JP2003515299A - 循環光スイッチ・マトリックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光スイッチ・マトリックス（１００）は、スイッチ・セットのＭ個の行（ａ−ｄ）を介してＭ個の出力導波路（１２０）にＮ個の入力導波路（１１８）を接続する。スイッチ・セット（１１２）の各行は、１つの入力ポート（１４０）及び２つの出力ポートを有する最初のスイッチ・セット、２つの入力ポート及び２つの出力ポートを有するＮ−２個の中間スイッチ・セット（１１４）、そして２つの入力ポート及び１つ又は２つの出力ポートを有する最後のスイッチ・セットを含む。各最初の又は中間スイッチ・セットの１つの出力ポートは、同じ行の続いているスイッチ・セットの入力ポートに光結合され、かつ他の出力ポートは、互いに横切らない中間導波路によって、循環的に連続している行の各スイッチ・セットの入力ポートに光結合される。唯一の例外は、最後の行を最初の行に接続する中間導波路である。これらの中間導波路は、他の導波路を横切うる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の分野および背景】 本発明は、光スイッチ・マトリックスに関し、特に、循環アーキテクチャを有
する改良型光スイッチ・マトリックスに関する。 【０００２】 図１は、本発明が改良した従来技術の光スイッチ・マトリックス１０を示す。
また、この従来技術の光スイッチ・マトリックスは、奥山、他による米国特許４
，８５２，９５８号公報に従来技術としても記述されている。マトリックス１０
は、 スイッチの４つの行（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を介して４つの出力導波路２０
に４つの入力導波路１８を接続する。各行は、１×２スイッチ１２、２つの２×
２スイッチ１４及び２×１結合器１６を含む。各１×２スイッチ１２は、単一入
力ポート４０及び２つの出力ポート：上部出力ポート２２及び下部出力ポート２
４を有する。各２×２スイッチは、２つの入力ポート及び２つの出力ポート：上
部入力ポート２６、下部入力ポート２８、上部出力ポート３０及び下部出力ポー
ト３２を有する。各２×１結合器は、２つの入力ポート：上部入力ポート３４及
び下部入力ポート３６；及び単一出力ポート４２を有する。入力導波路１８は、
対応する入力ポート４０に接続される。出力導波路２０は、対応する出力ポート
４２に接続される。各行では、下部出力ポート２４及び３２は、直ぐに続いてい
るスイッチ１４又は１６の下部入力ポート２８及び３６に中間導波路３８によっ
て接続される；しかるに上部出力ポート２２及び３０は、循環的に連続している
行の各スイッチ１４又は１６の上部入力ポート２６又は３４に中間導波路３８に
よって接続される。循環的連続は、あたかも行が円柱の軸に平行に、円柱の側面
に組み立てられるような接続形態であるということを意味する：行ｂは行ａの後
続点であり、行ｃは行ｂの後続点であり、行ｄは行ｃの後続点でありそして行ａ
は行ｄの後続点である。そのように、例えば、中間導波路３８は、スイッチ１２
ｄの上部出力ポート２２をスイッチ１４ａａの上部入力ポートに接続する。奥山
、他では、行ａ及びｄは、他の中間導波路３８を横切る中間導波路３８によって
接続されて示されている。説明の明確化のために、行ａとｄの間の接続性のこの
循環は、行ｄの出力ポート２２及び３０を行ａの入力ポート２６及び３４に接続
する中間導波路３８の丸で囲まれた終端Ａ、Ｂ及びＣによって図１に示される。 【図面の簡単な説明】 発明は、添付した図面を参照して、単に例として、ここに記述される。 【図１】 従来技術の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図２】 ４つの入力導波路を４つの出力導波路に接続するための、本発明
の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図３Ａ】 ３つの入力導波路を５つの出力導波路に接続するための、本発
明の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図３Ｂ】 ５つの入力導波路を３つの出力導波路に接続するための、本発
明の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図４】 中間スイッチ・セットとしての２×２スイッチに基づく、本発明
の１６×１６光スイッチ・マトリックスのレイアウトを示す図である。 【図５】 アクティブ１×２スイッチ及び２×１結合器に基づく中間スイッ
チ・セットを示す図である。 【図６】 アクティブ１×２スイッチ及び２×１結合器に基づく別の中間ス
イッチ・セットを示す図である。 【図７】 入力スイッチ・セットとしての図８のスイッチ・セット、中間ス
イッチ・セットとしてのアクティブ２×１結合器を有する図５のスイッチ・セッ
ト、及び出力スイッチ・セットとしての図９のスイッチ・セットに基づく本発明
の８×８光スイッチ・マトリックスにトポロジー的に等しい２×２スイッチのペ
アのマトリックスを示す図である。 【図８】 アクティブ１×２スイッチ及びアクティブ２×１スイッチに基づ
く入力スイッチ・セットを示す図である。 【図９】 アクティブ１×２スイッチ及びアクティブ２×１スイッチに基づ
く出力スイッチ・セットを示す図である。 【図１０】 入力スイッチ・セットとしての図８のスイッチ・セット、中間
スイッチ・セットとしての図５のスイッチ・セット、及び出力スイッチ・セット
としての図９のスイッチ・セットに基づく本発明の１６×１６光スイッチ・マト
リックスのレイアウトを示す図である。 【図１１】 単一２×２スイッチである最初及び最後のスイッチ・セットと
、２×２スイッチのペアである中間スイッチ・セットとに基づく、本発明の第２
の８×８光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図１２】 ２×２スイッチのペアであるスイッチ・セットに基づく、本発
明の第３の８×８光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図１３】 本発明の第２の形態による、４つの入力導波路を４つの出力導
波路に接続するための、光スイッチ・マトリックスを示す図である。

【手続補正書】 【提出日】平成１４年６月１９日（２００２．６．１９） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】全文 【補正方法】変更 【補正の内容】 【発明の名称】 循環光スイッチ・マトリックス 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （ａ）Ｎが２よりも大きい整数である、Ｎ個の入力導波路と
、 （ｂ）Ｍが２よりも大きい整数である、Ｍ個の出力導波路と、 （ｃ）（ｉ）少なくとも１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している
最初のスイッチ・セットと、 （ｉｉ）２つの入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有している最後
のスイッチ・セットと、 （ｉｉｉ）各々が２つの入力ポート及び２つの出力ポートを有しており、Ｌが
Ｍ及びＮの小さい方である、Ｌ−２個の中間スイッチ・セットと、を含む、Ｋが
Ｍ及びＮの大きい方である、Ｋ個の行のスイッチ・セットと、を備え、 前記Ｎ個の最初のスイッチ・セットの各々の前記少なくとも１つの入力ポート
の１つは、各前記入力導波路に光結合され、 前記Ｍ個の最後のスイッチ・セットの各々の前記少なくとも１つの入力ポート
の１つは、各前記出力導波路に光結合され、 各前記行に対して、前記最後のスイッチ・セット以外の各前記スイッチ・セッ
トに対して、該各スイッチ・セットの最初の該出力ポートは、続いている該スイ
ッチ・セットの各該入力ポートに最初の各中間導波路を介して光結合され、第２
の該出力ポートは、循環的に連続している該行の各スイッチ・セットの各該入力
