專利名稱：：1×n和n×n樹形結(jié)構(gòu)光開關(guān)陣列的制作方法根據(jù)權(quán)利要求1和2所述總構(gòu)思，本發(fā)明涉及1×N和N×N樹形結(jié)構(gòu)光開關(guān)陣列。這類開關(guān)陣列是眾所周知的。光開關(guān)陣列是未來光通信網(wǎng)的關(guān)鍵部件。這類開關(guān)陣列不受數(shù)據(jù)速率的限制，能夠在許多光學(xué)玻璃纖維或其它光波導(dǎo)之間靈活地轉(zhuǎn)接光數(shù)據(jù)流。與當(dāng)前提供使用的機電部件(例如提供商JDSFITEL，ASTARTE，Optivideo，BT&D)相比較，在基片上集成的固體開關(guān)陣列結(jié)構(gòu)特別緊湊，而且預(yù)示價格實惠。這樣的開關(guān)陣列例如可以在LiNbO3(見P.J.Duthie，M.J.Wale“鈮酸鋰基片上16×16單片光開關(guān)陣列”，Electron.Lett.，27卷，第1265-1266頁，1991)，硅(見R.Nagase，A.Himeno，K.Kato，O.Okuno“具有混合集成驅(qū)動電路的二氧化硅型8×8光開關(guān)陣列”，ECOC，93，Montreux，PaperMop1.2，第17-20頁)或者III-D半導(dǎo)體(見K.Komatsu，K.Hamamoto，M.Sugimoto，A.Ajisawy，Y.Kohga，A.Suzuki“利用變換Δβ的電光波導(dǎo)定向耦合器制成的具有均勻特性的4×4GaAs/GaAlAs光開關(guān)陣列”，J.LightwaveTechnol.LT-9卷，第871-878頁，1991和LStoll，G.Müller，M.Honsberg，M.Schienle，S.Eichinger，U.Wolff“在InP上具有低開關(guān)電流的4×4光開關(guān)陣列”，AE，46卷，第116-118頁)上實現(xiàn)。本發(fā)明的任務(wù)在于，提供上述類型的開關(guān)陣列，該類陣列與已知此類的開關(guān)陣列相比具有更高的串音抑制能力。此項任務(wù)用權(quán)利要求1和3的特征部分中所述特征得以解決。從屬權(quán)利要求3至15給出本發(fā)明開關(guān)陣列的優(yōu)先和良好的實施結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的N×N光開關(guān)陣列因具有高的串音抑制能力特別有利于在光通信網(wǎng)中應(yīng)用，尤其是公眾光通信網(wǎng)，例如電信網(wǎng)中應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，高的串音抑制能力對于網(wǎng)的功能是很重要的。下面的敘述中，借助附圖示例進一步闡述本發(fā)明。這些附圖是圖1示意性示出，本發(fā)明的1×N開關(guān)陣列平面圖，圖2a至25示意性詳盡示出，從圖1中取出的部分A所包含的轉(zhuǎn)接開關(guān)和門開關(guān)的幾種實施結(jié)構(gòu)的平面圖，圖3示意性示出，用本發(fā)明1×N開關(guān)陣列實現(xiàn)的本發(fā)明N×N開關(guān)陣列的平面圖，和圖4示意性示出，常規(guī)1×N開關(guān)陣列平面圖，此陣列是圖1所示本發(fā)明開關(guān)陣列的基礎(chǔ)。這些附圖不是按比例示出的。本發(fā)明1×N光開關(guān)陣列具有一個入端10和N＝2n個，n＝1、2、3…出端11以及一個通常用1表示的、由數(shù)量為20+21+…+2n個在N-1個分支點3如樹狀分支的光波導(dǎo)11所組成的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)使入端10與各出端11相連接。數(shù)字n，如它自己所表明的，是一個≥1的任意整數(shù)，它給出由入端10沿方向9到出端11依次相繼的分支級2i的數(shù)量，j＝1至n。在示出的實施例中特意選擇n＝3，就是說N＝23＝8，使分支點3的數(shù)量等于7，樹狀分路波導(dǎo)11的數(shù)量等于15。根據(jù)圖1波導(dǎo)10由入端10通往構(gòu)成第一分支級21的分支點3。由此分支點3分路出兩根波導(dǎo)11，它們分別通往第二分支級22的兩個分支點3中的一個分支點。由第二分支級22的兩個分支點3各分路出兩根，即總數(shù)為四根波導(dǎo)，這些波導(dǎo)分別通往第三和在此例中最后一分支級23的共四個分支點3中的各個分支點。由第三分支級23的四個分支點3各分路出兩根，即總數(shù)為八根波導(dǎo)，這些波導(dǎo)分別通往此例中共八個出端11的各個出端。每個分支點3各設(shè)置一光開關(guān)4，用于在此分支點3分路的波導(dǎo)11之間進行選擇性轉(zhuǎn)接。在一個分支點3分路的波導(dǎo)11之間進行轉(zhuǎn)接，意味著此分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4進入一種開關(guān)狀態(tài)，使通往這些分路波導(dǎo)11的這一根波導(dǎo)的光路導(dǎo)通，而通往另一根波導(dǎo)的光路關(guān)閉，在進入另一開關(guān)狀態(tài)時，使通往另一根分路波導(dǎo)11的光路導(dǎo)通而通往這一根分路波導(dǎo)的光路關(guān)閉。例如，在第一分支級21的分支點3處轉(zhuǎn)換開關(guān)4的一種開關(guān)狀態(tài)下，由入端10經(jīng)波導(dǎo)10輸送給這個分支點3的光信號，只進入一個，例如進入由這個分支點3分路的兩根波導(dǎo)11中的上側(cè)波導(dǎo)，而不進入分路的下側(cè)波導(dǎo)11。在上側(cè)波導(dǎo)11中光信號進一步被輸送至與此波導(dǎo)11相連接的第二分支級22的上側(cè)分支點3，而不輸送至下側(cè)波導(dǎo)11。在此分支點3處轉(zhuǎn)換開關(guān)4的另一開關(guān)狀態(tài)下，光信號只進入下側(cè)分路的波導(dǎo)11，在該波導(dǎo)中光信號進一步被輸送至第二分支級22的下側(cè)分支點3，而不進入上側(cè)分路的波導(dǎo)11。關(guān)于第一分支級22的分支點3所述的一切，同樣適用于所有其它分支級22、23等的各分支點3。