中的输入光信号耦合到定向耦合器的第二波导。对于 11 CN 111587391 A 说　明　书 9/15 页 参考图1的示例，当信号沿着第一耦合间隙145纵向传播时，装置100将第一波导110中的输 入光信号耦合至波导110和120的定向波耦合器的第二波导120。在一些这样的示例中，第二 波导120被定位成使得输入光信号能够通过第一耦合间隙145在第一波导110和第二波导 120之间耦合。装置100可以由此被设计为以输入光信号的整体耦合输入光信号，而不管可 以区分信号的第一部分或第二部分的输出状态，如在图1中讨论的。如前所述，第一耦合间 隙145也可以设计为例如在不存在诸如跑道型谐振结构130的其他设计元件的情况下倾向 于以交叉状态或者针对第一波导110输入通过第二波导120输出任何或所有输入信号。 在框506中，装置将定向耦合器中的输入光信号耦合到具有谐振频率的谐振结构。 对于参考图1的示例，当该信号沿着第一耦合间隙145纵向传播时，装置100将波导110和120 的定向耦合器中的输入光信号耦合到跑道型谐振结构130。如前所述，跑道型谐振结构130 可以以谐振频率操作。跑道型谐振结构130可以由此基于中心频率确定频率通带或特征波 导色散。因此，输入光信号的第一部分可以耦合到跑道型谐振结构130中，而第二部分可以 沿第一耦合间隙145继续不受阻碍。输入光信号的第一部分此后可以以特征相移，包括pi (π)相移，而耦合回或继续沿着第一耦合间隙传播。跑道型谐振结构130也可以被控制以改 变谐振频率。装置100因此可以动态地，包括电子地控制频率通带。 在框550中，装置通过定向耦合器并基于谐振频率将输入光信号的第一部分输出 到第一波导并将输入光信号的第二部分输出到第二波导。对于参考图1的示例，装置100通 过波导110和120的定向耦合器并基于跑道型谐振结构130的谐振频率通过第一波导110输 出输入光信号的第一部分并通过第二波导120输出的输入光信号的第二部分。在一些这样 的示例中，输入光信号的与频率通带相对应的通带部分由第一波导110输出，并且输入光信 号的其余部分由第二波导120输出。如前所述，跑道型谐振结构130可以相对于第一耦合间 隙145定位成使得所施加的相移抵消、逆反或以其他方式修改在第一耦合间隙145上的耦 合。例如，跑道型谐振结构130相对于第一耦合间隙145对称地定位或定位于中间处，以施加 π(pi)的相移，该相移在第一耦合间隙145的剩余长度上时还原或逆反关于第一耦合间隙 145的先前长度的耦合。装置100可以因此通过耦合到跑道型谐振结构130来执行对输入光 信号的切换。在一些这样的示例中，第一部分与跑道型谐振结构130的频率通带一致，而第 二部分与频率通带不一致。由第一波导110输出的第一部分可以被称为呈条状态的输出，而 由第二波导120输出的第二部分可以被称为呈交叉状态的输出。在一些这样的示例中，当输 入信号的整体不与频率通带一致或没有部分与频率通带一致时，第一部分或第二部分之一 可以为空。此后，第一部分可以继续在第一波导110中明显(distinctly)传播，并且第二部 分可以继续在第二波导120中明显传播。通常，装置100的输出因此可以由信号传递函数来 表征。 参照图6描述了光学切换的其他示例。在这方面，图6是根据本公开的一些示例的 执行光学切换方法的光学切换装置600的框图。图6的装置600包可以基本上类似于图1的装 置100以及本公开的其他装置。特别地，相似编号的元件可以与图1中的元件基本上相似，包 括波导110和120，跑道型谐振结构130，第一耦合间隙145和第二耦合间隙155。图6中所示的 箭头可以理解为示出了在装置600中的传播方向，而不限于装置600的设计或适当方法的执 行。由光学切换装置600执行的切换方法可以与图5的方法500以及本公开的其他方法基本 相似。 12 CN 111587391 A 说　明　书 10/15 页 特别地，装置600可以在定向耦合器的第一波导110中接收输入光信号601。这可以 以与方法500的框502基本相似的方式来执行。装置600可以将第一波导110中的输入光信号 601耦合到定向耦合器的第二波导120。这可以以与方法500的框504基本相似的方式来执 行。装置600可以将定向耦合器中的输入光信号601的一部分625耦合到跑道型谐振结构130 中。这可以以与方法500的框506基本相似的方式来执行。装置600可以由此设计为：与跑道 型谐振结构130的频率通带相对应的第一或通带部分660由第一波导110输出并且输入光信 号601的第二或其余部分670由第二波导120输出。