ポートに第２の各中間導波路を介して光結合され、かつ、 最後の該行以外の各該行に対して、該最後のスイッチ・セット以外の各該スイ
ッチ・セットに対して、前記第１及び第２の中間導波路は、互いに回避する、光
スイッチ・マトリックス。 【請求項２】 Ｍは、Ｎより大きく、かつＮ個の前記最後のスイッチ・セッ
トは、１つの前記出力ポートのみを有し、Ｍ−Ｎ個の前記最後のスイッチ・セッ
トは、２つの前記出力ポートを有し、前記Ｍ−Ｎ個の最後のスイッチ・セットの
それぞれの前記２つの出力ポートの１つが循環的に続いている行の各スイッチ・
セットの各前記入力ポートに各中間導波路を介して光結合される請求項１に記載
の光スイッチ・マトリックス。 【請求項３】 前記出力ポートのみを有する前記Ｎ個の最後のスイッチ・セ
ットのそれぞれは、２×１結合器を含む請求項２に記載の光スイッチ・マトリッ
クス。 【請求項４】 Ｎは、Ｍより大きく、かつＭ個の前記最初のスイッチ・セッ
トは、１つの前記入力ポートのみを有しかつＮ−Ｍ個の前記最初のスイッチ・セ
ットは、２つの前記入力ポートを有し、前記Ｎ−Ｍ個の最初のスイッチ・セット
のそれぞれの前記２つの入力ポートの１つが循環的に前にある行の各スイッチ・
セットの各前記出力ポートに各中間導波路を介して光結合される請求項１に記載
の光スイッチ・マトリックス。 【請求項５】 前記出力ポートのみを有する前記Ｍ個の最初のスイッチ・セ
ットのそれぞれは、能動１×２スプリッタを含む請求項４に記載の光スイッチ・
マトリックス。 【請求項６】 Ｍは、Ｎに等しくかつ前記最後のスイッチ・セットのそれぞ
れは、２×１結合器を含む請求項１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項７】 各前記最初のスイッチ・セットは、単一の能動１×２スプリ
ッタを含む請求項１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項８】 各前記中間スイッチ・セットは、単一の２×２スイッチを含
む請求項１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項９】 各前記中間スイッチ・セットは、 （ｉ）１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している能動１×２スプリ
ッタと、 （ｉｉ）２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有している２×１結合器と
を含み、 前記各中間スイッチの前記１×２スプリッタの前記２つの出力ポートの最初の
ものが前記各中間スイッチ・セットの前記２×１結合器の前記２つの入力ポート
の最初のものに光結合される請求項１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１０】 前記２×１結合器は、能動である請求項８に記載の光スイ
ッチ・マトリックス。 【請求項１１】 前記各中間スイッチ・セットの第１の前記出力ポートは、
前記１×２スプリッタの前記出力ポートの第２のものに光結合され、かつ前記各
中間スイッチ・セットの第２の前記出力ポートは、前記２×１結合器の前記出力
ポートに光結合される請求項９に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１２】 前記前にあるスイッチ・セットの前記第１の出力ポートが
接続される、前記各中間スイッチ・セットの前記各入力ポートは、前記１×２ス
プリッタの前記入力ポートに光結合され、前記循環的に前にある行の前記各スイ
ッチ・セットの前記第２の出力ポートが接続される、前記各中間スイッチ・セッ
トの前記各入力ポートは、前記２×１結合器の前記２つの入力ポートの第２のも
のに光結合される請求項１１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１３】 前記各中間スイッチ・セットの第１の前記出力ポートは、
前記２×１結合器の前記出力ポートに光結合され、かつ前記各中間スイッチ・セ
ットの第２の前記出力ポートは、前記１×２スプリッタの前記２つの出力ポート
の第２のものに光結合される請求項９に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１４】 前記前にあるスイッチ・セットの前記第１の出力ポートが
接続される、前記各中間スイッチ・セットの前記各入力ポートは、前記２×１結
合器の前記２つの入力ポートの第２のものに光結合され、前記循環的に前にある
行の前記各スイッチ・セットの前記第２の出力ポートが接続される、前記各中間
スイッチ・セットの前記各入力ポートは、前記１×２スプリッタの前記入力ポー
トに光結合される請求項１２に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１５】 各前記第１のスイッチ・セットは、 （ｉ）１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している能動１×２スプリ
ッタと、 （ｉｉ）２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有している２×１結合器を
含み、 前記各第１のスイッチ・セットの前記１×２スプリッタの前記２つの出力ポー
トの第１のものが前記各第１のスイッチ・セットの前記２×１結合器の前記２つ
の入力ポートの第１のものに光結合され、かつ前記各第１のスイッチ・セットの
前記２×１結合器の前記２つの入力ポートの第２のものがアイドルである請求項
１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１６】 前記２×１結合器は、能動である請求項１５に記載の光ス
イッチ・マトリックス。 【請求項１７】 前記各第１のスイッチ・セットの前記入力ポートは、その
前記１×２スプリッタの前記入力ポートに光結合され、前記各第１のスイッチ・
セットの第１の前記出力ポートは、その前記１×２スプリッタの前記出力ポート
の第２のものに光結合され、かつ前記各第１のスイッチ・セットの第２の前記出
力ポートは、その前記２×１結合器の前記出力ポートに光結合される請求項１５
に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１８】 Ｎ個の前記最後のスイッチ・セットのそれぞれは、 （ｉ）１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している能動１×２スプリ
ッタと、 （ｉｉ）２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有している２×１結合器を
含み、 前記各最後のスイッチ・セットの前記１×２スプリッタの前記２つの出力ポー
トの第１のものが前記各最後のスイッチ・セットの前記２×１結合器の前記２つ
の入力ポートの第１のものに光結合され、かつ前記各最後のスイッチ・セットの
前記１×２スプリッタの前記２つの出力ポートの第２のものがアイドルである請
求項１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項１９】 前記２×１結合器は、能動である請求項１８に記載の光ス
イッチ・マトリックス。 【請求項２０】 前記各最後のスイッチ・セットの第１の前記入力ポートは
、その前記１×２スプリッタの前記入力ポートに光結合され、前記各最後のスイ
ッチ・セットの第２の前記入力ポートは、その前記２×１結合器の前記入力ポー
トの第２のものに光結合され、かつ前記各最後のスイッチ・セットの前記出力ポ
ートは、その前記２×１結合器の前記出力ポートに光結合される請求項１８に記
載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項２１】 各前記行に対して、前記最後のスイッチ・セット以外の前
記各スイッチ・セットに対して、前記各スイッチ・セットの前記第１の出力ポー