實際上轉(zhuǎn)換開關(guān)4并不那么理想，即輸送給此轉(zhuǎn)換開關(guān)4的分支點3的光信號不是沒有任何分量進入關(guān)閉的分路波導(dǎo)11，而是此光信號有一小部分還進入此關(guān)閉的分路波導(dǎo)11，這一小部分光信號導(dǎo)致串音。為了抑制當(dāng)時未導(dǎo)通光路通往開關(guān)陣列的出端11的串音效應(yīng)，根據(jù)本發(fā)明分配給此出端11一光門開關(guān)5，用于隨著分路波導(dǎo)11通往此出端11的分支點3處轉(zhuǎn)換開關(guān)4的開關(guān)狀態(tài)選擇性地對出端11予以光導(dǎo)通和關(guān)閉。因為，開關(guān)陣列的每個出端11都可能是一當(dāng)時沒有導(dǎo)通光路通往的出端，所以最好給開關(guān)陣列的每個出端11各配置一種這樣的門開關(guān)5，用該開關(guān)在必要時可以抑制串音。附圖1的開關(guān)陣列是上述情況一示例。在此開關(guān)陣列中由最后分支級23的每個分支點各分出兩根波導(dǎo)11，其中每根波導(dǎo)各通往一出端11。在這些由最后分支級23的分支點3分路的波導(dǎo)11的每個波導(dǎo)上各安置一門開關(guān)5，該門開關(guān)5在某一開關(guān)狀態(tài)下使此波導(dǎo)11導(dǎo)通或關(guān)閉，就是說允許或不允許在安裝此門開關(guān)5的這種分路波導(dǎo)11中傳輸?shù)墓庑盘柕竭_出端11。最后一分支級23的分支點3上有一轉(zhuǎn)換開關(guān)4，于該分支點分出一條通往配置門開關(guān)5的出端11的分路波導(dǎo)11，此轉(zhuǎn)換開關(guān)4和此門開關(guān)5本身優(yōu)先由一個具有控制電極裝置54的電控光電開關(guān)所組成是適宜的，向此電極裝置輸送電控制信號使此開關(guān)5在至少兩種開關(guān)狀態(tài)之間進行工作，其中在一種開關(guān)狀態(tài)下，門開關(guān)5導(dǎo)通它所配置的出端11并且轉(zhuǎn)換開關(guān)4導(dǎo)通通往出端11的分路波導(dǎo)11；在另一狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換開關(guān)4關(guān)閉通往出端11的分路波導(dǎo)11并且門開關(guān)5關(guān)閉此出端11。在附圖1的示例中，例如對于第三分支級23的最上側(cè)分支點3和上、下兩個出端11，并由這個最上側(cè)分支點3的兩根分路波導(dǎo)11通往這兩個出端，這就是說，-這個最上側(cè)分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4，在一種開關(guān)狀態(tài)下轉(zhuǎn)接到通往上側(cè)出端11的上側(cè)波導(dǎo)11并導(dǎo)通此波導(dǎo)，并且關(guān)閉通往下側(cè)出端11的下側(cè)波導(dǎo)11，與此同時，給上側(cè)出端11配置的、和于上側(cè)分路波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5導(dǎo)通此上側(cè)出端11，并且給下側(cè)出端11配置的、和于下側(cè)分路波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5關(guān)閉此下側(cè)出端11，-在另一種開關(guān)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換開關(guān)4轉(zhuǎn)接通往下側(cè)出端11的下側(cè)波導(dǎo)11并導(dǎo)通此波導(dǎo)，并且關(guān)閉通往上側(cè)出端11的上側(cè)波導(dǎo)11；與此同時，給下側(cè)出端11配置的、和于下側(cè)波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5導(dǎo)通此下側(cè)出端11，并且給上側(cè)出端11配置的、和與上側(cè)分路波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5關(guān)閉此上側(cè)出端11。尤其這些意味著，當(dāng)有關(guān)分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4轉(zhuǎn)接到通往此出端11的分路波導(dǎo)11時，門開關(guān)5總是導(dǎo)通它所配置的出端11，并且當(dāng)有關(guān)分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4關(guān)閉通往出端11的分路波導(dǎo)11時，門開關(guān)5總是關(guān)閉它所配置的出端11。因為，為出端11配置的門開關(guān)5的開關(guān)狀態(tài)，由最后分支級23的有關(guān)分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4的開關(guān)狀態(tài)預(yù)先確定，所以不需要到達波導(dǎo)結(jié)構(gòu)1的附加控制導(dǎo)線，而是可以將門開關(guān)5的控制電極裝置54與轉(zhuǎn)換開關(guān)4的控制電極裝置54用電布線7相互電接通，因此，本發(fā)明開關(guān)陣列的電控制費用不比常規(guī)開關(guān)陣列的用費高。此外，電布線7可以以有利的方式與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)1集成在一塊基片100上。轉(zhuǎn)換開關(guān)4和門開關(guān)5可以用各種類型的光開關(guān)制成。在附圖2a至2f中，示出關(guān)于附圖1中最后分支級23的最上側(cè)分支點3的幾個示例，其中，這些附圖以放大的尺寸示出圖1中的區(qū)域A。這些示例，也可以相同的方式應(yīng)用于最后分支級23的各其它分支點3，而且尤其是應(yīng)用于本發(fā)明其它任何1×N開關(guān)陣列的最后分支級的每個分支點。