一种光开关矩阵及其路由控制方法

摘要

一种光开关矩阵及其路由控制方法，属于光电子及光通信元件，解决现有波导光开关矩阵不能实现多播功能，或者具有结构的不对称性，不能实现双向无阻塞传输并且结构复杂的问题。本发明的N×N光开关矩阵，由N×N个马赫增德尔干涉仪连接构成，所述马赫增德尔干涉仪包括第一、第二波导以及前段、后段金属薄膜；所述N×N光开关矩阵的路由控制方法，由单个MZI计算传输矩阵S，根据要求的传输路径，确定S中每个矩阵单元的值，从而确定单个马赫增德尔干涉仪的控制状态。本发明的光开关矩阵可以实现光信号的单播、多播或双向传输，减少了结构的复杂性，且具有无阻塞性能；这种光开关矩阵的路由控制方法，仅用一个传输矩阵即可计算单播和多播的路由控制信息。

主权项

一种N×N光开关矩阵，由N×N个马赫增德尔干涉仪通过单模波导连接构成，N≥2，其特征在于：所述马赫增德尔干涉仪包括第一波导(W1)、第二波导(W2)、前段金属薄膜(T1)、后段金属薄膜(T2)，所述第一波导(W1)和第二波导(W2)平行设置，自前而后依次形成前端3dB耦合器(C1)、后端3dB耦合器(C2)，所述第一波导(W1)位于前端3dB耦合器(C1)和后端3dB耦合器(C2)之间的部分依次包裹前段金属薄膜(T1)、后段金属薄膜(T2)，构成马赫增德尔干涉仪；第一波导(W1)、第二波导(W2)的首端分别作为马赫增德尔干涉仪的a输入端、b输入端，第一波导(W1)、第二波导(W2)的尾端分别作为马赫增德尔干涉仪的c输出端、d输出端；前段金属薄膜(T1)、后段金属薄膜(T2)在第一波导(W1)上包裹长度相等，厚度相同；N×N个马赫增德尔干涉仪构成N行N列的N×N光开关矩阵，连接方式为：(1)当N为奇数时，j≤(N‑1)/2时，j>(N‑1)/2时，(2)当N为偶数时，j<N/2时，j＝N/2时，j>N/2时，上述各表达式中，“＝”号表示互相连接，a_ij、b_ij、c_ij、d_ij分别表示光开关矩阵中第i行第j列的马赫增德尔干涉仪的a输入端、b输入端、c输出端、d输出端，行序号i＝1、2、…、N，列序号j＝1、2、…、N。