トは、単一の前記第１の各中間導波路によって前記続いているスイッチ・セット
の前記各入力ポートに光結合され、前記第２の出力ポートは、単一の前記第２の
各中間導波路によって前記循環的に続いている行の前記各スイッチ・セットの前
記各入力ポートに光結合される請求項１に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項２２】 全ての前記中間導波路は、互いに回避する請求項１に記載
の光スイッチ・マトリックス。 【請求項２３】 円柱形基板の表面に組み立てられた、請求項２２に記載の
光スイッチ・マトリックス。 【請求項２４】 円柱形基板の側面に組み立てられた、請求項２２に記載の
光スイッチ・マトリックス。 【請求項２５】 前記行の１つに対して、前記１つの行をその前記循環的に
続いている行に結合する前記第２の中間導波路は、前記入力導波路を横切る請求
項２２に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項２６】 前記行の１つに対して、前記１つの行をその前記循環的に
続いている行に結合する前記第２の中間導波路は、前記出力導波路を横切る請求
項２２に記載の光スイッチ・マトリックス。 【請求項２７】 全ての前記導波路は、互いに回避する請求項２２に記載の
光スイッチ・マトリックス。 【請求項２８】 （ａ）Ｎが２よりも大きい整数である、Ｎ個の入力導波路
と、 （ｂ）Ｎ個の出力導波路と、 （ｃ）スイッチ・セットのＮ個の行を備え、 全てのＮ個の前記行は、 （ｉ）１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している第１の前記スイッ
チ・セットであり、前記第１のスイッチ・セットの前記入力ポートが各前記入力
導波路に光結合される、第１の前記スイッチ・セットと、 （ｉｉ）２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有している最後から２番目
の前記スイッチ・セットであって、最後の前記行の前記最後から２番目のスイッ
チ・セットの前記出力ポートが各前記出力導波路に光結合される、最後から２番
目の前記スイッチ・セットと、 （ｉｉｉ）Ｎ−２個の中間前記スイッチ・セットであって、各前記中間スイッ
チ・セットが少なくとも１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有し、最後の
Ｎ−１個の前記行のそれぞれの前記中間スイッチ・セット及び前記最後から２番
目のスイッチ・セットがそれぞれ２つの前記入力ポートを有し、ＬがＮ−１より
も小さい整数である、第１のＮ−１個の前記行の最後のＬ個のそれぞれが、 （ｉｖ）２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有している最後のスイッチ
・セットであって、前記最後のスイッチ・セットの前記出力ポートが各前記出力
導波路に光結合され、前記最後のスイッチ・セットの第１の前記入力ポートが前
記各行の前記最後から２番目のスイッチ・セットの前記出力ポートに光結合され
る、前記最後のスイッチ・セットを更に含み、 前記行の第１のＮ−Ｌ−１個の前記最後から２番目のスイッチ・セットの前記
出力ポートは、各前記出力導波路に光結合され、各前記行に対して、前記各行の
前記第１のスイッチ・セットと前記各行の前記Ｎ−２個の中間スイッチ・セット
とで構成されているグループから選択された各前記スイッチ・セットに対して、
前記各スイッチ・セットの第１の前記出力ポートは、続いている前記スイッチ・
セットの各前記入力ポートに第１の各中間導波路を介して光結合され、前記第１
のＮ−１個の行のそれぞれに対して、前記各行の前記第１のスイッチ・セットと
前記各行の前記Ｎ−２個の中間スイッチ・セットとで構成されているグループか
ら選択された各前記スイッチ・セットに対して、前記各スイッチ・セットの第２
の前記出力ポートは、続いている行の各スイッチの各前記入力ポートに第２の各
中間導波路を介して光結合され、かつ前記最後の行において、第１のＬ個の前記
スイッチ・セットのそれぞれに対して、前記各スイッチ・セットの第２の前記出
力ポートは、各前記最後のスイッチ・セットの第２の前記入力ポートに光結合さ
れる、光スイッチ・マトリックス。 【請求項２９】 前記最後の行において、前記第１のＬ個のスイッチ・セッ
トに続くＮ−Ｌ−１個のスイッチ・セットのそれぞれに対して、各スイッチ・セ
ットの第２の前記出力ポートは、第１の前記行の各スイッチの各前記入力ポート
に第３の各中間導波路を介して光結合される請求項２８に記載の光スイッチ・マ
トリックス。 【請求項３０】 前記第１及び第２の中間導波路は、互いに回避する請求項
２８に記載の光スイッチ・マトリックス。 【発明の詳細な説明】 【０００１】 【技術分野】 本発明は、光スイッチ・マトリックスに関し、そして特に、循環アーキテクチ
ャを有する改良型光スイッチ・マトリックスに関する。 【０００２】 【背景技術】 図１は、本発明が改良した従来技術の光スイッチ・マトリックス１０を示す。
また、この従来技術の光スイッチ・マトリックスは、奥山、他による米国特許４
，８５２，９５８号公報に従来技術としても記述されている。マトリックス１０
は、スイッチの４つの行（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を介して４つの出力導波路２０に４
つの入力導波路１８を接続する。各行は、１×２スイッチ１２、２つの２×２ス
イッチ１４、及び２×１結合器１６を含む。各１×２スイッチ１２は、単一入力
ポート４０及び２つの出力ポート：上部出力ポート２２及び下部出力ポート２４
を有する。各２×２スイッチは、２つの入力ポート及び２つの出力ポート：上部
入力ポート２６、下部入力ポート２８、上部出力ポート３０及び下部出力ポート
３２を有する。各２×１結合器は、２つの入力ポート：上部入力ポート３４及び
下部入力ポート３６、及び単一出力ポート４２を有する。入力導波路１８は、対
応する入力ポート４０に接続される。出力導波路２０は、対応する出力ポート４
２に接続される。各行では、下部出力ポート２４及び３２は、直ぐに続いている
スイッチ１４又は１６の下部入力ポート２８及び３６に中間導波路３８によって
接続される。それに対して上部出力ポート２２及び３０は、循環的に続いている
行の各スイッチ１４又は１６の上部入力ポート２６又は３４に中間導波路３８に
よって接続される。循環的連続は、あたかも行が円柱の軸に平行に、円柱の側面
に組み立てられるような接続形態であるということを意味する。行ｂは行ａの後
続点であり、行ｃは行ｂの後続点であり、行ｄは行ｃの後続点でありそして行ａ
は行ｄの後続点である。そのように、例えば、中間導波路３８は、スイッチ１２
ｄの上部出力ポート２２をスイッチ１４ａａの上部入力ポート２６に接続する。
奥山、他では、行ａ及びｄは、他の中間導波路３８を横切る中間導波路３８によ
って接続されて示されている。説明の明確化のために、行ａとｄの間の接続性の
この循環は、行ｄの出力ポート２２及び３０を行ａの入力ポート２６及び３４に
接続する中間導波路３８の丸で囲まれた終端Ａ、Ｂ及びＣによって図１に示され
る。 【０００３】 特に、方向性結合器スイッチ及びマッハ−ツェンダー干渉計スイッチを含んで
いる、２×２スイッチ１４のいくつかの実施が従来技術で知られている。２×２
スイッチ１４は、２つの状態の１つでありうる。上部入力ポート２６を介してス
イッチ１４に入力する、光エネルギーが上部出力ポート３０を介してスイッチ１
４から出て、かつ下部入力ポート２８を介してスイッチ１４に入力する、光エネ
ルギーが下部出力ポート３２を介してスイッチ１４から出る、ストレート−スル
ー状態（“バー”状態又は“＝”状態とも呼ばれる）、及び、上部入力ポート２
６を介してスイッチ１４に入力する、光エネルギーが下部出力ポート３２を介し
てスイッチ１４から出て、かつ下部入力ポート２８を介してスイッチ１４に入力
する、光エネルギーが上部出力ポート３０を介してスイッチ１４から出る、クロ
スオーバ状態（“クロス”状態又は“Ｘ”状態とも呼ばれる）。スイッチ１４は