在附圖2a的示例中，在分支點3安置的轉(zhuǎn)換開關(guān)4由一個具有多于兩個開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)所組成，此開關(guān)-在一種開關(guān)狀態(tài)下，接通到由分支點3分路的和通往上側(cè)出端11的上側(cè)分路波導(dǎo)11，并且關(guān)閉由此分支點3分路的和通往下側(cè)出端11的下側(cè)波導(dǎo)11，-反之，在另一開關(guān)狀態(tài)下，接通到下側(cè)分路的波導(dǎo)11和關(guān)閉上側(cè)分路的波導(dǎo)11，和-在第三種開關(guān)狀態(tài)下是這樣接通的，不僅上側(cè)而且下側(cè)分路波導(dǎo)11是同時關(guān)閉的。給上側(cè)出端11配置的門開關(guān)5安置在通往此出端11的上側(cè)分路波導(dǎo)11中，和給下側(cè)出端11配置的門開關(guān)5安置在通往此出端11的下側(cè)分路波導(dǎo)11中，并且各由一個接通-和關(guān)斷開關(guān)所組成，該開關(guān)選擇性地導(dǎo)通或關(guān)閉有關(guān)波導(dǎo)11。轉(zhuǎn)換開關(guān)4，例如可以由一已知TIC開關(guān)所組成(見B.Acklin，M.Schienle，B.Werise，L.Stoll，G.Muller“在三和五波導(dǎo)耦合器形成的、以載流子注入為基礎(chǔ)的新型光開關(guān)TIC和SIC”Electron.Lett.，1994，Vol.30，No.3，p27)。根據(jù)此文轉(zhuǎn)換開關(guān)4原理上是這樣構(gòu)成的，由第二分支級22的上側(cè)分支點3分路的、和通往第三分支級23的最上側(cè)分支點3的波導(dǎo)11的末端段110、和由最上側(cè)分支點3分路波導(dǎo)11的相反末端段111、安置在通往最上側(cè)分支點3的波導(dǎo)11的末端段110兩側(cè)，并以距此波導(dǎo)11這樣小的距離安置，使一個在此波導(dǎo)11中到達其末端段110的光信號，由此末端段110耦合到一個或另一個分路波導(dǎo)11中，該耦合各依據(jù)此轉(zhuǎn)換開關(guān)4的、位于此分路波導(dǎo)11末端段111上的、控制電極裝置54的電極541和542的電接通情況而定。兩個由最上側(cè)分支點3分路波導(dǎo)11的每一波導(dǎo)的制成開啟-和關(guān)斷開關(guān)的門開關(guān)5，具有在此分路波導(dǎo)11的一段112上延伸的單個控制電極540形狀的控制電極裝置54，該控制電極各依據(jù)開關(guān)狀態(tài)如此影響分路波導(dǎo)11的位于電極下面的材料，使由此分路波導(dǎo)11的末端段111輸送的光信號或者允許通過或者被吸收。其中允許通過的信號也可以被光放大。導(dǎo)致關(guān)閉有關(guān)分路波導(dǎo)11的吸收，也可以通過被傳輸信號在縱向段112中由此波導(dǎo)11的側(cè)向發(fā)射來取代。電路布線7將開關(guān)4的一個電極541，用一導(dǎo)線71與上側(cè)分路波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5的電極540連接，并將轉(zhuǎn)換開關(guān)4的另一電極541，用一導(dǎo)線72與下側(cè)分路波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5的電極540連接。在一種開關(guān)狀態(tài)下，在轉(zhuǎn)換開關(guān)4的一個電極541上，和在與此電極541連接的門開關(guān)5的電極540上施加一電壓U1，同時在轉(zhuǎn)換開關(guān)4的另一電極541上，和在與此另一電極541連接的門開關(guān)5的另一電極540上施加另一電壓U2。這兩個電壓U1和U2例如，導(dǎo)致輸送給轉(zhuǎn)換開關(guān)4的一光信號耦合入上側(cè)分路波導(dǎo)11，并由安置在該波導(dǎo)11中的門開關(guān)5允許通過到達上側(cè)出端11，而在下側(cè)分路波導(dǎo)11中總有此信號不想要的一小部分耦合進入此下側(cè)分路波導(dǎo)11，該部分信號將由在此下側(cè)分路波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5關(guān)閉，所以這部分信號不能到達下側(cè)出端11。如果相反，在轉(zhuǎn)換開關(guān)4的另一電極541上，和在用導(dǎo)線72與此另一電極541連接的、安置在下側(cè)波導(dǎo)11中的、門開關(guān)5的電極540上施加電壓U1，而在轉(zhuǎn)換開關(guān)4的這一電極541上，和與此電極541連接的、安置在上側(cè)波導(dǎo)11中的、門開關(guān)5的電極540上施加電壓U2，那么情況正好相反，就是說輸送光信號耦合入下側(cè)分路波導(dǎo)11，并且在此波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5允許通往下側(cè)出端11，同時總有此信號不想要的一部分耦合入上側(cè)分路波導(dǎo)11，并由在此上側(cè)波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5關(guān)閉，所以這部分信號不能到達上側(cè)出端11。附圖2b至2f的示例與附圖2a示例的主要區(qū)別在于，每個門開關(guān)5由一轉(zhuǎn)換開關(guān)制成，用于安置此門開關(guān)5的分路波導(dǎo)11，與一個由此波導(dǎo)11在一附加分支點30的分路波導(dǎo)25之間進行選擇性轉(zhuǎn)換，該波導(dǎo)25通往一光槽6。附圖2b的示例中，在分支點3安置的轉(zhuǎn)換開關(guān)4與附圖2a的轉(zhuǎn)換開關(guān)4結(jié)構(gòu)上等同，相反，每個門開關(guān)5是通常已知可控光定向耦合器形式的轉(zhuǎn)換開關(guān)。由分支點3通往上側(cè)或下側(cè)出端11的、上側(cè)或下側(cè)分路波導(dǎo)11的定向耦合器是這樣構(gòu)成的，波導(dǎo)25的末端段251，該波導(dǎo)251由此上側(cè)或下側(cè)分路波導(dǎo)11分出，在附加分支點30處以距上側(cè)或下側(cè)分路波導(dǎo)11這樣小的距離安置，使在此末端段251與上側(cè)或下側(cè)分路波導(dǎo)11之間能夠耦合光功率，其中此耦合按已知方式通過控制電極裝置54這樣進行控制，使在上側(cè)或下側(cè)分路波導(dǎo)11中傳輸?shù)墓庑盘柣蛘咴诖瞬▽?dǎo)11中繼續(xù)傳輸至上側(cè)或下側(cè)出端11而不耦合入通往光槽6的波導(dǎo)25；或者耦合入通往光槽6的波導(dǎo)25，而不在上側(cè)或下側(cè)分路波導(dǎo)11中繼續(xù)傳輸至上側(cè)或下側(cè)出端11。