本發明涉及光通信技術領域，具體涉及一種串擾抑制的電光型硅基波導n×n光開關矩陣及其信號傳輸方法。

背景技術：

目前，光開關的實現有多種技術途徑，其中一類典型技術是干涉型光開關技術，電光型硅基波導光開關是一種利用硅的等離子色散效應進行折射率調制的典型的干涉型光開關，與其它光開關技術相比，具有突出性優勢。但在利用硅的等離子色散效應來進行硅折射率調制的同時，會伴有寄生的吸收損耗，這就導致電光型硅基波導光開關在進行“開”“關”狀態切換時，兩臂波導中的光功率不再維持相等，總有一個輸出口的“關”狀態出現無法完全消光的情況，導致光開關的消光比下降，即通道間串擾增大。電光型硅基波導光開關的串擾來源有多種，比如工藝偏差導致的兩個波導臂中光功率不均問題，但硅折射率調制時的寄生損耗是構成電光型硅基波導光開關串擾的一個重要原因。目前消除串擾的方法主要有兩種：一種是通過提高器件的性能來減小串擾的影響；另一種是通過設計適當的光開關矩陣結構來減小串擾的影響。

其中第一種方法在光開關單元的光分路結構處引入相位調制結構，通過在該區域加電進行載流子注入來改變該區域的折射率，進而改變光場相位，改變光分路器的分光比，以求正好抵消兩臂波導相位調制器光吸收引起的兩臂光功率不均衡。缺點是：受限于器件物理性，不夠理想，器件成本升高，控制復雜性增加，不利于大規模級聯光開關陣列的實現。

第二種方法具體為：由i、ii、iii三級構成，對于帶間串擾可以在輸出端設置可調諧窄帶濾波器(tof)來進行消除，而帶內串擾，串擾項可以用階次(order)來進行歸類，如一階、二階等，通過對網絡節點拓撲結構的設計，使串擾量由低階向高階轉換，從而一定程度上消除串擾對傳輸系統的影響。缺點是：盡管綜合考慮了網絡拓撲結構與dwdm系統的特點，但造成網絡節點的復雜化和無源器件的數目的增加，單個網絡節點成本也隨之增加，同樣不利于大規模級聯光開關矩陣的實現。

大規模級聯光開關矩陣的實現是現在亟待解決的主要問題，因此迫切需要設計出一種新的光開關矩陣結構及一種新的信號傳輸方法。本發明正是基于對未來大規模級聯光開關的需求，設計和實現了一種串擾抑制的電光型硅基波導n×n光開關矩陣及其信號傳輸方法。

技術實現要素：

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供了一種光開關矩陣結構、光傳輸系統、在光開關矩陣中傳輸信號的方法以及光開關矩陣的控制方法。

本發明的一個目的在于提供了一種抑制串擾的光開關矩陣結構。

本發明的另一目的在于提供了一種在n×n光開關矩陣中信號傳輸的方法。

本發明的另一目的在于提供了一種光傳輸系統。

本發明的另一目的在于提供了一種n×n光開關矩陣控制方法。

為了實現上述目的，提供了一種抑制串擾的光開關矩陣，包括：

n個輸入端；

n個輸出端；和

n²個光開關單元，所述n²個光開關單元位于所述n個輸入端和所述n個輸出端之間，并按照交叉的方式進行連接，每個光開關單元的初始狀態設置為交叉傳輸狀態；

其中，當需要對所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，將光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元設置為直通傳輸狀態，光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元，保持交叉傳輸狀態。當光開關單元處于所述交叉傳輸狀態時的連接相對于所述直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，n為正整數，1≤i≤n，1≤j≤n。

其中，光開關單元為2×2光開關單元，包括第一輸入端口和第二輸入端口，及第一輸出端口和第二輸出端口，其中，直通傳輸狀態為第一輸入端口與第一輸出端口相連接且第二輸入端口與第二輸出端口相連接，交叉傳輸狀態為第一輸入端口與第二輸出端口相連接且第二輸入端口與第一輸出端口相連接。

其中，當需要對光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，通過加電控制將光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元由所述交叉傳輸狀態切換為直通傳輸狀態。