、スイッチ１４の内部コンポーネントへの電圧の供給によって１つの状態から別
の状態へ切り換えられる。電圧が供給されないと、スイッチ１４は、その２つの
状態の１つの“オフ（オフ）”である。スイッチング電圧が供給されると、スイ
ッチ１４は、その２つの状態の他方の“オン（オン）”である。それゆえに、ス
イッチ１４の２つのバリアントが可能である。第１のバリアントでは、スイッチ
１４は、オフのときにその＝状態にありかつオンのときにそのＸ状態にある。第
２のバリアントでは、スイッチ１４は、オフのときにそのＸ状態にありかつオン
のときにその＝状態にある。本発明のコンテキストでは、スイッチ１４の第１の
バリアントが好ましい。 【０００４】 ２×２スイッチ１４は、入力ポートの１つをアイドル・ポートにすることによ
って、即ち、この入力ポートを切断したままにすることによって、簡単に１×２
スイッチ１２になる。例えば、下部入力ポート２８がアイドルである場合には、
上部入力ポート２６は、入力ポート４０として働き、上部出力ポート３０は、上
部出力ポート２２として働きかつ下部出力ポート３２は、下部出力ポート２４と
して働く。１×２スイッチ１２のような好適なバリアントでは、このスイッチ１
２がオフであるときに、その＝状態にあり、入力ポート４０を介して入力する光
エネルギーは、上部出力ポート２２を介して出て行く。そしてこのスイッチ１２
がオンであるときに、そのＸ状態にあり、入力ポート４０を介して入力する光エ
ネルギーは、下部出力ポート２４を介して出て行く。代替的に、入力ポート２６
がアイドルである場合には、下部入力ポート２８は、入力ポート４０として働く
。この代替１×２スイッチ１２の好適なバリアントでは、このスイッチ１２がオ
フであるときに、その＝状態にあり、入力ポート４０を介して入力する光エネル
ギーは、下部出力ポート２４を介して出て行き、そしてこのスイッチ１２がオン
であるときに、そのＸ状態にあり、入力ポート４０を介して入力する光エネルギ
ーは、上部出力ポート２２を介して出て行く。 【０００５】 ２×１結合器１６は、受動又は能動のいすれかでありうる。２×２スイッチ１
４は、出力ポートの１つをアイドル・ポートにすることによって、即ち、この出
力ポートを切断したままにすることによって、簡単に２×１能動結合器１６にな
る。例えば、下部入力ポート３２がアイドルである場合には、上部入力ポート２
６は、入力ポート３４として働き、下部入力２８は、下部入力ポート３６として
働き、かつ上部出力ポート３０は、出力ポート４２として働く。それに続いて、
能動２×１結合器は、通常、“２×１スイッチ”と呼ばれる。そのような２×１
スイッチ１６の好適なバリアントでは、この２×１スイッチ１６がオフであると
きに、その＝状態にあり、上部入力ポート３４を介して入力する光エネルギーの
みが出力ポート４２を介して出て行く。そしてこの２×１スイッチ１６がオンで
あるときに、そのＸ状態にあり、下部入力ポート３６を介して入力する光エネル
ギーのみが出力ポート４２を介して出て行く。代替的に、上部出力ポート３０が
アイドルである場合には、下部出力ポート３２は、出力ポート４２として働く。
この代替２×１スイッチ１６の好適なバリアントでは、この２×１スイッチ１６
がオフであるときに、その＝状態にあり、下部入力ポート３６を介して入力する
光エネルギーのみが出力ポート４２を介して出て行き、かつこの２×１スイッチ
１６がオンであるときに、そのＸ状態にあり、上部入力ポート３４を介して入力
する光エネルギーのみが出力ポート４２を介して出て行く。２×１結合器１６は
、ｙ−接合結合器のような、受動結合器として最も簡単に実施されるが、受動２
×１結合器が本質的に損失性のものでありかつ以下に示す第２の理由に対するも
のの両方なので、本発明の好ましい２×１結合器は、能動２×１結合器である。 【０００６】 適切なスイッチ１２及び１４をオン及びオフにすることによって、入力導波路
１８は、出力導波路２０に接続されうる。例えば、１×２スイッチ１２をアイド
ルの下部入力ポートを有する２×２スイッチとし、１×２スイッチ１２及び２×
２スイッチ１４をオフのときにそれらの＝状態にありオンのときにそれらのＸ状
態にあるものとし、かつ２×１結合器１６を受動であるとする。全てのスイッチ
１２及び１４がオフの状態で、入力導波路１８ａは、出力導波路２０ｄに接続さ
れ、入力導波路１８ｂは、出力導波路２０ａに接続され、入力導波路１８ｃは、
出力導波路２０ｂに接続され、かつ入力導波路１８ｄは、出力導波路２０ｃに接
続される。スイッチ１２ａをオンにすることは、入力導波路１８ａを出力導波路
２０ａに接続する。スイッチ１４ｂａをオンにすることは、入力導波路１８ａを
出力導波路２０ｂに接続する。スイッチ１４ｅｂをオンにすることは、入力導波
路１８ａを出力導波路２０ｃに接続する。 【０００７】 能動２×１結合器１６を用いることによって、光スイッチ・マトリックス１０
は、スイッチ１２、１４又は１６がオンにならない限り入力導波路１８が出力導
波路２０に接続されないように構成しうる。例えば、１×２スイッチ１２及び２
×２スイッチ１４を上記のように、そして２×１結合器１６を、オフのときにそ
れらの＝状態にありかつオンのときにそれらのＸ状態にある、アイドルの上部出
力ポートを有する、２×２スイッチにする。ここで、全てのスイッチ１２及び１
４がオフの状態で、スイッチ１６ｄは、入力導波路１８ａを出力導波路２０ｄに
接続するためにオンにされなければならなし、スイッチ１６ａは、入力導波路１
８ｂを出力導波路２０ａに接続するためにオンにされなければならなし、スイッ
チ１６ｂは、入力導波路１８ｃを出力導波路２０ｂに接続するためにオンにされ
なければならなし、かつスイッチ１６ｃは、入力導波路１８ｄを出力導波路２０
ｃに接続するためにオンにされなければならない。 【０００８】 【発明の概要】 本発明によれば、（ａ）Ｎが２よりも大きい整数である、Ｎ個の入力導波路と
、 （ｂ）Ｍが２よりも大きい整数である、Ｍ個の出力導波路と、（ｃ）（ｉ）少
なくとも１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している最初のスイッチ・
セットと、（ｉｉ）２つの入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有して
いる最後のスイッチ・セットと、（ｉｉｉ）それぞれが２つの入力ポート及び２
つの出力ポートを有しており、ＬがＭ及びＮの小さい方であるような、Ｌ−２個
の中間スイッチ・セットと、を含んでいる、ＫがＭ及びＮの大きい方であるよう
な、Ｋ個の行のスイッチ・セットと、を備え、前記最初のスイッチ・セットのＮ
個のそれぞれの前記少なくとも１つの入力ポートの１つは、各前記入力導波路に
光結合され、前記最後のスイッチ・セットのＭ個のそれぞれの前記少なくとも１
つの入力ポートの１つは、各前記出力導波路に光結合され、各前記行に対して、
前記最後のスイッチ・セット以外の各前記スイッチ・セットに対して、該各スイ
ッチ・セットの最初の該出力ポートは、続いている該スイッチ・セットの各該入
力ポートに最初の各中間導波路を介して光結合され、第２の該出力ポートは、循
環的に続いている該行の各スイッチ・セットの各該入力ポートに第２の各中間導
波路を介して光結合され、かつ最後の該行以外の各該行に対して、該最後のスイ
ッチ・セット以外の各該スイッチ・セットに対して、前記第１及び第２の中間導
波路は、互いに回避する、光スイッチ・マトリックスを提供する。 【０００９】 本発明によれば、（ａ）Ｎが２よりも大きい整数である、Ｎ個の入力導波路と
、（ｂ）Ｎ個の出力導波路と、（ｃ）スイッチ・セットのＮ個の行を備え、全て
のＮ個の前記行は、（ｉ）１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している
第１の前記スイッチ・セットであり、前記第１のスイッチ・セットの前記入力ポ
ートが各前記入力導波路に光結合される、第１の前記スイッチ・セット、（ｉｉ
）２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有している最後から２番目の前記ス