在耦合入通往光槽6的波導(dǎo)25中的光束將在光槽6中變?yōu)闊o害?？刂齐姌O裝置54，例如可以由在上側(cè)或下側(cè)分路波導(dǎo)11上的，或者由此波導(dǎo)11分出并通往光槽6的波導(dǎo)25上的、在末端段251的范圍內(nèi)安置的電極543所構(gòu)成。在附圖2b的示例中，這種電極543各設(shè)置在通往光槽6的波導(dǎo)25的末端段251上。電路布線7具有導(dǎo)線74，該導(dǎo)線將由上側(cè)分路波導(dǎo)11所分出的波導(dǎo)25的末端段251上的電極543，與下側(cè)分路波導(dǎo)11的位于分支點3的末端段111上安置的電極542連接，與此同時，由下側(cè)分路波導(dǎo)11所分出的波導(dǎo)25的末端段251上的電極543，與上側(cè)分路波導(dǎo)11的位于分支點3的末端段111上安置的電極541用布線7的導(dǎo)線73連接。采用電極541、542和543這種形式的電連接，與附圖2a的示例相似，可以-通過在導(dǎo)線73和導(dǎo)線74之間施加同一極性的電壓差可以實現(xiàn)一種開關(guān)狀態(tài)，在該狀態(tài)下，在輸送波導(dǎo)11中到達分支點3的光信號耦合入上側(cè)分路波導(dǎo)11并傳輸至上側(cè)出端11，與此同時，耦合入下側(cè)分路波導(dǎo)11的不想要的此輸送信號的一部分，耦合入由此下側(cè)分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25中，并且在與此波導(dǎo)25連接的槽6中變?yōu)闊o害，和-通過在導(dǎo)線73和導(dǎo)線74之間施加相反極性的電壓差，可以實現(xiàn)另一開關(guān)狀態(tài)，在該狀態(tài)下，向分支點3輸送的光信號耦合入下側(cè)分路波導(dǎo)11并傳輸至下側(cè)出端11，與此同時，耦合入上側(cè)分路波導(dǎo)11的此輸送信號的一部分，耦合入由此上側(cè)分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25中，并且在與此波導(dǎo)25連接的光槽6中變?yōu)闊o害。附圖2a和2b的示例與下述附圖2c至2f示例的區(qū)別在于，在分支點3安置的轉(zhuǎn)換開關(guān)4具有與兩個門開關(guān)5不同的另一種結(jié)構(gòu)。與此相反，在附圖2c至2f的示例中，安置在分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4和同樣制成轉(zhuǎn)換開關(guān)的門開關(guān)5優(yōu)先具有基本相同的結(jié)構(gòu)。附圖2c的示例中，在分支點3安置的轉(zhuǎn)換開關(guān)4與附圖2a和2b的示例相同，由具有多于兩個開關(guān)狀態(tài)的一轉(zhuǎn)換開關(guān)所組成。此時，每個門開關(guān)5是一個象轉(zhuǎn)換開關(guān)4的轉(zhuǎn)換開關(guān)，例如一個TIC開關(guān)。在附圖2c的示例中，不僅由分支點3通往上側(cè)出端11的上側(cè)分路波導(dǎo)11，而且還由分支點3通往下側(cè)出端11的下側(cè)分路波導(dǎo)11各分成一個第一波導(dǎo)段111和一個第二波導(dǎo)段112，該波導(dǎo)段112是與第一波導(dǎo)段分開的。每個分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111，一側(cè)具有位于分支點3的末端段111，該末端段構(gòu)成附圖2a所示轉(zhuǎn)換開關(guān)4的末端段111，和另一側(cè)具有相反的末端段110，該末端段與附圖2a所示轉(zhuǎn)換開關(guān)4的末端段110相當(dāng)。每個分路波導(dǎo)11的第二波導(dǎo)段112，一側(cè)具有以距此分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111的末端段110很小的距離安置的一個末端段111，該末端段與附圖2a的轉(zhuǎn)換開關(guān)4中的末端段111相當(dāng)，并且在另一側(cè)與出端11連接，此分路波導(dǎo)11通往該出端11。在離每個分路波導(dǎo)11的第二波導(dǎo)段112遠而靠此分路波導(dǎo)第一波導(dǎo)段111的末端段110近的一側(cè)，以小的距離安置一對應(yīng)于附圖2a的轉(zhuǎn)換開關(guān)4中末端段111的波導(dǎo)25的末端段111，該波導(dǎo)25構(gòu)成由此分路波導(dǎo)11在附加分支點30分路的波導(dǎo)，并通往光槽6。每個分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111的末端段110，和此分路波導(dǎo)11的第二波導(dǎo)段112及由此波導(dǎo)11分路的波導(dǎo)25的相臨末端段111，與在這些末端段110和111范圍內(nèi)安置的電極裝置54一起確定在此分路波導(dǎo)11中安置的轉(zhuǎn)換開關(guān)形式的門開關(guān)5。在各分路波導(dǎo)11中安置的轉(zhuǎn)換開關(guān)形式的門開關(guān)5的電極裝置54，由在此分路波導(dǎo)11的第二波導(dǎo)段112的末端段111上安置的一個電極541，和由從此分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25的末端段111上安置的一個電極542所組成。通往分支點3的波導(dǎo)11的末端段110，和在此末端110兩側(cè)安置的上側(cè)和下側(cè)分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111的末端段111，與在這些末端段110和111范圍內(nèi)設(shè)置的電極裝置54一起，確定在此分支點3內(nèi)安置的轉(zhuǎn)換開關(guān)4。