其中，所述2×2光開關單元為電光型硅基波導光開關單元。

其中，所述光開關單元還包括第一波導傳輸臂和第二波導傳輸臂。

其中，所述光開關單元的輸入輸出場強傳遞函數為，

其中，θ1、θ2表示所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂中光的相位變化，α1、α2表示與損耗相關的場強衰減因子；

當θ1＝θ2時，所述光開關單元呈交叉傳輸狀態；

當θ1-θ2＝±π時，所述光開關單元呈直通傳輸狀態。

其中，第一波導傳輸臂和第二波導傳輸臂采用對稱設計，使得光開關單元在不控制的情況下形成交叉傳輸狀態。

其中，第一波導傳輸臂和第二波導傳輸臂采用非對稱設計，使得光開關單元通過控制形成交叉傳輸狀態。

其中，通過對第一波導傳輸臂或第二波導傳輸臂加電進行相位調制，使得光開關單元形成交叉傳輸狀態。

此外，還提供了一種在n×n光開關矩陣中信號傳輸的方法，所述光開關矩陣包括n個輸入端，n個輸出端，和n²個光開關單元，所述n²個光開關單元位于在所述n輸入端和所述n個輸出端之間，并按照交叉的方式進行連接，所述方法包括以下步驟：將光開關矩陣中的所有光開關單元初始狀態設置為可以使光信號交叉傳輸的狀態；當需要在所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端之間進行光信號傳輸時，將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元切換為直通傳輸狀態，光信號在所述光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元中保持交叉傳輸狀態，其中，1≤i≤n，1≤j≤n。

另外，還提供了一種光傳輸系統，包括上述串擾抑制的n×n光開關矩陣。

另外，還提供了一種n×n光開關矩陣控制方法，所述光開關矩陣包括n個輸入端，n個輸出端，和n²個光開關單元，所述n²個光開關單元位于在所述n輸入端和所述n個輸出端之間，并按照交叉的方式進行連接，所述方法包括以下步驟：將所述光開關矩陣中的所有光開關單元初始狀態設置為交叉傳輸狀態；當需要對所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元設置為直通傳輸狀態，所述光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元，保持交叉傳輸狀態，其中，光開關單元處于所述交叉傳輸狀態時的連接相對于所述直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，1≤i≤n，1≤j≤n。

根據本發明提供的光開關矩陣、在光開關矩陣中信號傳輸方法、光傳輸系統以及光開關矩陣控制方法，從開關拓撲結構和狀態配置控制方法入手，消除硅折射率調制時寄生損耗引起的電光型波導光開關單元串擾對光開關矩陣整體串擾的影響，可以實現在當前的光開關單元技術水平下降低光開關矩陣整體串擾的影響，特別是降低大規模級聯n×n光開關矩陣整體串擾的影響。另外，本發明提供的光開關矩陣具有工藝簡單，器件之間均勻性強，控制復雜性小的優點，本發明的方案特別適用于n×n大規模電光型硅基波導光開關矩陣。

附圖說明

附圖，其被包括以提供本發明的進一步理解而且被并入并構成本說明書的一部分，所述附圖示出本發明的實施例并且連同說明書用來解釋本發明的原理，在附圖中：

圖1是示出根據本發明實施例的光開關矩陣的拓撲結構示意圖。

圖2a是示出根據本發明實施例的光開關單元交叉傳輸狀態。

圖2b是示出根據本發明實施例的光開關單元直通傳輸狀態。

圖3是示出根據本發明實施例的2×2干涉型光開關單元的結構示意圖。

圖4是示出根據本發明實施例的在n×n光開關矩陣中信號傳輸的方法框圖。

圖5是示出根據本發明實施例的n×n光開關矩陣控制方法框圖。

圖6是示出根據本發明實施例的光開關矩陣的初始配置狀態圖。

圖7是示出根據本發明實施例的3×3光開關矩陣拓撲結構示意圖。

圖8是示出根據本發明實施例的3×3光開關矩陣的初始配置狀態與信號傳輸路徑。

圖9是示出根據本發明實施例的3×3光開關矩陣的一種開關配置狀態與信號傳輸路徑。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

現在將詳細參考本發明的實施例，這些實施例的示例在附圖中示出。元件的后綴“模塊”和“單元”在此用于方便描述，并且因此可以可交換地被使用，而且沒有任何可區別的意義或功能。