イッチ・セットであり、最後の前記行の前記最後から２番目のスイッチ・セット
の前記出力ポートが各前記出力導波路に光結合される、最後から２番目の前記ス
イッチ・セット、及び（ｉｉｉ）Ｎ−２個の中間前記スイッチ・セットであり、
各前記中間スイッチ・セットが少なくとも１つの入力ポート及び２つの出力ポー
トを有し、最後のＮ−１個の前記行のそれぞれの前記中間スイッチ・セット及び
前記最後から２番目のスイッチ・セットがそれぞれ２つの前記入力ポートを有し
、ＬがＮ−１よりも小さい整数である、第１のＮ−１個の前記行の最後のＬ個の
それぞれが、（ｉｖ）２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有している最後
のスイッチ・セットであり、前記最後のスイッチ・セットの前記出力ポートが各
前記出力導波路に光結合され、前記最後のスイッチ・セットの第１の前記入力ポ
ートが前記各行の前記最後から２番目のスイッチ・セットの前記出力ポートに光
結合される、前記最後のスイッチ・セットを更に含み、前記行の第１のＮ−Ｌ−
１個の前記最後から２番目のスイッチ・セットの前記出力ポートは、各前記出力
導波路に光結合され、各前記行に対して、前記各行の前記第１のスイッチ・セッ
トと前記各行の前記Ｎ−２個の中間スイッチ・セットとで構成されているグルー
プから選択された各前記スイッチ・セットに対して、前記各スイッチ・セットの
第１の前記出力ポートは、続いている前記スイッチ・セットの各前記入力ポート
に第１の各中間導波路を介して光結合され、前記第１のＮ−１個の行のそれぞれ
に対して、前記各行の前記第１のスイッチ・セットと前記各行の前記Ｎ−２個の
中間スイッチ・セットとで構成されているグループから選択された各前記スイッ
チ・セットに対して、前記各スイッチ・セットの第２の前記出力ポートは、続い
ている行の各スイッチの各前記入力ポートに第２の各中間導波路を介して光結合
され、かつ前記最後の行において、第１のＬ個の前記スイッチ・セットのそれぞ
れに対して、前記各スイッチ・セットの第２の前記出力ポートは、各前記最後の
スイッチ・セットの第２の前記入力ポートに光結合される、光スイッチ・マトリ
ックスを提供する。 【００１０】 図２は、本発明の光スイッチ・マトリックス１００を示す。マトリックス１０
０は、スイッチ・セット１１２、１１４及び１１６の４つの行（ａ，ｂ，ｃ，ｄ
）を介して４つの出力導波路１２０に４つの入力導波路１１８を接続する。各ス
イッチ・セットは、１×２スイッチ、２×１結合器又は２×２スイッチのような
１つ以上のスイッチを含む。各行の最初の（入力）スイッチ・セット１１２は、
１×２スイッチである。マトリックス１００の最も簡単な好適な実施形態では、
中間スイッチ・セット１１４のそれぞれは、２×２スイッチであるが、しかし以
下に説明するような、他の構成が可能である。各行の最後の（出力）スイッチ・
セット１１６は、２×１スイッチである。各１×２スイッチ１１２は、単一の入
力ポート１４０と２つの出力ポート、上部出力ポート１２２及び下部出力ポート
１２４を有する。各中間スイッチ・セット１１４は、２つの入力ポートと２つの
出力ポートを有する。上部入力ポート１２６、下部入力ポート１２８、上部出力
ポート１３０及び下部出力ポート１３２。各２×１スイッチ１１６は、２つの入
力ポート、上部入力ポート１３４及び下部入力ポート１３６と、単一の出力ポー
ト１４２を有する。入力導波路１１８は、対応する入力ポート１４０に接続され
る。出力導波路１２０は、対応する出力ポート１４２に接続される。各行では、
上部出力ポート１２２及び１３０は、直ぐに続いているスイッチ・セット１１４
又は１１６の下部入力ポート１２８及び１３６に中間導波路１３８によって接続
される。それに対して、下部出力ポート１２４及び１３２は、循環的に続いてい
る行の各スイッチ・セット１１４又は１１６の上部入力ポート１２６又は１３４
に中間導波路１３８によって接続される。従来技術のマトリックス１０における
ように、循環的に続いている行へのこの接続性は、行ｄの出力ポート１２４及び
１３２を行ａの入力ポート１２６及び１３４に接続する中間導波路１３８で丸で
囲まれた終端Ａ、Ｂ及びＣによって図２に示されるように、行ａ及びｄを接続す
べく循環する。 【００１１】 また、スイッチ・セット１１２として用いられるような１×２スイッチは、こ
こで“能動１×２スプリッタ”とも称される。 【００１２】 マトリックス１００における中間導波路１３８の比較的小さい角度の行間交差
の欠如は、マトリックス１０よりも遥かに低い損失をマトリックス１００に与え
る。岡山、他において上記したように、従来技術の光スイッチ・マトリックス１
０は、他の中間導波路１３８を交差することによって行ｄを行ａに接続する中間
導波路３８を有しているように示される。本発明の範疇は、類似する循環接続性
を有するマトリックス１００のプレーナ実施形態を含むが、しかしマトリックス
１００のそのような実施形態における中間導波路１３８の交点のみがいまここで
行ａ及びｄを接続する中間導波路１３８を含む交点である。これらの交点は、一
般的に大きい角度でありかつ低い損失によって特徴付けられる。全ての他の中間
導波路１３８は、互いに回避する。しかしながら、行ａ及びｄを接続する中間導
波路１３８は、全ての中間導波路１３８が互いに回避するように、全く他の中間
導波路１３８を横切らないのが好ましい。代わりに、行ａ及びｄを接続する中間
導波路１３８は、約９０度の角度で、入力導波路１１８又は出力導波路１２０の
いずれかを横切る。同様に、円柱の側面のような、適当な周期境界条件を有する
表面に組み立てられたマトリックス１００の実施形態では、全ての中間導波路１
３８は、入力導波路１１８又は出力導波路１２０を横切ることなく互いに回避す
る。更に別の代替のよれば、単一の共通平面に別の方法で組み立てられるマトリ
ックス１００の実施形態では、行ａとｄを接続する中間導波路１３８は、平面の
上方に上がって他の導波路を横切らない。 【００１３】 上記したように、スイッチ・セット１１６が能動であることが好ましい。スイ
ッチ・セット１１２が２×２スイッチである場合には、それらの＝状態でオンで
あるように構成される、アイドルの下部入力ポートで、光エネルギーを入力ポー
ト１４０から出力ポート１２２にパスし、かつそれらのＸ状態でオフであり、光
エネルギーを入力ポート１４０から出力ポート１２４にパスする。スイッチ・セ
ット１１４がそれらの＝状態でオンであるように構成される場合には、光エネル
ギーを入力ポート１２６から出力ポート１３０にパスしかつ入力ポート１２８か
ら出力ポート１３２にパスし、かつそれらのＸ状態でオフで、光エネルギーを入
力ポート１２６から出力ポート１３２にパスしかつ入力ポート１２８から出力ポ
ート１３０にパスする。スイッチ・セット１１６が２×２スイッチである場合に
は、それらの＝状態でオンであるように構成される、アイドルの下部出力ポート
で、光エネルギーを入力ポート１３４から出力ポート１４２にパスし、かつそれ
らのＸ状態でオフであり、光エネルギーを入力ポート１３６から出力ポート１４
２にパスする。そして、入力導波路１１８と出力導波路１２０との間の所望の接
続性を達成するためにどのスイッチ・グループをオンにするかを決定するための
アルゴリズムは、従来技術のように簡単である。全てのスイッチ・セット１１２
及び１１４がオフでスタートして、スイッチ・セット１１６の１つをオンにする
ことは、その入力導波路１１８が入力するマトリックス１００の対角線の他端に
ある出力導波路１２０に入力導波路１１８を接続する。スイッチ・セット１１６
ｄをオンにすることは、入力導波路１１８ａを出力導波路１２０ｄに接続し、ス
イッチ・セット１１６ａをオンにすることは、入力導波路１１８ｂを出力導波路
１２０ａに接続し、スイッチ・セット１１６ｂをオンにすることは、入力導波路
１１８ｃを出力導波路１２０ｂに接続し、そしてスイッチ・セット１１６ｃをオ
ンにすることは、入力導波路１１８ｄを出力導波路１２０ｃに接続する。入力導