在分支點3中的轉(zhuǎn)換開關(guān)4的電極裝置54，由上側(cè)分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111的末端段111上安置的一個電極541，和由下側(cè)分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111的末端段111上安置的一個電極542所組成。電路布線7具有導(dǎo)線75，該導(dǎo)線把上側(cè)分路波導(dǎo)11的第一和第二波導(dǎo)段111和112的末端段111的電極541，與由下側(cè)分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25的末端段111的電極542連接；和具有導(dǎo)線76，此導(dǎo)線把下側(cè)分路波導(dǎo)11的第一和第二波導(dǎo)段111和112的末端段111的電極541，與由上側(cè)分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25的末端段111的電極542連接。采用電極541、542和543這種形式的電連接，與附圖2b的示例相似，可以-通過在導(dǎo)線75和導(dǎo)線76之間施加同一極性的電壓差，可以實現(xiàn)這樣的開關(guān)狀態(tài)，在該狀態(tài)下給輸送波導(dǎo)11的末端段110輸送的光信號，被耦合入通往上側(cè)出端11的上側(cè)分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111，和由此第一波導(dǎo)段111耦合入此上側(cè)波導(dǎo)11的第二波導(dǎo)段112，并到達上側(cè)出端11；與此同時，耦合入通往下側(cè)出端11的、下側(cè)分路波導(dǎo)11的、第一波導(dǎo)段111的、不想要的此信號的一部分被耦合入由此下側(cè)波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25中，并輸送給與此波導(dǎo)25連接的光槽6，和-通過在導(dǎo)線75和導(dǎo)線76之間施加相反極性的電壓差，可以實現(xiàn)這樣的開關(guān)狀態(tài)，在該狀態(tài)下，給輸送波導(dǎo)11的末端段110輸送的光信號，被耦合入通往下側(cè)出端11的下側(cè)分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111，和由此第一波導(dǎo)段111耦合入此下側(cè)波導(dǎo)11的第二波導(dǎo)段112，并通往下側(cè)出端11；與此同時，耦合入上側(cè)分路波導(dǎo)11的、第一波導(dǎo)段111的、不想要的此信號的一部分，被耦合入由此上側(cè)分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25中，并輸送給與此波導(dǎo)25連接的光槽6。此外，還可能有第三種開關(guān)狀態(tài)，在此狀態(tài)下，既不能在轉(zhuǎn)換開關(guān)4中、也不能在門開關(guān)5中耦合和傳送輸送的信號。附圖2d的裝置與附圖2c裝置的差別在于，用已知的和同樣具有多于兩個開關(guān)狀態(tài)的DOS開關(guān)代替TIC開關(guān)用作轉(zhuǎn)換開關(guān)，在這類開關(guān)中，在分支點3和附加分支點30各安置一個具有電極裝置54的叉形波導(dǎo)40。在分支點3處，通向此分支點的波導(dǎo)11在叉形波導(dǎo)40的范圍內(nèi)分成上側(cè)和下側(cè)分路波導(dǎo)11，并通往上側(cè)和下側(cè)出端11。由上側(cè)和下側(cè)分路波導(dǎo)11，在有關(guān)的附加分支點30處，在此安置的叉形波導(dǎo)40的范圍內(nèi)分出由此波導(dǎo)11分路的波導(dǎo)25，該波導(dǎo)通往光槽6。電極裝置54在每個叉形波導(dǎo)40范圍內(nèi)具有兩個電極544和545。在轉(zhuǎn)換開關(guān)4的叉形波導(dǎo)40中，電極544安置在分出上側(cè)分路波導(dǎo)11的叉形分支上。和電極545安置在分出下側(cè)分路波導(dǎo)11的叉形分支上。在每個分路波導(dǎo)11的門開關(guān)5的叉形波導(dǎo)40上，電極544安置在于此分路波導(dǎo)11中安置的、和構(gòu)成此波導(dǎo)11一波導(dǎo)段的叉形分支上，和電極545安置在分出由此波導(dǎo)11所分出的波導(dǎo)25的叉形分支上。比較附圖2c和2d的示例，轉(zhuǎn)換開關(guān)4中和各門開關(guān)5中電極544對應(yīng)于電極541和電極545對應(yīng)于電極542。在附圖2d的示例中，通過由導(dǎo)線75和76組成的相同的布線7，這些導(dǎo)線以與附圖2c示例中電極541和542相同的方式，把電極544和545進行電連接，使實現(xiàn)與附圖2c的示例完全相同的開關(guān)特性。在附圖2e的示例中，轉(zhuǎn)換開關(guān)4和門開關(guān)5各由一個已知可控光定向耦合器形式的轉(zhuǎn)換開關(guān)組成，例如在附圖2b的示例中，此種耦合器用作門開關(guān)5。在附圖2e的示例中，例如是這樣設(shè)置的，通往分支點3的波導(dǎo)11，在此分支點3處無間斷地過渡到通往出端11的分路波導(dǎo)11，例如通往下側(cè)出端11的下側(cè)分路波導(dǎo)11。另一個通往，在本示例中通往上側(cè)出端11的分路波導(dǎo)11與附圖2b的示例相似，分成一個第一波導(dǎo)段111和一個與此波導(dǎo)段分開的第二波導(dǎo)段112。第一波導(dǎo)段111具有一末端段112，此末端段在分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4的范圍內(nèi)，以距通往此分支點3的波導(dǎo)11很小的距離安置，并且與其波導(dǎo)11和電極裝置54一起確定轉(zhuǎn)換開關(guān)4的定向耦合器。本示例中，上側(cè)分路波導(dǎo)11的第一波導(dǎo)段111，在附加分支點30處無間斷地過渡到由此上側(cè)分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25，該波導(dǎo)25通往光槽6。