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[發明專利]一種光開關矩陣及其路由控制方法有效

專利信息
申請號: 201510664480.6 申請日: 2015-10-15
公開(公告)號: CN105353471B 公開(公告)日: 2019-03-08
發明(設計)人: 羅風光;楊柳 申請(專利權)人: 華中科技大學
主分類號: G02B6/35 分類號: G02B6/35
代理公司: 華中科技大學專利中心 42201 代理人: 曹葆青
地址: 430074 湖北*** 國省代碼: 湖北;42
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 開關 矩陣 及其 路由 控制 方法
【說明書】:

一種光開關矩陣及其路由控制方法,屬于光電子及光通信元件,解決現有波導光開關矩陣不能實現多播功能,或者具有結構的不對稱性,不能實現雙向無阻塞傳輸并且結構復雜的問題。本發明的N×N光開關矩陣,由N×N個馬赫增德爾干涉儀連接構成,所述馬赫增德爾干涉儀包括第一、第二波導以及前段、后段金屬薄膜;所述N×N光開關矩陣的路由控制方法,由單個MZI計算傳輸矩陣S,根據要求的傳輸路徑,確定S中每個矩陣單元的值,從而確定單個馬赫增德爾干涉儀的控制狀態。本發明的光開關矩陣可以實現光信號的單播、多播或雙向傳輸,減少了結構的復雜性,且具有無阻塞性能;這種光開關矩陣的路由控制方法,僅用一個傳輸矩陣即可計算單播和多播的路由控制信息。

技術領域

本發明屬于光電子及光通信元件,具體涉及一種光開關矩陣及其路由控制方法。

背景技術

隨著光通信系統的快速發展和密集波分復用技術的提出,光開關矩陣成為光通信領域一個至關重要的元件,可以按照要求將一個通道上的光路轉換到另一個光路。因此,光開關矩陣具有解決線路沖突,損壞通道修復和路由交換等功能。現有的光開關矩陣種類有很多,例如微機電光開關、熱光開關、液晶光開關、全息光開關等。因為波導光開關具有無移動部件,穩定度高、傳輸損耗低、集成度高等優點,在構建光開關矩陣時,受到了極大的重視和研究。

現有的波導光開關矩陣有兩種:其一,利用2種類型的馬赫增德爾干涉儀(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)構建光開關矩陣,但是此種方式結構復雜,并且由于結構的不對稱性,因此只能實現單方向的多播功能;其使用兩種類型的光開關,未能給出一種可以計算交換方式的算法。其二,一些利用同種類型馬赫增德爾干涉儀(MZI)結構或者其它同種類型元件構成的光開關矩陣,其結構只能完成一種相位調制,實現直通或者交叉功能,即實現單播形式,不能完成多播類型。

發明內容

本發明提供一種光開關矩陣,同時提供其路由控制方法,解決現有波導光開關矩陣不能實現多播功能,或者使用多個不同類型的MZI具有結構的不對稱性,不能實現雙向無阻塞傳輸并且結構復雜的問題。

本發明所提供的一種N×N光開關矩陣,由N×N個馬赫增德爾干涉儀通過單模波導連接構成,N≥2,其特征在于:

所述馬赫增德爾干涉儀包括第一波導、第二波導、前段金屬薄膜、后段金屬薄膜,所述第一波導和第二波導平行設置,自前而后依次形成前端3dB耦合器、后端3dB耦合器,所述第一波導位于前端3dB耦合器和后端3dB耦合器之間的部分依次包裹前段金屬薄膜、后段金屬薄膜,構成馬赫增德爾干涉儀;第一波導、第二波導的首端分別作為馬赫增德爾干涉儀的a輸入端、b輸入端,第一波導、第二波導的尾端分別作為馬赫增德爾干涉儀的c輸出端、d輸出端;

前段金屬薄膜、后段金屬薄膜在第一波導上包裹長度相等,厚度相同,因此在施加相同電壓的情況下,前段金屬薄膜、后段金屬薄膜區域引起的光相位的變化一樣;

N×N個馬赫增德爾干涉儀構成N行N列的N×N光開關矩陣,連接方式為:

(1)當N為奇數時,

j≤(N-1)/2時,

j>(N-1)/2時,

(2)當N為偶數時,

j<N/2時,

j=N/2時,

j>N/2時,

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