波路１１８の１つを異なる出力導波路１２０に接続するためには、全てのスイッ
チ・セット１１６がオフで、たった１つのスイッチ・セット１１２又は１１４を
オンにするのみで十分である。例えば、入力導波路１１８ａを出力導波路１２０
ａに接続するためには、スイッチ・セット１１２ａをオンにする。入力導波路１
１８ａを出力導波路１２０ｂに接続するためには、スイッチ・セット１１４ｂａ
をオンにする。そして入力導波路１１８ａを出力導波路１２０ｃに接続するため
には、スイッチ・セット１１４ｃｂをオンにする。全ての場合において、１つの
入力導波路１１８を１つの出力導波路１２０に接続するためにたった１つのスイ
ッチ・セット１１２、１１４又は１１６をオンにするのみで十分であるというこ
とに注目する。入力導波路１１８からマトリックス１００に入力する光エネルギ
ーは、オンにされたスイッチ・セット１１２、１１４又は１１６がマトリックス
１００の対応する行に光エネルギーを方向転換するまでマトリックス１００の対
角線に沿って移動する。 【００１４】 同じアルゴリズムは、スイッチ・セット１１４が常に、オフのときに光エネル
ギーを入力ポート１２８から出力ポート１３０にパスしかつ光エネルギーを入力
ポート１２６から出力ポート１３２にパスしかつオンのときに入力ポート１２６
から出力ポート１３０にパスするように構成されるマトリックス１００の代替実
施形態に適用される。 【００１５】 同様に、スイッチ・セット１１２がそれらの＝状態でオフのときに出力ポート
１２２にかつそれらのＸ状態でオンのときに出力ポート１２４に光エネルギーを
入力ポート１４０からパスするように構成され、スイッチ・セット１１４がオフ
のときに光エネルギーを入力ポート１２６から出力ポート１３２に常にパスしか
つ光エネルギーを入力ポート１２８から出力ポート１３０にパスしかつオンのと
きに出力ポート１３２にパスするように構成され、かつスイッチ・セット１１６
がそれらの＝状態でオフのときに光エネルギーを入力ポート１３４から出力ポー
ト１４２にパスしかつそれらのＸ状態でオンのときに入力ポート１３６から出力
ポート１４２にパスするように構成されるマトリックス１００の別の代替実施形
態では、入力導波路１１８と出力導波路１２０との間の所望の接続性を達成する
ためにどのスイッチ・グループをオンにするかを決定するためのアルゴリズムは
、同様に簡単である。全てのスイッチ・セット１１２及び１１４がオフであると
きに、スイッチ・セット１１６の１つをオンにすることは、対応する入力導波路
１１８をそのデフォルト出力導波路１２０に接続する。スイッチ・セット１１６
ａをオンにすることは、入力導波路１１８ａを出力導波路１２０ａに接続し、ス
イッチ・セット１１６ｂをオンにすることは、入力導波路１１８ｂを出力導波路
１２０ｂに接続し、スイッチ・セット１１６ｃをオンにすることは、入力導波路
１１８ｃを出力導波路１２０ｃに接続し、そしてスイッチ・セット１１６ｄをオ
ンにすることは、入力導波路１１８ｄを出力導波路１２０ｄに接続する。入力導
波路１１８の１つを異なる出力導波路１２０に接続するためには、全てのスイッ
チ・セット１１６がオフで、たった１つのスイッチ・セット１１２又は１１４を
オンにするのみで十分である。例えば、入力導波路１１８ａを出力導波路１２０
ｂに接続するためには、スイッチ・セット１１４ａｂをオンにする。入力導波路
１１８ａを出力導波路１２０ｃに接続するためには、スイッチ・セット１１４ａ
ａをオンにする。そして入力導波路１１８ａを出力導波路１２０ｄに接続するた
めには、スイッチ・セット１１２ａをオンにする。 【００１６】 以下により詳細に例示されるように、本発明のマトリックスは、最小（Ｍ，Ｎ
）スイッチ・グループ１１２、１１４及び／又は１１６のそれぞれの最大（Ｍ，
Ｎ）行を有しているアレーを、Ｎ個の入力導波路１１８及びＭ個の出力導波路１
２０に対して、生成するために、マトリックスの対角線に沿って不要なスイッチ
・グループ１１２、１１４及び１１６を削除することによって、本質的に、ある
一定の数の入力導波路１１８を異なる数の出力導波路１２０に接続するように構
成することができる。しかしながら、Ｍ及びＮの両方は、いずれの場合において
も２よりも大きいということに注目する。 【００１７】 マトリックス１００の代替実施形態では、各スイッチ・セット１１４は、能動
１×２スイッチ及び２×１結合器を含む。１つのそのような実施形態では、２×
１結合器の１つの入力ポートは、スイッチ・セット１１４の上部入力ポート１２
６として働くか、又はそれに光結合される。１×２スイッチの入力ポートは、ス
イッチ・セット１１４の下部入力ポート１２８として働くか、又はそれに光結合
される。１×２スイッチの１つの出力ポートは、スイッチ・セット１１４の上部
出力ポート１３０として働くか、又はそれに光結合される。そして２×１結合器
の出力ポートは、スイッチ・セット１１４の下部出力ポート１３２として働くか
、又はそれに光結合される。別のそのような実施形態では、１×２スイッチの入
力ポートは、スイッチ・セット１１４の上部入力ポート１２６として働くか、又
はそれに光結合される。２×１結合器の１つの入力ポートは、スイッチ・セット
１１４の下部入力ポート１２８として働くか、又はそれに光結合される。２×１
結合器の出力ポートは、スイッチ・セット１１４の上部出力ポート１３０として
働くか、又はそれに光結合される。そして、１×２スイッチの出力ポートは、ス
イッチ・セット１１４の下部出力ポート１３２として働くか、又はそれに光結合
される。両方の場合に、１×２スイッチの残りの出力ポートは、２×１結合器の
残りの入力ポートに光結合される。 【００１８】 本発明の第２の態様によれば、マトリックス１００のようなＮ×Ｎの光スイッ
チ・マトリックスは、別の２×１スイッチ・セットを、最後の行から１番目から
始まって上向きに進む、行のＬ＜Ｎ−１に追加することによって向上される。次
いで、前者“最後のスイッチ・セット”（４×４マトリックス１００の場合には
、スイッチ・セット１１６）は、“最後から２番目”のスイッチ・セットである
と考えられる。最後の行の最初のＬ個のスイッチ・セットは、最初の行の各スイ
ッチ・セットに光結合される代わりに、各新らたに追加された“最後の”スイッ
チ・セットに光結合される。 【００１９】 【発明の好適な実施形態】 本発明は、比較的低い損失及び高い減光比率を有する、非ブロッキング方式で
、光信号を入力導波路から出力導波路に切り換えるために用いることができる光
スイッチ・マトリックスである。 【００２０】 本発明による光スイッチ・マトリックスの原理及び動作は、図面及び添付した
説明を参照して更によく理解されるであろう。 【００２１】 図を再び参照すると、図３Ａは、３つのスイッチ・セット２１２、２１４、及
び２１６それぞれの５つの行（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）を介して５つの出力導波路
に３つの入力導波路２１８を接続するための本発明のマトリックス２００を示す
。各１×２スイッチ・セット２１２は、単一の入力ポート２４０と２つの出力ポ
ート、上部出力ポート２２２及び下部出力ポート２２４を有する。各中間スイッ
チ・セット２１４は、２つの入力ポート及び２つの出力ポート：上部入力ポート
２２６、下部入力ポート２２８、上部出力ポート２３０及び下部出力ポート２３
２を有する。各２×１最後のスイッチ・セット２１６ａ、２１６ｂ及び２１６ｅ
は、２つの入力ポート、上部入力ポート２３４及び下部入力ポート２３６と、単
一の出力ポート２４２を有する。各２×２最後のスイッチ・セット２１６ｃ及び
２１６ｄは、２つの入力ポート及び２つの出力ポート：上部入力ポート２４４、
下部入力ポート２４６、上部出力ポート２４８及び下部出力ポート２５０を有す
る。各中間スイッチ・セット２１４は、オフのときに、Ｘ状態にあり、上部入力
ポート２２６を下部出力ポート２３２に接続しかつ下部入力ポート２２８を上部
出力ポート２３０に接続し、そしてオンのときに、＝状態にあり、上部入力ポー
ト２２６を上部出力ポート２３０に接続しかつ下部入力ポート２２８を下部出力