上側(cè)分路波導(dǎo)11的第二波導(dǎo)段112通往上側(cè)出端11，并在此上側(cè)波導(dǎo)11的、附加分支點30處的、此上側(cè)波導(dǎo)11中安置的、門開關(guān)5的范圍內(nèi)具有末端段113，該末端段113與第一波導(dǎo)段111和電極裝置54一起確定此門開關(guān)5的定向耦合器。由下側(cè)分路波導(dǎo)11在附加分支點30分出波導(dǎo)25，該波導(dǎo)25通往光槽，并在此下側(cè)分路波導(dǎo)11中安置的門開關(guān)5的范圍內(nèi)，具有一段以距下側(cè)分路波導(dǎo)11很小距離安置的末端段114，該末端段114與此波導(dǎo)11和電極裝置54一起確定此門開關(guān)5的定向耦合器。附圖2e中，此示例的轉(zhuǎn)換開關(guān)4和各門開關(guān)5的電極裝置54，是由在末端段112、末端段113及末端段114上安置的各一電極543組成，這些電極通過例如布線7以導(dǎo)線75的形式相互電連接。通過這種形式的相互電連接的電極543、轉(zhuǎn)換開關(guān)4和門開關(guān)5的定向耦合器，可以以正確的方式進行控制，使一個在通往分支點3的波導(dǎo)11中輸送的光信號或者只到達上側(cè)出端11，或者只到達下側(cè)出端11，而且不想要的此信號分量進入上側(cè)或下側(cè)光槽6，而不到達出端11。附圖2f的示例與附圖2e的示例之區(qū)別僅在于，附圖2e示例中的光定向耦合器在附圖2f的示例中，用已知的集成光馬赫-參得干涉器所代替。每個干涉器按已知方式具有一光耦合器61，該耦合器把在一輸送波導(dǎo)11中輸送的一光信號分到兩個由光波導(dǎo)組成的干涉器支臂62和63上；并具有一光耦合器64，該耦合器使干涉器支臂中輸送的信號分量相互干涉，并隨后按照在電極裝置54上施加的電控制信號的變化，轉(zhuǎn)接到一個或另外兩個繼續(xù)傳輸?shù)牟▽?dǎo)11或11和25上。每個干涉器的電極裝置54，例如由安置在干涉器的一個支臂63上的電極546組成，此電極在功能上與附圖2e示例中電極543相當(dāng)。一個由導(dǎo)線75構(gòu)成的布線7，該布線7把3個電極546相互連接在一起，致使附圖2f的示例具有與附圖2e示例相同的開關(guān)特性。本發(fā)明1×N-開關(guān)陣列原則上和尤其是在示出的實施例中是可以雙向工作的，也就是說每個出端11可以用作光信號的入端，該信號在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)1中可通往唯一的入端10，所以到目前為止的入端10也可以是出端。這種情況在權(quán)利要求中是這樣考慮的，即用入端/出端表示10。和用出端/入端表示11。本發(fā)明1×N-開關(guān)陣列的這種良好的特性對于本發(fā)明的N×N-開關(guān)陣列有重要意義。本發(fā)明N×N-開關(guān)陣列在附圖3中以N＝8為例示意性示出。此開關(guān)陣列具有一中央光交換網(wǎng)絡(luò)15，此網(wǎng)絡(luò)在其左側(cè)具有一由8×8＝64個光接頭組成的接頭-列151，和在其右側(cè)具有一由8×8＝64個光接頭組成的接頭-列151，其中各接頭可作為交換網(wǎng)絡(luò)的光入端和/或出端使用，和其中交換網(wǎng)絡(luò)15在內(nèi)部是這樣構(gòu)成的，使左側(cè)接頭-列151的每個接頭可與右側(cè)接頭-列151的每個接頭光學(xué)連接和相反連接。交換網(wǎng)絡(luò)15可以例如是一種眾所周知的理想混合網(wǎng)絡(luò)。在交換網(wǎng)絡(luò)15左側(cè)安置共8個本發(fā)明光×8-開關(guān)陣列組成的一陣列-列200，其中每個1×8-陣列具有一個光入端/出端10，和8個光出端/入端11，在這些當(dāng)中，于每個1×8-開關(guān)陣列上各只用一個這種11符號標出。在交換網(wǎng)絡(luò)15右側(cè)，同樣有一個共由8個本發(fā)明光1×8-開關(guān)陣列組成的-陣列-列200，其中每個1×8-開關(guān)陣列具有一個光入端/出端10，和8個光出端/入端11，在這些當(dāng)中，于每個1×8-開關(guān)陣列上也各只用一個這種11符號標出。交換網(wǎng)絡(luò)15左側(cè)，陣列-列200的8個光1×8-開關(guān)陣列共8×8＝64個光出端/入端11，平行地與在此左側(cè)的接頭-列151的8×8＝64個光接頭連接；和交換網(wǎng)絡(luò)15右側(cè)，陣列-列200的8個光1×8-開關(guān)陣列共8×8＝64個光出端11，平行地與在此右側(cè)的接頭-列151的8×8＝64個光接頭連接、交換網(wǎng)絡(luò)15左側(cè)，陣列-列200的8個光1×8-開關(guān)陣列共8個光入端/出端10組成8×8-開關(guān)陣列的入端或出端，和交換網(wǎng)絡(luò)15右側(cè)，陣列-列200的8個光1×8-開關(guān)陣列共8個光入端/出端10，組成8×8-開關(guān)陣列的8個出端或入端，此種8×8-開關(guān)陣列在N不等于8的情況下也是可以雙向運行的。附圖3的每個1×8-開關(guān)陣列，可以由例如附圖1的1×8-開關(guān)陣列組成。為了與附圖1的本發(fā)明1×N-開關(guān)陣列比較，圖4示出一常規(guī)沒有門開關(guān)5的1×N-開關(guān)陣列，其中凡是相同的部件都采用相同的符號標出。本發(fā)明1×N-開關(guān)陣列和N×N-開關(guān)陣列的優(yōu)點是，串音抑制改進很大，不需要附加控制費用，插入衰減增加很少和不需加附加制造費用。在本發(fā)明1×N-開關(guān)陣列中，由入端/出端10到一出端/入端11的每個光路串音抑制提高的數(shù)量等于門開關(guān)5產(chǎn)生的串音抑制。下面對附圖1的本發(fā)明1×8-開關(guān)陣列與附圖4常規(guī)1×8-開關(guān)陣列的數(shù)據(jù)進行比較，其中假定，不僅轉(zhuǎn)換開關(guān)4而且門開關(guān)5都是具有多于兩個開關(guān)狀態(tài)的TIC-開關(guān)。為了更好的區(qū)分出端/入端11，在附圖1和4中把這些出端/入端另外用加括號的字母a至n標出。如果，例如最后分支級23的最上側(cè)分支點3中的轉(zhuǎn)換開關(guān)4是這樣轉(zhuǎn)接的，使信號光經(jīng)由該最上側(cè)分支點3的兩個分路波導(dǎo)11的上側(cè)波導(dǎo)偏轉(zhuǎn)到出端a，那么同時由此最上側(cè)分支點3的兩個分路波導(dǎo)11的下側(cè)波導(dǎo)耦合通往出端b的串音光，通過由此下側(cè)分路波導(dǎo)11所分出的波導(dǎo)25導(dǎo)入與此波導(dǎo)連接的光槽6。