这可以以与方法500的框550基本相似的 方式执行。第一或通带部分660可以与耦合到跑道型谐振结构130中的部分625基本相似。因 此，装置600可以通过在定向耦合器和相邻的跑道型谐振结构130之间的耦合来执行光学切 换。跑道型谐振结构130可以确定用于切换的频率通带。装置600还可以动态地，包括通过电 子控件控制或重新配置频率通带。如前所述，第一或通带部分660可以与由跑道型谐振结构 130确定的频率通带一致；第二或其余部分660可以与频率通带不一致。因此，在本公开的若 干示例中，装置600执行用于输入光信号601的光学切换方法500。 参照图7A-7B描述根据本公开的光学切换的其他示例。在这方面，图7A至图7B是根 据本公开的一些示例的模拟用于光学切换装置的信号传递函数的图示。特别地，图7A示出 了较大波长范围上的信号传递函数；并且图7B示出了在较小波长范围上的信号传递函数。 可以将图7A-7B理解为是指或表征图1的装置100、图2的装置200、图3的装置300、图6的装置 600或任何其他合适的光学切换装置中的任一个或全部。还可以参考特定的频率通带来理 解图7A-7B，而如所指出的，装置可以改变频率通带。特别地，图7A-7B显示了如上所述的用 于输入光信号的波长λ以微米(μm)为单位的相应波长范围。如前所述，这些图分别将直通或 条状态的输出与交叉状态的输出区分开，其中，两个输出部分可以占输入信号的基本全部。 因此，传输比例为0到1可以理解为是指输入光信号在每个相应状态下输出的部分。在0和1 之间的传输值可以指代或表征经由切换装置进行的切换的色散效应。为了清楚起见，以下 讨论可以参考图1的装置100，而不进行限制。 在图7A中，可以将信号传递函数理解为在更大波长范围上显示重复特性。如上所 述，当输入波长接近谐振频率或与谐振频率一致时，可能会出现呈直通或条状态的输出。这 样的谐振可能在波长间隔上重复出现。对于远离谐振的波长，包括在这样的间隔之间，输出 可以基本上处于交叉状态。因此，图7A示出了通过谐振执行选择性输出切换的光学切换装 置。如图所示，切换到条状态输出可以被设计为非常特定于谐振。 在图7B中，信号传递函数可以理解为对于相对接近频率通带的波长具有特定的色 散效应。在所示的示例中，频率通带的中心接近1.67μm。中心值可以代表跑道型谐振结构 130的谐振波长。对于该示例，装置灵敏度被模拟为足以在小于0.005μm的波长变化范围内 在基本上为0和基本上为1之间改变呈条或直通状态的输出。在距1.67μm小于0.005μm内，频 率通带可能主要以条状态输出。装置的设计可能会影响、更改或改变此信号传递函数，包括 频率通带的宽度和对称性以及切换的其他色散效应。 参考图8A-8C详细描述了用于光学切换的装置的其他示例。在这方面，图8A-8C是 根据本公开的一些示例的包括具有修改的波导宽度的区域812或822的光学切换装置800A- C的框图。特别地，图2。图8A示出了针对第一波导110具有更改的波导宽度的区域812的装置 800-A；图8B示出了针对第二波导120具有更改的波导宽度的区域822的装置800-B；并且图 13 CN 111587391 A 说　明　书 11/15 页 8C示出了针对第一波导110具有更改的宽度的区域812和针对第二波导120的具有更改的宽 度的区域822的装置800-C。装置800A-C的元件可以与图1的装置100的元件基本相似。特别 地，相似编号的元件可以与如上所述的图1的元件相似或相同，包括波导110和120，跑道型 谐振结构130，第一耦合间隙145和第二耦合间隙155。 在本公开的若干示例中，具有更改的波导宽度的区域812或822在第二耦合间隙 155附近、与第二耦合间隙155相邻或沿着第二耦合间隙155的长度的位置处被设计在波导 110或120中的一个波导上。在若干这样的示例中，如图8A-8C所示，更改的区域812或822还 被设计为具有比第一耦合间隙145更短的长度。更改的区域812或822的相对尺寸是说明性 的，而不限制装置800A-C的特定设计参数。因此，波导110或120的设计可以确定相应的更改 的区域812或822的特性。出于表征的目的，可以将更改的区域812、822称为具有特定长度和 特定宽度的连续区域，如在装置800A-C中通过虚线相对于相应的波导110、120或相对于波 导110、120沿第一耦合间隙145的长度的相应波导宽度所表示的那样。