ポート２３２に接続する。同様に、各２×２最後のスイッチ・セット２１６ｃ及
び２１６ｄは、オフのときに、Ｘ状態にあり、上部入力ポート２４４を下部出力
ポート２５０に接続しかつ下部入力ポート２４６を上部出力ポート２４８に接続
し、そしてオンのときに、＝状態にあり、上部入力ポート２４４を上部出力ポー
ト２４８に接続しかつ下部入力ポート２４６を下部出力ポート２５０に接続する
。入力導波路２１８は、１×２スイッチ・セット２１２ａ、２１２ｂ及び２１２
ｃの対応する入力ポート２４０に接続される。各１×２スイッチ・セット２１２
は、アイドルの下部入力ポートを有し、オフのときに、Ｘ状態にあり、入力ポー
ト２４０を下部出力ポート２２４に接続し、かつオンのときに、＝状態にあり、
入力ポート２４０を上部出力ポート２２２に接続する、２×２スイッチであるの
が好ましい。同様に、行ａ、ｂ、及びｅの最後のスイッチ・セット２１６のそれ
ぞれは、アイドルの下部出力ポートを有し、オフのときに、Ｘ状態にあり、下部
入力ポート２３６を出力ポート２４２に接続し、かつオンのときに、＝状態にあ
り、上部入力ポート２３４を出力ポート２４２に接続する、２×２スイッチであ
ることが好ましい。出力導波路２２０ａ、２２０ｂ及び２２０ｅは、２×２最後
のスイッチ・セット２１６ａ、２１６ｂ及び２１６ｅの対応する出力ポート２４
２に接続される。出力導波路２２０ｃ及び２２０ｄは、２×２最後のスイッチ・
セット２１６ｃ及び２１６ｄの対応する上部出力ポート２４８に接続される。各
行では、上部出力ポート２２２及び２３０は、直ぐに続いているスイッチ・セッ
ト２１４又は２１６の下部入力ポート２２８、２３６又は２４６に中間導波路２
３８によって接続される。それに対して下部出力ポート２２４、２３２及び２５
０は、循環的に続く行の各スイッチ・セット２１４又は２１６の上部入力ポート
２２６、２３４又は２４４に、又は、１×２スイッチ・セット２１２ｃ及び２１
２ｄの下部出力ポート２２４の場合には、循環的に続く行の各スイッチ・セット
２１２の入力ポート２４０に、中間導波路２３８によって接続される。マトリッ
クス１００におけるように、循環的に続く行へのこの接続性は、行ｄの出力ポー
ト２２４及び２３２を行ａの入力ポート２２６及び２３４に接続する中間導波路
２３８の丸で囲まれた終端Ａ及びＢによって図３Ａで示されるように、行ａ及び
ｄを接続すべく循環する。 【００２２】 マトリックス２００のレイアウトは、１×２スイッチ・セット１１２ａ及び１
１２ｅ及び１×２スイッチ・セットから下に向って斜めにかつ循環的に拡張する
全てのスイッチ・セット１１４及び１１６、即ち、中間スイッチ・セット１１４
ｅａ、１１４ａｂ、１１４ｂｃ、１１４ａａ、１１４ｂｂ及び１１４ｃｃ、及び
２×１スイッチ・セット１１６ｃ及び１１６ｄを削除することによって、５つの
１×２スイッチ・セット１１２ａから１１２ｅ、１５の２×２中間スイッチ・セ
ット１１４ａａから１１４ｅｃ及び５つの２×１スイッチ・セット１１６ａから
１１６ｅを有する、マトリックス１００に類似する５×５マトリックスのライア
ウトから得られる。中間スイッチ・セット１１４ｂａは、中間スイッチ・セット
２１４ｂになり、中間スイッチ・セット１１４ｃａは、中間スイッチ・セット２
１４ｃになり、中間スイッチ・セット１１４ｄａは、１×２スイッチ・セット２
１２ｄになり、中間スイッチ・セット１１４ｃｂは、２×２最後のスイッチ・セ
ット２１６ｃになり、中間スイッチ・セット１１４ｄｂは、中間スイッチ・セッ
ト２１４ｄになり、中間スイッチ・セット１１４ｅｂは、１×２スイッチ・セッ
ト２１２ｅになり、中間スイッチ・セット１１４ａｃは、中間スイッチ・セット
２１４ａになり、中間スイッチ・セット１１４ｄｃは、２×２最後のスイッチ・
セット２１６ｄになり、かつ中間スイッチ・セット１１４ｅｃは、中間スイッチ
・セット２１４ｅになる。 【００２３】 図３Ｂは、３つのスイッチ・セット２６２、２６４及び２６６のそれぞれの５
つの行（ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅ）を介して３つの出力導波路２７０に５つの入力
導波路２６８を接続するための本発明のマトリックス２６０を示す。マトリック
ス２６０のレイアウトは、図３Ａの平面で１８０度のみマトリックス２００を回
転しかつ入力導波路２６８を出力導波路２２０の代わりに、出力導波路２７０を
入力導波路２１８の代わりに、最初のスイッチ・セット２６２を最後のスイッチ
・セット２１６の代わりに、最後のスイッチ・セット２６６を最初のスイッチ・
セット２１２の代わりに、そして中間スイッチ・セット２６４を中間スイッチ・
セット２１４の代わりに用いることによって、マトリックス２００のレイアウト
から得られる。各１×２の最初のスイッチ・セット２６２ａ、２６２ｄ及び２６
２ｅは、単一の入力ポート２９０と２つの出力ポート、上部出力ポート２７２及
び下部出力ポート２７４を有する。各２×２の最初のスイッチ・セット２６２ｂ
及び２６２ｃは、２つの入力ポートと２つの出力ポートを有する。上部入力ポー
ト２９４、下部入力ポート２９６、上部出力ポート２９８及び下部出力ポート３
００。各中間スイッチ・セット２６４は、２つの入力ポートと２つの出力ポート
を有する。上部入力ポート２７６、下部入力ポート２７８、上部出力ポート２８
０及び下部出力ポート２８２。各２×１スイッチ・セット２６６は、２つの入力
ポート、上部入力ポート２８４及び下部入力ポート２８６と、単一の出力ポート
２９２を有する。各中間スイッチ・セット２６４は、オフのときに、上部入力ポ
ート２７６を下部出力ポート２８２に接続しかつ下部入力ポート２７８を上部出
力ポート２８０に接続する、Ｘ状態にあり、かつオンのときに、上部入力ポート
２７６を上部出力ポート２８０に接続しかつ下部入力ポート２７８を下部出力ポ
ート２８２に接続する、＝状態にある。同様に、各２×２の最初のスイッチ・セ
ット２６２ｂ及び２６２ｃは、オフのときに、上部入力ポート２９４を下部出力
ポート３００に接続しかつ下部入力ポート２９６を上部出力ポート２９８に接続
する、Ｘ状態にあり、かつオンのときに、上部入力ポート２９４を上部出力ポー
ト２９８に接続しかつ下部入力ポート２９６を下部出力ポート３００に接続する
、＝状態にある。入力導波路２６８ａ、２６８ｄ及び２６８ｅは、１×２の最初
のスイッチ・セット２６２ａ、２６２ｄ及び２６２ｅの対応する入力ポート２９
０に接続される。入力導波路２６８ｂ及び２６８ｃは、２×２の最初のスイッチ
・セット２６２ｂ及び２６２ｃの対応する下部入力ポート２９６に接続される。
出力導波路２７０は、２×１のスイッチ・セット２６６ｃ、２６６ｄ及び２６６
ｅの対応する出力ポート２９２に接続される。行ａ，ｄ及びｅの各１×２の最初
のスイッチ・セット２６２は、オフのときに、Ｘ状態にあり、入力ポート２９０
を上部出力ポート２７２に接続し、かつオンのときに、＝状態にあり、入力ポー
ト２９０を下部出力ポート２７４に接続する、アイドルの上部入力ポートを有す
る、２×２スイッチであるのが好ましい。同様に、各２×１スイッチ・セット２
６６は、オフのときに、Ｘ状態にあり、上部入力ポート２８４を出力ポート２９
２に接続し、かつオンのときに、＝状態にあり、下部入力ポート２８６を出力ポ
ート２９２に接続する、アイドルの上部出力ポートを有する、２×２スイッチで
あることが好ましい。各行では、上部出力ポート２７２、２９８及び２８０は、
直ぐに続くスイッチ・セット２６４又は２６６の下部入力ポート２７８又は２８
６に中間導波路２８８によって接続される。それに対して、下部出力ポート２７
４、３００及び２８２は、循環的に続く行の各スイッチ・セット２６２、２６４
又は２６６の上部入力ポート２９４、２７６及び２８４に中間導波路２８８によ
って接続される。そして、２×１のスイッチ・セット２６６ａ及び２６６ｂの出
力ポート２９２は、循環的に続く行の各２×１スイッチ・セット２６６の上部入
力ポート２８４に中間導波路２８８によって接続される。マトリックス１００及
び２００におけるように、循環的に続く行へのこの接続性は、行ｄの出力ポート