為了控制1×8-開關(guān)陣列可以假定，只有這樣的轉(zhuǎn)換開關(guān)4和門開關(guān)5受到電控制，使想要的光路通過這些開關(guān)。按照本發(fā)明1×8-開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)，在此情況下只有兩個門開關(guān)5受到控制。如果，例如選擇由入端10通往出端a的光路α，那么第一分支級11的分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4就轉(zhuǎn)接到由此分支點3分路的上側(cè)波導(dǎo)11，該波導(dǎo)通往第二分支級22的上側(cè)分支點3。位于此分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4將轉(zhuǎn)接到由此分支點3分路的上側(cè)波導(dǎo)11，該波導(dǎo)通往第三分支級23的最上側(cè)分支點3。位于此最上側(cè)分支點3的轉(zhuǎn)換開關(guān)4，將轉(zhuǎn)接到由此最上側(cè)分支點3分路的上側(cè)通往出端a的波導(dǎo)11。位于此波導(dǎo)11的門開關(guān)5如此轉(zhuǎn)接，以使信號光到達此出端a。反之，位于由上側(cè)分支點3分路的下側(cè)通往出端b的波導(dǎo)11中的門開關(guān)5是這樣轉(zhuǎn)接的，使在此波導(dǎo)11中傳輸?shù)拇艄獠荒艿竭_出端b，而是通過由此下側(cè)分路波導(dǎo)11所分路的波導(dǎo)25通往與此門開關(guān)5連接的光槽6。所有其余轉(zhuǎn)接開關(guān)4和門開關(guān)5都處在第三開關(guān)狀態(tài)，在此狀態(tài)下沒有信號光通過轉(zhuǎn)換開關(guān)4和門開關(guān)5?，F(xiàn)在假定，每個轉(zhuǎn)換開關(guān)4和門開關(guān)5在導(dǎo)通光路中傳輸值為-1dB，在關(guān)閉光路中傳輸值為-11dB和在第三種狀態(tài)下，在此狀態(tài)下兩光路應(yīng)均被截止，傳輸值為-6dB。在此條件下，下表給出附圖1×8-開關(guān)陣列與附圖41×8-開關(guān)陣列串音功率的比較，其中沿光路α控制光信號通往兩陣列的最上側(cè)出端a。</tables>這些傳輸值表明，本發(fā)明1×8-開關(guān)陣列尤其是在通往出端b的主串音路徑上取得串音抑制10dB的明顯改進。為此付出的代價是插入衰減僅有1dB的微小增加。本發(fā)明1×8-開關(guān)陣列的可用窗口幅度(Fenster)(＝功率最強的串音通道與使用通道的功率差)與常規(guī)1×8-開關(guān)陣列相比較總共提高10dB。對于一個用本發(fā)明的這些1×8-開關(guān)陣列制造的8×8-開關(guān)陣列，可以預(yù)期窗口幅度相應(yīng)增大20dB，從系統(tǒng)技術(shù)角度考慮這種改進是極其有利的。一般地，對本發(fā)明N×N-開關(guān)陣列“最壞情況”的串音抑制CT為CT＝2CT1+2CT2-10log(log2(N))，其中，CT1表示門開關(guān)5的串音抑制，和CT2表示轉(zhuǎn)換開關(guān)4的串音抑制，衰減值用dB表示，該值使用了下文給出的近似公式，R.A.Spanke“大型非分組光空間開關(guān)的結(jié)構(gòu)”，IEEEJ.QuantumElectronics，Vol，QE-22，No.6，p.164，1987。在常規(guī)不具有本發(fā)明門開關(guān)5的N×N-開關(guān)陣列中，應(yīng)去掉CT1，串音抑制變壞20dB以上。權(quán)利要求1.具有一個光入端/出端(10)和N個光出端/入端(11)的樹形結(jié)構(gòu)1×N-開關(guān)陣列，包括-一個把入端/出端(10)與每個出端/入端(11)連接在一起的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(1)，該結(jié)構(gòu)由向著出端/入端(11)的方向在分支點(3)樹形分路的光波導(dǎo)(11)組成，和-每個分支點(3)的各一個光轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)，用于在由此分支點(3)分路的波導(dǎo)(11)之間進行選擇性轉(zhuǎn)換，其特征在于，至少為一個出端/入端(11)配置一個光門開關(guān)(5)，用該開關(guān)可選擇性地光導(dǎo)通和關(guān)閉此出端/入端(11)，此種選擇取決于分支點(3)的轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)的開關(guān)狀態(tài)，而由分支點(3)分出的分路波導(dǎo)(11)是與此出端/入端(11)連接的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)陣列，其特征在于，為每個出端/入端(11)各配置一個門開關(guān)(5)，用該開關(guān)可選擇性地導(dǎo)通或關(guān)閉此出端/入端(11)，此種選擇取決于分支點(3)的轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)的開關(guān)狀態(tài)，而由分支點(3)分出的分路波導(dǎo)(11)是與此出端/入端(11)連接的。3.具有N個光入端和N個光出端的樹形結(jié)構(gòu)的光N×N-開關(guān)陣列，包括-兩個由各N個光1×N-開關(guān)陣列組成的陣列-列(200)，其中每個1×N-開關(guān)陣列具有各一個光入端/出端(10)和各N個光出端/入端(11)，和-一個由各N×N個光接頭組成的兩個接頭-列(151)的光交換網(wǎng)絡(luò)(15)，它們中的每個接頭都可用作光入端和/或出端，其中這個接頭-列(151)的每個接頭均可與另一個接頭-列(151)的每個接頭連接，其中-每個陣列-列(200)的N個光1×N-開關(guān)陣列的共N×N個光出端/入端(11)與各一接頭-列(151)的N×N光接頭平行連接，和-每個陣列-列(200)的N個光1×N-開關(guān)陣列的共N個光入端/出端(10)組成N×N-開關(guān)陣列的N個入端和/或N個出端，其特征在于，至少一個光1×N-開關(guān)陣列是權(quán)利要求1或2所述的一個1×N-開關(guān)陣列。