最后，而图8A-8C尽管 将更改的区域812和更改的区域822示为类似区域，但是可以理解的是，更改的区域812和更 改的区域822同样可以是不相似的，非对称的，或者以其他方式在尺寸或其他特征上不同。 如图8C所示，更改的区域812和822的长度可以不同，例如使得更改的区域822比更改的区域 812更短，或反之亦然。更改的区域812、822中的任一个的长度和宽度的设计可以影响、改变 或表征装置800A-C中的切换。 在本公开的若干示例中，更改的区域812或822在第二耦合间隙155附近、沿着第二 耦合间隙155或与第二耦合间隙155相邻的位置处包括波导110或120的宽度的略微增加。这 样的设计可能会影响、改变、或表征由装置800A-C执行的输出或切换，包括如上所述的相应 信号传递函数的色散或额外特征。例如，更改的区域812、822可以使得切换输出相对于输入 波长的变化更快。更改的区域812、822还可以促进、实现或导致更低的电力或电压变化以在 装置800A-C的操作中修改、配置或控制跑道型谐振结构130。装置800A-C因此可以以更少的 功率使用或更高的效率进行操作。设计还可以针对信号传递函数进行选择。 参照图9A-9B描述根据本公开的光学切换的其他示例。在这方面，图9A至图9B是根 据本公开的一些示例的模拟用于光学切换装置的信号传递函数的图，该光学切换装置包括 具有修改的波导宽度的区域。特别地，图9A示出了在更大波长范围上的信号传递函数；并且 图9B示出了在更小波长范围上的信号传递函数。可以将图9A-9B裂解为指代或者表征图8A- 8C的装置800A-C中的任何一个或全部或任何其他合适的光学切换装置。还可以参考特定的 频率通带来理解图9A-9B，但是如上所述，这种装置可以控制或改变频率通带。特别地，图 9A-9B显示了如上参考的针对输入光信号的波长λ以微米(μm)为单位的相应波长范围。如前 所述，这些图分别将直通或条状态的输出与交叉状态的输出区分开，其中，两个输出部分可 占输入信号的全部。因此，传输比例为0到1可以理解为是指输入光信号在每个相应状态下 输出的部分。在0和1之间的传输值可以指代或表征由光学切换装置进行的切换的色散效 应。 一般而言，图9A-9B可显示类似于或可比于图7A-7B的图。特别地，与图7A相比，图 9A可以理解为说明在更大波长范围内的重复特性。与图7A相反，图9A可以理解为指示在切 换中相对于输入波长的更快变化，如以上所参考的针对输入光信号的波长λ以微米(μm)为 单位的更小波长间隔所示。此外，频率通带的形状可以扩展。因此，具有更改的波导宽度的 14 CN 111587391 A 说　明　书 12/15 页 区域的设计可以改变开关特性。 同样地，图9B可以理解为说明了相对于频率通带针对波长的特定色散效应。与图 7B相反，图9B可以理解为指示由于在谐振之间的更小波长间隔上频率通带的扩展形状，输 出可以基本上保持在直通或条状态。如图所示，切换到条状态输出可以被设计为比图7A-7B 更不特定于谐振。装置900A-C因此可以用较少功率使用来操作或者可以通过这种设计执行 相对更有效的切换。设计也可以针对特定的信号传递函数进行选择，如图7A-7B和图9A-9B 之间所示。 参考图10详细描述用于光学切换的装置的其他示例。在这方面，图10是根据本公 开的一些示例的用于光学切换的系统1000的框图，该系统100包括一组相邻的跑道型谐振 结构130-1至103-n。图10的系统1000可以与图1的装置100基本相似。特别地，相似编号的元 件可以与如上所述的图1中的元件基本上相似，包括波导110和120，第一耦合间隙145，跑道 型谐振结构130-1至130-n，以及第二耦合间隙155-1至155-n。在n＝1的示例中，图10的系统 1000可以具有一个跑道型谐振结构130-1和一个第二耦合间隙155-1，使得可以基本上等同 于图1的装置100。然而，图10可以理解为示出了针对任何整数值n具有跑道型谐振结构1至n 和第二耦合间隙1至n的系统1000。此外，尽管跑道型谐振结构130-1和130-n以及第二耦合 间隙155-1和155-n被示为相似，但是装置1000可以理解为同样允许元件适当地不相似、不 对称或以其他方式在尺寸或特性上不同的，而对装置1000的特定设计参数进行限制。