雖然構成本發明的實施例的所有元件或單元被描述為結合到單個元件中或被操作為單個元件或單元，但是本發明不一定局限于此種實施例。根據實施例，在本發明的目的和范圍內所有的元件可以選擇性地結合到一個或多個元件并且被操作為一個或多個元件。

根據本發明的一個或多個實施例，提供了一種光開關矩陣，如圖1示出了本發明的光開關矩陣拓撲結構示意圖(長寬未按實際比例畫出)。本發明中采用的n×n光開關矩陣包括：

n個輸入端；

n個輸出端；和n²個光開關單元，n²個光開關單元位于n個輸入端和n個輸出端之間，并按照交叉(crossbar)的方式進行連接，每個光開關單元的初始狀態設置為交叉傳輸狀態；其中，當需要對光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，將光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元設置為直通傳輸狀態，光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元，保持交叉傳輸狀態，其中，光開關單元處于所述交叉傳輸狀態時的連接相對于所述直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，1≤i≤n，1≤j≤n。

具體地，光開關矩陣中的每個光開關單元為2×2光開關單元，2×2光開關單元包括第一輸入端口i1和第二輸入端口i2，及第一輸出端口o1和第二輸出端口o2。其中，直通傳輸狀態(如圖2b所示)，為第一輸入端口i1與第一輸出端口o1相連接且第二輸入端口i2與第二輸出端口o2相連接，所述交叉傳輸狀態(如圖2a所示)為第一輸入端口i1與第二輸出端口o2相連接且第二輸入端口i2與第一輸出端口o1相連接。

對交叉傳輸狀態下2×2光開關單元采用無串擾的設計，必須說明，即使在設計中該光開關單元在“交叉”狀態下是無串擾的，但不可避免地由于工藝偏差等原因實際器件在此傳輸狀態下仍或多或少的有串擾，但這種串擾會在波導尺寸足夠大、或工藝水平足夠高時變得足夠小，以至于可忽略其影響。

因此，光開關單元處于交叉傳輸狀態時的連接相對于直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，便于選擇初始狀態的光開關單元配置，及設計產生最少串擾的控制方法。

如圖1所示，光開關矩陣采用的2×2光開關單元為電光型硅基波導光開關單元，電光型波導n×n光開關矩陣結構為典型的crossbar拓撲結構，該結構特征在于：

(1)最小單元為2×2光開關單元，包含n²個2×2光開關單元；

(2)首先，n個2×2光開關單元相串連構成一個開關序列，其連接方法是：后一個2×2光開關單元的i1端口與前一個2×2光開關單元的o2端口相連；

(3)然后，將按步驟(2)方式連接而成的n個光開關序列相串連構成n×n光開關矩陣，其連接方法是：后一個光開關序列中第k個(1≤k≤n)光開關單元的i2端口與前一個光開關序列中第k個光開關單元的o1端口相連；

(4)所構成的n×n光開關矩陣共有4個系列的光信號端口，分布于矩陣的四邊，如圖4中的i#系列、o#系列、c#系列、d#系列(#表示從1到n的數字)。光信號的輸入端口與輸出端口須設定在矩陣四邊中的相鄰兩邊端口，有以下4種可能：i#系列作輸入，o#系列作輸出；o#系列作輸入，i#系列作輸出；c#系列作輸入，d#系列作輸出；d#系列作輸入，c#系列作輸出。

控制狀態的切換可以通過加電控制，或其他控制方法。即可以當需要對光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，通過加電控制將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元由所述交叉傳輸狀態切換為所述直通傳輸狀態。通過在初始狀態下的個別切換這種方法，可以減少控制復雜度，減少產生串擾的光開關單元數量，更方便易操作。

具體地，本發明特別適用于2×2電光型硅基波導光開關單元。2×2光開關單元可以是一個光開關，也可以是多個光開關組成的矩陣，能夠實現交叉和直通兩種傳輸狀態。

具體地，如圖3所示，光開關單元還包括第一波導傳輸臂和第二波導傳輸臂。

目前，光開關的實現有多種技術途徑，其中一類典型技術是干涉型光開關技術，其主要結構包括光分路結構、兩臂波導傳輸結構和光合路結構。其基本工作原理是將輸入光分為兩路，在兩臂波導傳輸結構處利用熱光、電光效應等原理對波導材料的折射率進行調制，從而改變兩個波導臂中光的相位差，在光合路結構處利用兩路光的干涉，實現光輸出的“開”或“關”狀態。