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述開關(guān)陣列，其特征在于，每個光1×N-開關(guān)陣列都是權(quán)利要求1或2所述的一個1×N-開關(guān)陣列。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，至少一個1×N-開關(guān)陣列的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(1)、轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)和門開關(guān)(5)集成在同一基片(100)上。6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，由分支點(3)分出的分路波導(dǎo)(11)與配置門開關(guān)(5)的出端/入端(11)連接，該分支點(3)的轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)和此門開關(guān)(5)自身各由可電控的、具有電極裝置(54)的光電開關(guān)組成，在該電極裝置上施加電控制信號，用于控制具有至少兩種開關(guān)狀態(tài)的這種開關(guān)，其中在這些狀態(tài)之一的狀態(tài)下，門開關(guān)(5)導(dǎo)通配置此門開關(guān)的出端/入端(11)，和轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)轉(zhuǎn)接到與此出端/入端(11)連接的分路波導(dǎo)(11)并使其導(dǎo)通，并且其中在另一開關(guān)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)關(guān)閉此分路波導(dǎo)(11)和門開關(guān)(5)關(guān)閉此出端/入端(11)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述開關(guān)陣列，其特征在于，門開關(guān)(5)的電極裝置(54)和轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)的電極裝置(54)用電布線(7)將其相互連接。8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，為出端/入端(11)配置的門開關(guān)(5)由一個導(dǎo)通和關(guān)閉開關(guān)所組成，該開關(guān)安置在連接分支點(3)和此出端/入端(11)的分路光波導(dǎo)(11)中。9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，為出端/入端(11)配置的門開關(guān)(5)由一轉(zhuǎn)換開關(guān)組成，該開關(guān)安置在連接分支點(3)和此出端/入端(11)的分路光波導(dǎo)(11)中，并用于在此波導(dǎo)(11)和一個通往光槽(6)的波導(dǎo)(25)之間進行選擇性轉(zhuǎn)接，該波導(dǎo)(25)在附加分支點(30)處由此波導(dǎo)(11)分路。10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，轉(zhuǎn)換開關(guān)(4、5)由一個具有光定向耦合器的波導(dǎo)開關(guān)組成。11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，轉(zhuǎn)換開關(guān)(4、5)由一個具有馬赫-參得干涉器的波導(dǎo)開關(guān)組成。12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，轉(zhuǎn)換開關(guān)(4、5)由一個具有叉形波導(dǎo)(40)的波導(dǎo)開關(guān)組成。13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述開關(guān)陣列，其特征在于，轉(zhuǎn)換開關(guān)(4、5)由一個具有多于兩個開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)組成，該開關(guān)在一種開關(guān)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)接到一個由此轉(zhuǎn)換開關(guān)(4、5)的分支點(3、30)分路的波導(dǎo)(11)，和在另一種開關(guān)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)接到由此分支點(3、30)分路的另一波導(dǎo)(11)，而在第三種開關(guān)狀態(tài)下是這樣轉(zhuǎn)接的，使這一個和另一個分路波導(dǎo)同時關(guān)閉。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述開關(guān)陣列，其特征在于，具有多于兩個開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)(4、5)，用一個有橫向指數(shù)補償特性的波導(dǎo)開關(guān)組成。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述開關(guān)陣列，其特征在于，具有多于兩個開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)(4、5)，由一個DOC-開關(guān)組成。全文摘要1.樹形結(jié)構(gòu)光1×N-和N×N-開關(guān)陣列；2.1在樹形結(jié)構(gòu)1×N-開關(guān)陣列中，一個光入端(文檔編號H04Q3/52GK1157687SQ95195064公開日1997年8月20日申請日期1995年9月13日優(yōu)先權(quán)日1994年9月14日發(fā)明者L·斯圖爾,M·希尼恩利,G·穆勒申請人:西門子公司