如关 于图1所讨论的，设计变型可以包括对波导110和120中的任一个或跑道型谐振结构130中的 每一个对对称、形状、宽度和/或间隔中的任一方面的修改，包括但不限于非平面或多平面 设计，只要该组中的每个跑道型谐振结构130被适当地定位以使得能够在第一耦合间隙145 和相应的第二耦合间隙155之间进行适当的耦合，如先前参考图1中的跑道型谐振结构130 所详细描述的。 参考图10的系统1000，第一波导110被定位成使得输入光信号能够通过第一耦合 间隙145并且在第一波导110与第二波导120之间的耦合长度上从第一波导110耦合至第二 波导120。每个跑道型谐振结构130沿着第一耦合间隙145的耦合长度定位，以使得输入光信 号能够从第一波导110和第二波导120中的一个波导耦合，使得第二组耦合间隙155对应于 第一组跑道型谐振结构130。此外，每个跑道型谐振结构130定位成在第一耦合间隙145的耦 合长度上与第一波导110和第二波导120中的一个波导相邻，使得每个耦合间隙155分别定 位成与第一波导间隙145相邻。 在一些示例中，该组跑道型谐振结构130相对于第一耦合间隙145在长度上明显更 短。在一些示例中，该组跑道型谐振结构130相对于第一耦合间隙145的长度对称地或接近 中间地定位，使得以使得该组耦合间隙155同样对称地定位。如参照图1先前所详细讨论的 那样，基于定位，每个跑道型谐振结构130可以确定针对输入光信号的对应部分的频率通 带，以如在第一波导110和第二波导120之间切换输出。每个跑道型谐振结构130可以确定不 同的或分开的频率通带，使得装置1000的总输出的通带部分可以对应于一组相应的频率通 带。因此，切换系统1000可以被设计为执行高基数光学切换。与图1的装置100一样，图10的 系统1000可以表征为信号传递函数。系统1000的设计中的变化可以影响、修改或改变切换 的特性，包括信号传递函数的色散效应。 参考图11详细描述了其他示例。图11是根据本公开的一些示例的包括一组电子控 15 CN 111587391 A 说　明　书 13/15 页 件1160-1至1160-n的光学切换装置1100的框图。光学切换装置1100可以与图10的光学切换 装置1000基本相似。特别地，相似编号的元件可以与图10中的元件基本上相似，包括波导 110和120，第一耦合间隙145，跑道型谐振结构130-1至130-n和第二耦合间隙155-1至155- n。在本公开的若干示例中，每个电子控件1160改变相应的跑道型谐振结构130的频率通带。 电子控件1160可以改变相应的跑道型谐振结构130的参数，例如电压或温度参数，如相对于 图3所更早讨论的。电子控件1160可以使得能够快速重新配置切换参数。因此，由装置1100 进行的切换可以再次以皮秒(ps)的量级重新配置。与图3的装置300一样，图11的电子控件 1160可以包括以硬件和/或软件设计的任意组合控制逻辑和/或数字逻辑，包括互补金属氧 化物半导体(CMOS)技术、集成芯片(IC)或专用集成电路(ASIC)设计、控制器或微控制器，或 可用于改变、修改或以其他方式控制跑道型谐振结构130的参数的任何其他合适的电子控 制技术。尽管电子控件1160-1和1160-n在图11中被示为相似，但是装置1100可以理解为同 样允许任何电气控件1160适当地不同、不对称或以其他方式在尺寸，连接或其他特性上不 同，而不受装置1100的特定设计参数或控制功能的限制。 参考图12详细讨论了根据本公开的用于实现光学切换的其他示例。在这方面，图 12是根据本公开的一些示例的利用一组相邻的跑道型谐振结构执行光学切换的方法1200 的流程图。如关于图5的方法500所指出的，方法1200的描述可以理解为非限制性的。在不背 离本公开的范围的情况下，可以将框添加到方法1200或从方法1200中省略。除非另有说明， 否则方法1200的框可以以任何顺序执行，包括由一个或多个装置元件同时或同步地执行。 通常，方法1200同样适用于使用图1、图2、图3、图6、图8A-8C，图10或图11以及任何其他合适 的切换装置进行执行。为了清楚起见，该讨论可以参考图10的装置1000，而不进行限制。 如上所述，方法1200的框1202、1204、1206和1250可以以基本相似性各自与方法 500的框502、504、506和550分别对应。在框1202中，系统通过定向耦合器的第一波导接收输 入光信号。这可以基本上如图5的框502中所描述的那样并参考图10的第一波导110来执行。 在框1204中，系统将第一波导中的输入光信号耦合到定向耦合器的第二波导。这可以基本 上如在图5的框504中所描述的那样并且参考图10的第二波导120来执行。 