圖3給出了2×2干涉型光開關單元的結構示意，其中i1、i2為兩個光輸入口；c1、c2為光耦合結構，可以由定向耦合器或多模干涉儀制成，用于對輸入光的分路；ps1、ps2表示相位調制結構，可以由電控折射率調制、熱控折射率調制制成；o1、o2為兩個光輸出口。對于2×2干涉型光開關單元而言，其“開”“關”狀態的描述是：如對于來自i1端口的輸入光信號，通過相位調制使其最終完全輸出至o1端口，在o2端口處沒有i1光信號泄露，則稱從i1到o1呈現“開”狀態，從i1到o2呈現“關”狀態；反之，通過相位調制使其最終完全輸出至o2端口，在o1端口處沒有i1光信號泄露，則稱從i1到o1呈現“關”狀態，從i1到o2呈現“開”狀態。

電光型硅基波導光開關是一種利用硅的等離子色散效應進行折射率調制的典型的干涉型光開關，與其它光開關技術相比，它具有開關速度極快、體積小、易于集成、與cmos工藝相兼容等突出性優勢。但在利用硅的等離子色散效應來進行硅折射率調制的同時，會伴有寄生的吸收損耗，這就導致電光型硅基波導光開關在進行“開”、“關”狀態切換時，兩臂波導中的光功率不再維持相等，總有一個輸出口的“關”狀態出現無法完全消光的情況，導致光開關的消光比下降，即通道間串擾增大。這是電光型硅基波導光開關的物理機制導致的共性問題。

電光型硅基波導光開關的串擾來源有多種，比如工藝偏差導致的兩個波導臂中光功率不均問題，但硅折射率調制時的寄生損耗是構成電光型硅基波導光開關串擾的一個重要原因。

根據本發明的一個或多個實施例，光開關單元是基于2×2電光型波導光開關單元的傳輸特點來進行設計的，因此需要先對2×2電光型波導光開關單元的傳遞函數進行描述。

一般地，電光型波導光開關的光分路器按3db分路來設計，其輸入輸出的場強傳遞函數為如以下公式(1)和(2)所示：

其中，θ1、θ2表示所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂中光的相位變化，α1、α2表示與損耗相關的場強衰減因子；

1)當θ1＝θ2時，如圖2a所示，所述光開關單元呈交叉傳輸狀態。

若電光型波導光開關采用第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂對稱設計，兩臂波導的波導結構尺寸、波導長度完全對稱，使得所述光開關單元在不控制的狀態下即可實現θ1＝θ2，此時α1＝α2，eout1＝-α1je^jθ1ein2，eout2＝-α1je^jθ1ein1，即沒有吸收損耗引起的串擾，使得所述光開關單元形成交叉傳輸狀態。形成交叉傳輸狀態的控制方法包括加電相位調制，一般通過對其中一個波導臂加電載流子注入或抽取進行光相位調制來完成，或其他控制方法。

若電光型波導光開關采用第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂非對稱設計，也可以通過控制使得光開關單元實現θ1＝θ2形成交叉傳輸狀態。控制方法包括加電相位調制，一般通過對其中一個波導臂加電載流子注入或抽取進行光相位調制來完成，或其他控制方法。

2)當θ1-θ2＝±π時，如圖2b所示，所述光開關單元呈直通傳輸狀態。

在光開關兩個波導臂對稱設計的情況下，要實現θ1-θ2＝±π，一般通過對其中一個波導臂加電載流子注入或抽取進行光相位調制來完成，此時α1≠α2，eout1除了接收到來自ein1的信號光，還由于兩臂光強衰減不等而接收到來自ein2的串擾信號光。

