[发明专利]一种光开关矩阵和光通信系统

权利要求书

1.一种光开关矩阵，所述光开关矩阵包括m*n个光开关单元，以及m个输入端和n个输出端，其中，每个所述光开关单元记为Sij，i从所述输出端沿着远离所述输出端的方向依次增大，j从所述输入端沿着远离所述输入端的方向依次增大，m为大于或者等于2的整数，n为大于或者等于2的整数，i为大于或者等于1、且小于或者等于m的整数，j为大于或者等于1、且小于或者等于n的整数，其特征在于，

对于第i行光开关单元，所述光开关单元Sij在处于开态时的损耗随着j的增大依次减小；对于第j列光开关单元，所述光开关单元Sij在处于开态时的损耗随着i的增大依次减小；

其中，所述光开关单元设置在衬底上，所述光开关单元包括第一波导、第二波导和可动波导；所述第一波导相对于所述衬底不可移动，所述第一波导具有第一输入端口和第一输出端口；所述第二波导相对于所述衬底不可移动，所述第二波导具有第二输出端口，所述第一波导和所述第二波导位于第一平面内；所述可动波导相对于所述衬底可移动；

当所述可动波导处于第一状态时，所述可动波导与所述第一波导光学解耦，并且所述可动波导与所述第二波导光学解耦，第一输入端口与第一输出端口光学导通并且第一输入端口与第二输出端口光学阻断，所述光开关单元处于关态；

当所述可动波导处于第二状态时，所述可动波导与所述第一波导光学耦合，并且所述可动波导与所述第二波导光学耦合，第一输入端口与第一输出端口光学阻断并且第一输入端口与第二输出端口通过所述可动波导光学导通，所述光开关单元处于开态；

其中，所述第一波导和所述可动波导之间的距离为第一距离，所述第二波导和所述可动波导之间的距离为第二距离，所述第一波导沿光信号传输方向的截面为矩形，该矩形的宽度为第一宽度，所述第二波导沿光信号传输方向的截面为矩形，该矩形的宽度为第一宽度，所述可动波导的第二部分沿光信号传输方向的截面为梯形，该梯形的上底边宽度为第二宽度，该梯形的下底边宽度为第三宽度；

当第一宽度、第二宽度、第三宽度和第一距离保持不变，第二距离的取值越大时，所述光开关单元处于开态时的损耗越大；或者，

当第一宽度、第二宽度、第三宽度和第二距离保持不变，第一距离的取值越大时，所述光开关单元处于开态时的损耗越大。

2.根据权利要求1所述的光开关矩阵，其特征在于，m*n个所述光开关单元组成m*n条光传输路径；当每条光传输路径导通时，该光传输路径包括一个处于开态的所述光开关单元Sij，以及(i+j-2)个处于关态的光开关单元；

对于所述光开关矩阵工作时同时导通的至少两条光传输路径中的第一光传输路径和第二光传输路径，所述第一光传输路径上所有所述光开关单元的损耗的和与所述第二光传输路径上所有所述光开关单元的损耗的和的差值的绝对值小于或者等于3分贝dB。

3.根据权利要求2所述的光开关矩阵，其特征在于，所述第一光传输路径上所有所述光开关单元的损耗的和与所述第二光传输路径上所有所述光开关单元的损耗的和相等。

4.根据权利要求2所述的光开关矩阵，其特征在于，

若m大于或者等于n，所述光开关矩阵工作时同时导通n条光传输路径；

若m小于n，所述光开关矩阵工作时同时导通m条光传输路径。

5.根据权利要求1所述的光开关矩阵，其特征在于，所述第一状态为所述可动波导的自然状态或第一形变状态，所述第二状态为所述可动波导的自然状态或第二形变状态，并且所述第一状态和所述第二状态不同为自然状态。

6.根据权利要求1所述的光开关矩阵，其特征在于，

当第一宽度、第二宽度、第一距离和第一距离保持不变，第三宽度的取值越大时，所述光开关单元处于开态时的损耗越小。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的光开关矩阵，其特征在于，所述可动波导位于所述第一平面；

其中，所述可动波导在所述第一平面内移动，以与所述第一波导和所述第二波导光学耦合。