在框1206中，系统将定向耦合器中的输入光信号耦合到一组跑道型谐振结构的每 个跑道谐振结构，其中每个谐振结构具有一组谐振频率的谐振频率。这可以基本上如图5的 框506中所描述的那样并相对于图10的每个跑道型谐振结构130来执行。特别地，如图10所 示，当输入光信号沿着第一耦合间隙145的长度从跑道谐振结构130-1经过跑道谐振结构 130-n传播时，系统1000可以利用每个跑道型谐振结构130重复方法500的框506。因此，参考 图6，系统1000可以将相应的部分625耦合到该组的每个跑道型谐振结构130中，其中，只要 输入光信号与相应的频率通带或谐振频率不一致，则某些这样的部分可以为空。通过这种 重复，系统1000可以针对一组频率通带执行选择性切换，该一组频率通带限定了相对于输 入光信号的输出的通带部分。在其中多个跑道型谐振结构130具有相似或相同的通带频率 的一些示例中，传播信号的相似或相同部分625可以耦合到多个跑道型谐振结构130中并且 导致更改的或不同的相移。如所讨论的，信号的其余部分仍可以继续不受阻碍或不受影响。 在框1210中，系统改变用于一个跑道型谐振结构130的至少一个参数以改变至少 一个频率通带。这可以基本上如关于图3的控制机构360或图11的电子控件1160所描述地执 行。系统1000从而可以动态地改变、控制或修改跑道型谐振结构130中的一个或多个，以快 16 CN 111587391 A 说　明　书 14/15 页 速重新配置切换。系统1000可以独立地控制每个或任何跑道型谐振结构130。该组频率通带 中的变化可以定义输出的通带部分，例如，由第一波导而不是第二波导以条状态输出的部 分。如注意到的，这样的通带部分可以对应于一组多个频率通带。因此，更大量的跑道型谐 振结构130可以允许控制相对更多的频率通带。这可以促进对信号传递函数的更多控制。 在框1250中，系统通过第一波导输出输入光信号的第一或通带部分，并通过第二 波导输出第二或其余部分。这可以基本上如图5的框550中所描述的那样并参考如上关于图 6所述的第一部分660和第二部分670所述地来执行。如注意到地，通带部分可以是系统中定 义的一组频率通带。如图10所示的系统因此可以执行方法1200以切换输入光信号。 参考图13A-13C详细描述了用于光学切换的系统的其他示例。在这方面，图13A- 13C是根据本公开的一些示例的光学切换系统1300A-C的框图，该光学切换系统1300A-C包 括具有更改的耦合宽度的区域1312或1322。特别地，图13A示出了在第一波导110中具有更 改的耦合宽度的区域1312的系统1300-A；图13B示出了在第二波导120中具有更改的耦合宽 度的区域1322的系统1300-B；并且图13C示出了在第一波导110中具有更改的宽度的区域 1312以及在第二波导120中具有更改的波导宽度的区域1322的系统1300-C。系统1300A-C的 元件可以基本上类似于图10的系统1000的那些元件。特别地，相似编号的元件可以与图10 的元件基本上相似或相同，包括波导110和120，第一耦合间隙145，一组跑道型谐振结构 130-1至130-n以及一组第二耦合间隙155-1至155-n。 在本公开的若干示例中，具有更改的耦合跨度的区域1312或1322被设计为在靠 近，邻近或沿着一组第二耦合间隙155的长度的位置中处于波导110或120中的一个波导中。 在若干这样的示例中，更改的区域1312或1322还被设计为具有比第一耦合间隙145更短的 长度，如图13A-13C所示。更改的区域1312或1322的相对尺寸是说明性的，而不限制装置 1300A-C的特定设计参数。因此，波导110或120的设计可以确定相应更改的区域1312、1322 的特性。出于表征的目的，更改的区域1312、1322可以被称为具有特定长度和特定宽度的连 续区域。如在装置1300A-C中通过虚线相对于相应的波导110、120或相对于第一耦合间隙 145的相应耦合宽度表示的那样。最后，尽管图13A-13C示出了更改的区域1312和更改的区 域1322为类似区域，但是可以理解的是，更改的区域1312和更改的区域1322同样可以不相 似、不对称或在尺寸或以其他方式其他特性上不同。如图13C所示，更改的区域1312和1322 的长度可以不同，例如使得更改的区域1322比更改的区域1312更短，或反之亦然。更改的区 域1312或1322中任一个的长度和宽度的设计可以影响、改变或表征装置1300A-C中的切换 参数。 