根據本發明的一個或多個實施例，還提供了一種n×n電光型波導光開關矩陣結構的光信號傳輸方法400，如圖4所示，包括以下步驟：

在s401中，將光開關矩陣中的所有光開關單元初始狀態設置為可以使光信號交叉傳輸的狀態；

在s402中，當需要在所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端之間進行光信號傳輸時，將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元切換為直通傳輸狀態，光信號在所述光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元中保持交叉傳輸狀態，其中，光開關單元處于所述交叉傳輸狀態時的連接相對于所述直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，1≤i≤n，1≤j≤n。

根據本發明的一個或多個實施例，還提供了一種n×n光開關矩陣控制方法500，如圖5所示，包括以下步驟：

在s501中，將光開關矩陣中的所有光開關單元初始狀態設置為交叉傳輸狀態；

在s502中，當需要在所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元設置為直通傳輸狀態，所述光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元，保持交叉傳輸狀態，其中，1≤i≤n，1≤j≤n。

在該矩陣的4個系列端口中，只有2個系列端口用作有效的光信號端口，分別為信號光的輸入端口與輸出端口。剩余2個系列端口為冗余端口，用于泄漏串擾信號。比如設i1，i2，…，in為信號光的n個輸入端口，o1，o2，…，on為信號光的n個輸出端口，c1，c2，…，cn和d1，d2，…，dn端口為不用于有效信號光輸入或輸出的冗余端口。sjk(j＝1，2，…n，k＝1，2，…n)表示2×2光開關單元的編號。

同時，4個系列的光信號端口，分布于矩陣的四邊，如圖1中的i#系列、o#系列、c#系列、d#系列(#表示從1到n的數字)。在該矩陣的4個系列端口中，只有2個系列端口用作有效的光信號端口，分別為信號光的輸入端口與輸出端口。剩余2個系列端口為冗余端口。光信號的輸入端口與輸出端口須設定在矩陣四邊中的相鄰兩邊端口，有以下4種可能：i#系列作輸入，o#系列作輸出；o#系列作輸入，i#系列作輸出；c#系列作輸入，d#系列作輸出；d#系列作輸入，c#系列作輸出。

如圖6所示，此開關矩陣的初始狀態配置為：所有2×2光開關單元均呈“交叉”傳輸狀態，且對“交叉”傳輸狀態下2×2光開關單元采用無串擾的設計。典型的設計方法是對2×2電光型波導光開關單元采用完全對稱設計，即采用3db光分路、合路設計，并且兩個波導臂的波導結構尺寸、波導長度完全對稱設計。在這種設計下，不加電時上述2×2光開關即呈“交叉”傳輸狀態，不存在吸收損耗引起的串擾。

該交叉狀態也可以在加電情況下實現。所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂采用非對稱設計，通過加電后進行的相位調制形成交叉傳輸狀態。

當所有2×2光開關均呈“交叉”傳輸狀態時，從i1端口輸入的光信號從d1端口輸出，從i2端口輸入的光信號從d2端口輸出，類似地in端口輸入的光信號從dn端口輸出(如圖3，圖中帶箭頭實線標出了光信號的傳輸路徑)。但d1，d2，…，dn端口并非實際使用中希望的光信號輸出端口，o1，o2，…，on為光信號的輸出端口。

對于任意規模的n×n電光型波導光開關矩陣，其實際使用時的控制方法和實現串擾抑制的證明如下：

(1)初始狀態下所有2×2電光型光開關單元節點全部設置為“交叉”傳輸狀態，并對所有2×2電光型光開關單元采用“交叉”狀態無串擾的設計；

(2)對于任意所需建立的輸入輸出關系，均可按如下方法實現：黨對所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，只需將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元(如圖2中編號所示)調制至“直通”狀態即可，即由交叉傳輸狀態切換為直通傳輸狀態，而在第j行和第i列的其他所有光開關單元，都需要且可以保持“交叉”傳輸狀態；

(3)如此，因折射率調制而在(j，i)節點光開關單元處產生的串擾，由于其后不存在“直通”狀態的光開關節點，不會被傳遞至前文定義的輸出端口(o1，o2，…，on端口)，從而實現對它的抑制。

根據本發明的一個或多個實施例，例如，如圖7所示，提供了一種以3×3電光型光開關矩陣為例來說明其串擾抑制與相應的控制方法。3×3電光型波導光開關矩陣拓撲結構。

圖8是該3×3光開關矩陣的一種無串擾的初始配置狀態示意，此時2×2光開關單元均處于“交叉”傳輸狀態，設計使其無串擾(不考慮工藝偏差導致的串擾)。如圖中帶箭頭實線所示，此時如有光信號從i系列端口輸入，最終將無串擾地傳輸至d系列端口，但這并非實際定義的光信號輸出端口(定義的光信號輸出端口是o系列端口)。

假定所需配置的輸入、輸出光信號傳輸關系是：

在以上傳輸矩陣中，每一行只允許出現1個“1”，表示每個光輸出端口只能接收來自1個輸入端口的光信號；每一列也只允許出現1個“1”，表示任意輸入端口的光信號只能發送給1個輸出端口，不允許“廣播”傳輸。圖6給出了該傳輸條件下3×3光開關矩陣中各開關單元的配置狀態示意圖。對比上式傳輸矩陣與圖6，可以發現以上傳輸矩陣正好對應了光開關矩陣結構中單元光開關的配置狀態，其中0表示“交叉”、1表示“直通”。

由于“交叉”狀態下該光開關單元沒有吸收損耗引起的串擾，串擾會發生在處于“直通”狀態的光開關單元處(本實施例中發生在s13、s21、s32三個光開關單元處)，它們需通過折射率調制來切換至“直通”狀態。

圖9中帶箭頭的實線標出了有效光信號的傳輸路徑，虛線標出了串擾信號的傳輸路徑。從圖中可見，對于任意輸入的光信號，在“直通”光開關單元處產生串擾后，由于該串擾信號所在支路后續連接的光開關單元均處于“交叉”狀態，該串擾信號最終會從dk(k為1、2、3中的某一個)端口泄漏，而該端口是不作為信號光輸出端口的冗余端口。

此外，根據本發明的一個或多個實施例，本發明的n×n光開關矩陣可以應用于光傳輸系統或光網絡中，以便更好地提高信號傳輸速率和縮短時延。

綜上所述，本發明所述的新型光開關矩陣至少具有以下優點：首先，本發明與現有技術的視角不同，本發明技術并不致力于降低電光型光開關單元的串擾，而是在當前的光開關單元技術水平下，從開關矩陣的狀態配置與控制方法入手，消除硅折射率調制時寄生損耗引起的電光型波導光開關單元串擾對光開關矩陣整體串擾的影響，特別適用于n×n大規模電光型硅基波導光開關矩陣。

其次，根據本發明以上所述的一個或多個實施例，對于硅基soi電光型波導光開關，在不考慮工藝偏差導致串擾的前提下，折射率調制寄生損耗使2×2光開關單元的消光比上限為29db，而采用本發明方法構建2×2光開關矩陣，可幾乎完全消除寄生損耗引起的串擾，從而大幅降低電光型波導光開關矩陣的綜合串擾水平(考慮工藝偏差因素引入串擾的情況)。

另外，對于采用本發明方法構建的電光型波導n×n光開關矩陣，折射率調制寄生損耗所致的串擾幾乎不隨矩陣規模的增大而升高，因此特別適用于大規模光開關矩陣。

最后，本發明提供的光開關矩陣操作方法操作簡單，成本較低。對于電光型波導n×n光開關矩陣控制方法，對任意需要連接的第i個輸入端和第j個輸出端，只需將(j，i)節點的光開關單元(如圖4中編號所示)調制至“直通”狀態即可，而在第j行和第i列的其他所有光開關單元，都需要且可以保持“交叉”傳輸狀態。

應當理解，在本說明書中描述的功能單元或能力可被稱為或標示為組件、模塊或系統，以便更具體地強調它們的實現獨立。例如，組件、模塊或系統可被實現為硬件電路，其包括定制超大規模集成(vlsi)電路或門陣列、現成的半導體，諸如邏輯芯片、晶體管，或其他分立組件。組件或模塊還可在可編程硬件設備中實現，諸如場可編程門陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯設備等。組件或模塊還可以在用于由各種類型的處理器執行的軟件中實現。例如，可執行代碼的識別的組件或模塊可以包括一個或多個物理或邏輯的計算機指令，其可以，例如，被組織為對象、程序或功能。然而，所識別的組件或模塊不必在物理上定位在一起，而是可以包含存儲在不同位置的全異指令，其當邏輯上接合在一起時，包含組件或模塊并實現對于組件或模塊的規定目的。