在本公开的若干示例中，更改的区域1312或1322包括在靠近，沿着或邻近一组第 二耦合间隙155处针对第一耦合间隙145的宽度略微增加。例如，波导110、120之间的耦合间 隙145因此可以在其总宽度上增加到几微米(μm)。值得注意的是，如在定向耦合器中，这种 设计使波导110、120相对于其耦合距离保持邻近。例如，共模制造误差继续占装置1300A-C 中总制造误差的主导。因此，波导110和120不包括诸如移相器之类的额外元件以基于分离 来校正相位变化。例如，这种设计与环形辅助马赫曾德尔干涉仪(MZI)形成对比，后者在波 导之间使用明显更宽的间隔可能会引入设计复杂性，以确保合适的相位对准。 图13A-13C的这些设计可以倾向于影响、改变或表征由装置1300A-C执行的输出或 切换，包括如上所述的相应信号传递函数的分散或额外特性。例如，更改的区域1312、1322 17 CN 111587391 A 说　明　书 15/15 页 可以促进、实现或导致允许装置设计相对于第一耦合间隙145以更大的灵活性来定位一组 跑道型谐振结构130，包括使用更少的中心位置、更靠近其长度的边缘，或更不对称的放置。 相对于第一耦合间隙145的特定或固定长度，这还可以允许跑道型谐振结构130的数量增 加。例如，更改的区域1312、1322还可以通过改善每个跑道型谐振结构130的独立性或通过 降低频率通带或谐振频率之间的干扰促进，实现或导致具有改善的波长选择切换的设计。 这可以允许装置900A-C在装置操作期间更独立地修改、配置或控制每个跑道型谐振结构 130的效果。装置900A-C因此可以以更有效，可靠或选择性的光学切换来操作。这样的设计 变型也可以促进任何特定或期望的信号传递函数。 图13A至图13C的元件可类似地组合或实现在本公开的其他合适的装置设计中。特 别地，修改的耦合区域1312、1322可以适合用于图1、图2、图3、图6、图8A-8C、图10或图11的 示例装置，并且装置1300A-C可以执行图5的方法500或图12的方法1200的任何或所有框。类 似地，图8A-8C的元件可以被组合或实现在本公开的包括图13A-13C或其他附图的其他合适 的装置设计中。因此，在本发明的一些示例装置中，设计既实现了一个或多个具有修改的波 导宽度的区域812、822，又实现了一个或多个具有修改的耦合宽度的区域1312、1322。如注 意到的，这样的元件可以由波导设计来定义。这样的额外设计元件在任何这样的装置上的 组合效果可以进一步改变、修改、表征或改善装置的切换。 在前述描述中，描述了许多细节以提供对本文所公开的主题的理解。然而，实施方 式可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实施。其他实施方式可以包括对上述讨论 的细节的修改或变型。所附权利要求旨在涵盖此类修改和变化。 18 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 1/10 页 图1 图2 19 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 2/10 页 图3 图4A 图4B 20 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 3/10 页 图4C 图5 21 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 4/10 页 图6 图7A 22 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 5/10 页 图7B 图8A 23 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 6/10 页 图8B 图8C 24 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 7/10 页 图9A 图9B 25 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 8/10 页 图10 图11 26 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 9/10 页 图12 图13A 27 CN 111587391 A 说　明　书　附　图 10/10 页 图13B 图13C 28