應該理解由本領域技術人員通過本發明能夠實現的效果并不局限于在上文已特別描述的內容，并且本發明的其它優點從上面的詳細描述中將更清楚地理解。

對于本領域技術人員，顯然可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下在本發明中做出各種修改和變型。因此，本發明旨在如果本發明的修改和變型落入附隨權利要求和它們的等同形式的范圍內，那么本發明覆蓋這些修改和變型。

以下是本發明上述實施例額外的示例。

示例1可以包括的主題(n×n光開關矩陣、光開關模塊、包括當由機器執行時使得機器執行動作的指令的機器可讀介質、或配置成執行的裝置等)，其包括：n個輸入端；n個輸出端；和n²個光開關單元，所述n²個光開關單元位于所述n個輸入端和所述n個輸出端之間，并按照交叉的方式進行連接，每個光開關單元的初始狀態設置為交叉傳輸狀態；其中，當需要對所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元設置為直通傳輸狀態，所述光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元，保持交叉傳輸狀態，其中，光開關單元處于所述交叉傳輸狀態時的連接相對于所述直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，1≤i≤n，1≤j≤n。

示例2可以包括或可以可選地與示例1的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述光開關單元為2×2光開關單元，所述2×2光開關單元包括第一輸入端口和第二輸入端口，及第一輸出端口和第二輸出端口，

其中，所述直通傳輸狀態為所述第一輸入端口與所述第一輸出端口相連接且所述第二輸入端口與所述第二輸出端口相連接，所述交叉傳輸狀態為所述第一輸入端口與所述第二輸出端口相連接且所述第二輸入端口與所述第一輸出端口相連接。

示例3可以包括或可以可選地與示例1-2的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，當需要對所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，通過加電控制將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元由所述交叉傳輸狀態切換為所述直通傳輸狀態。

示例4可以包括或可以可選地與示例1-3的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述2×2光開關單元為電光型硅基波導光開關單元。

示例5可以包括或可以可選地與示例1-4的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述光開關單元還包括第一波導傳輸臂和第二波導傳輸臂。

示例6可以包括或可以可選地與示例1-5的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述光開關單元的輸入輸出場強傳遞函數為，

其中，θ1、θ2表示所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂中光的相位變化，α1、α2表示與損耗相關的場強衰減因子；當θ1＝θ2時，所述光開關單元呈交叉傳輸狀態；當θ1-θ2＝±π時，所述光開關單元呈直通傳輸狀態。

示例7可以包括或可以可選地與示例1-6的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂采用對稱設計，使得所述光開關單元在不控制的情況下形成交叉傳輸狀態。

示例8可以包括或可以可選地與示例1-7的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂采用非對稱設計，使得所述光開關單元通過控制形成交叉傳輸狀態。

示例9可以包括或可以可選地與示例1-8的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，通過對所述第一波導傳輸臂或所述第二波導傳輸臂加電進行相位調制，使得所述光開關單元形成交叉傳輸狀態。

示例10可以包括的主題(一種在n×n光開關矩陣中信號傳輸的方法、光開關模塊、包括當由機器執行時使得機器執行動作的指令的機器可讀介質、或配置成執行的裝置等)所述光開關矩陣包括n個輸入端，n個輸出端，和n²個光開關單元，所述n²個光開關單元位于在所述n輸入端和所述n個輸出端之間，并按照交叉的方式進行連接，所述方法包括以下步驟：將光開關矩陣中的所有光開關單元初始狀態設置為可以使光信號交叉傳輸的狀態；當需要在所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端之間進行光信號傳輸時，將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元切換為直通傳輸狀態，光信號在所述光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元中保持交叉傳輸狀態，其中，光開關單元處于所述交叉傳輸狀態時的連接相對于所述直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，1≤i≤n，1≤j≤n。

示例11可以包括或可以可選地與示例10的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述光開關單元為2×2光開關單元，所述2×2光開關單元包括第一輸入端口和第二輸入端口，及第一輸出端口和第二輸出端口，其中，所述直通傳輸狀態為所述第一輸入端口與所述第一輸出端口相連接且所述第二輸入端口與所述第二輸出端口相連接，所述交叉傳輸狀態為所述第一輸入端口與所述第二輸出端口相連接且所述第二輸入端口與所述第一輸出端口相連接。

示例12可以包括或可以可選地與示例10-11的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，當需要對所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，通過加電控制將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元由所述交叉傳輸狀態切換為所述直通傳輸狀態。

示例13可以包括或可以可選地與示例10-12的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述2×2光開關單元為電光型硅基波導光開關單元。

示例14可以包括或可以可選地與示例10-13的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述光開關單元還包括的第一波導傳輸臂和第二波導傳輸臂。

示例15可以包括或可以可選地與示例10-14的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述光開關單元的輸入輸出場強傳遞函數為，

其中，θ1、θ2表示所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂中光的相位變化，α1、α2表示與損耗相關的場強衰減因子；當θ1＝θ2時，所述光開關單元呈交叉傳輸狀態；當θ1-θ2＝±π時，所述光開關單元呈直通傳輸狀態。

示例16可以包括或可以可選地與示例10-15的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂采用對稱設計，使得所述光開關單元在不控制的狀態下形成交叉傳輸狀態。

示例17可以包括或可以可選地與示例10-16的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，所述第一波導傳輸臂和所述第二波導傳輸臂采用非對稱設計，使得所述光開關單元通過控制形成交叉傳輸狀態。

示例18可以包括或可以可選地與示例10-17的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，通過對所述第一波導傳輸臂或所述第二波導傳輸臂加電進行相位調制，使得所述光開關單元形成交叉傳輸狀態。

示例19可以包括的主題(一種光傳輸系統、用于執行動作的模塊、包括當由機器執行時使得機器執行動作的指令的機器可讀介質、或配置成執行的裝置等)包括所述n×n光開關矩陣。

示例20可以包括的主題(一種n×n光開關矩陣控制方法、光開關模塊、包括當由機器執行時使得機器執行動作的指令的機器可讀介質、或配置成執行的裝置等)所述光開關矩陣包括n個輸入端，n個輸出端，和n²個光開關單元，所述n²個光開關單元位于在所述n輸入端和所述n個輸出端之間，并按照交叉的方式進行連接，所述方法包括以下步驟：將所述光開關矩陣中的所有光開關單元初始狀態設置為交叉傳輸狀態；當需要對所述光開關矩陣中的第i個輸入端和第j個輸出端進行連接時，將所述光開關矩陣中的第(j，i)個光開關單元設置為直通傳輸狀態，所述光開關矩陣中的第i行和第j列的其他所有光開關單元，保持交叉傳輸狀態，其中，光開關單元處于所述交叉傳輸狀態時的連接相對于所述直通傳輸狀態時的連接進行了串擾抑制，1≤i≤n，1≤j≤n。

示例21可以包括的主題(一種光開關矩陣、光開關模塊、包括當由機器執行時使得機器執行動作的指令的機器可讀介質、或配置成執行的裝置等)包括：輸入端和輸出端，以及在所述輸入端和所述輸出端之間按照預定順序排列的多個光開關節點，所述輸入端、所述輸出端和多個所述光開關節點形成多條光通路，其中，所述光開關節點在所述光通路中包括串擾抑制傳輸狀態和非串擾抑制傳輸狀態，形成每條所述光通路的所有光開關節點中的至多一個光開關節點為非串擾抑制傳輸狀態。

示例22可以包括的主題(一種光開關矩陣的控制方法，光開關模塊、包括當由機器執行時使得機器執行動作的指令的機器可讀介質、或配置成執行的裝置等)包括：設置所述光開關矩陣的初始狀態為所有光開關節點均處于串擾抑制傳輸狀態；選擇預設的光通路；將所述光通路中改變光通路方向的光開關節點調制至非串擾抑制傳輸狀態。

示例23可以包括或可以可選地與示例22的主題組合以可選地包括方面，在該方面中，設置所述光開關矩陣的初始狀態為所有光開關節點均處于串擾抑制傳輸狀態；選擇預設的光通路；將所述光通路中改變光通路方向的光開關節點調制至非串擾抑制傳輸狀態。