２７４及び２８２を行ａの入力ポート２７６及び２８４に接続する中間導波路２
８８の丸で囲まれた終端Ａ及びＢによって図３Ｂに示されるような、行ａ及びｄ
を接続すべくラップアラウンドである。 【００２４】 マトリックス１００、２００及び２６０のアーキテクチャは、Ｒ．Ａ．Ｓｐａ
ｎｋｅ、“Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ｇｕｉｄｅｄ−ｗａｖｅ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｓｐａｃｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ”、ＩＥＥＥ Ｃｏ
ｍｍｕｎｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．５、ｐｐ．４２−４８、Ｍａ
ｙ １９８７によって定義されたような、ワイド−センスのノン・ブロッキング
である。単一の２×２スイッチとして構成された中間スイッチ・セット２１４に
おける単一の漏れによる、Ｎ個の入力導波路２１８をＭ個の出力導波路２２０に
接続する、かかるマトリックスにおける最悪の累積漏話は、Δ−１０ｌｏｇ₁₀（
Ｎ−１）ｄＢであり、ここでΔは、１つの２×２スイッチにおける信号漏れであ
る。例えば、Δが３０ｄＢでありかつＮ＝１６である場合には、累積漏話は、１
８ｄＢである。これは、かなり高い漏話レベルであるが、それは、波長帯域フィ
ルタのような、更なるフィルタが用いられるようなアプリケーションに適する。
このアーキテクチャの利点は、それが所与の基板上での比較的長いスイッチ及び
かなり多くの入力及び出力ポートの使用を許容するということである。 【００２５】 図４は、４インチ円柱状シリコン・ウェハ１５０の環状面１５２の、中間スイ
ッチ・セット１１４としての２×２スイッチに基づく、１６×１６のマトリック
ス１００のレイアウトを示す。このレイアウトでは、マトリックスの最初の行を
マトリックスの最後の行に接続する中間導波路１３８は、入力導波路１１８を横
切る。最後の行から最初の行へのこの循環接続性に影響を及ぼす１５個の個別の
中間導波路１３８は、これらの中間導波路１３８は最後の行から出発しかつこれ
らの中間導波路１３８は最初の行に入るように各ローマ数字ｉからｘｖによって
示される。 【００２６】 あるアプリケーションでは、入力導波路１１８、２１８又は２６８と出力導波
路１２０、２２０又は２７０との間で高い減光比率を有することは、重要である
。そのような場合には、中間スイッチ・セット１１４、２１４及び２６４として
単一の２×２スイッチに基づく、マトリックス１００、２００及び２６０の実施
形態の漏話は、あまりにも高い。従って、２つ以上のスイッチング素子に基づく
中間スイッチ・セットが用いられる。これらの中間スイッチ・セットの様々な実
施形態は、２×１受動結合器又は２×１能動スイッチのいずれかに結合された１
×２能動スイッチを含む。本発明の範疇は、２×１受動結合器に基づく中間スイ
ッチ・セットの実施形態と能動２×１スイッチに基づく中間スイッチ・セットの
実施形態の両方を含むが、それが要求された高い減光比率を達成する能動２×１
スイッチを伴う実施形態なので最も好ましいのは、能動２×１スイッチを伴う実
施形態である。 【００２７】 １つのそのような中間スイッチ・セット３１４を図５に示す。中間スイッチ・
セット３１４は、１×２能動スイッチ３１２及び２×１結合器３１６に基づく。
１×２スイッチ３１２は、入力ポート３４０、上部出力ポート３２２及び下部出
力ポート３２４を有する。２×１結合器３１６は、上部入力ポート３３４、下部
入力ポート３３６及び出力ポート３４２を有する。スイッチ・セット３１４それ
自体は、上部入力ポート３２６、下部入力ポート３２８、上部出力ポート３３０
及び下部出力ポート３３２を有する。内部導波路３３８は、２×１結合器３１６
の上部入力ポート３３４をスイッチ・セット３１４の上部入力ポート３２６に接
続し、１×２スイッチ３１２の入力ポート３４０をスイッチ・セット３１４の下
部入力ポート３２８に接続し、１×２スイッチ３１２の上部出力ポート３２２を
スイッチ・セット３１４の上部出力ポート３３０に接続し、かつ２×１結合器３
１６の出力ポート３４２をスイッチ・セット３１４の下部出力ポート３３２に接
続する。別の内部導波路３３８は、１×２スイッチ３１２の下部出力ポート３２
４を２×１結合器３１６の下部入力ポート３３６に接続する。導波路の更なるク
ロッシングが、２×１結合器３１６の上部入力ポート３３４をスイッチ・セット
３１４の上部入力ポート３２６に接続する、内部導波路３３８、１×２スイッチ
３１２の上部出力ポート３２２をスイッチ・セット３１４の上部出力ポート３３
０に接続する、交差内部導波路３３８を有することによって導入されるが、これ
らの内部導波路３３８は、比較的大きな角度で横切るように構成することができ
、それによって関連損失を最小にする。 【００２８】 １×２能動スイッチ３１２は、オフのときにその＝状態にあり、入力ポート３
４０から上部出力ポート３２２に光エネルギーをパスし、かつオンのときにその
Ｘ状態にあり、入力ポート３４０から下部出力ポート３２４に光エネルギーをパ
スすべく構成される、アイドルの下部入力ポートを有する、２×２スイッチであ
る。従って、スイッチ・セット３１４は、オフのときに下部入力ポート３２８か
ら上部出力ポート３３０にかつオンのときに下部入力ポート３２８から下部出力
ポート３３２に光エネルギーをパスする。２×１結合器３１６が受動である場合
には、スイッチ・セット３１４は、上部入力ポート３２６から下部出力ポート３
３２に光エネルギーを常にパスする。上述したように、中間スイッチ・セット１
１４としてスイッチ・セット３１４を用い、かつそれらの＝状態においてオンで
ありかつそれらのＸ状態でオフであるスイッチ・セット１１２及び１１６を用い
るマトリックス１００の、入力導波路１１８の１つを、その出力導波路１２０の
１つに接続するために、たった１つのスイッチ・セット１１２、１１４又は１１
６をオンにするのみで十分である。 【００２９】 ２×１結合器３１６が能動である場合には、２×１結合器３１６は、その＝状
態で、オフのときに光エネルギーを上部入力ポート３３４から出力ポート３４２
にパスし、かつそのＸ状態で、オンのときに光エネルギーを下部入力ポート３３
６から出力ポート３４２にパスする、ように構成される、アイドルの下部出力ポ
ートを有する、２×２スイッチである。その場合には、１×２スイッチ３１２と
２×１スイッチ３１６の両方がオフで、スイッチ・セット３１４は、上部入力ポ
ート３２６に入力する光エネルギーが出力ポート３３２を介して出て行きかつ下
部入力ポート３２８に入力する光エネルギーが上部出力ポート３３０を介して出
て行くようなＸ状態にある。１×２スイッチ３１２及び２×１スイッチ３１６の
両方がオンならば、スイッチ・セット３１４は、上部入力ポート３２６に入力す
る光エネルギーが２×１スイッチ３１６のアイドルの下部出力ポートで失われか
つ下部入力ポート３２８に入力する光エネルギーが下部出力ポート３３２を介し
て出て行くような変形＝状態にある。スイッチ３１２及び３１６の両方がオンで
あるときにスイッチ・セット３１４は、オンであると考えられる場合でかつスイ
ッチ３１２及び３１６の両方がオフであるときにスイッチ・セット３１４は、オ
フであると考えられる場合には、再び、中間スイッチ・セット１１４としてスイ
ッチ・セット３１４を用い、かつそれらの＝状態でオンでありかつそれらのＸ状
態でオフであるスイッチ・セット１１２及び１１６を用いる、マトリックス１０
０の、入力導波路１１８の１つを、その出力導波路１２０の１つに接続するため
には、たった１つのスイッチ・セット１１２、１１４又は１１６をオンにするの
みで十分である。 【００３０】 図６は、１×２能動スイッチ４１２及び２×１結合器４１６に基づく別の中間
スイッチ・セット４１４を示す。１×２スイッチ４１２は、入力ポート４４０、
上部出力ポート４２２及び下部出力ポート４２４を有する。２×１結合器４１６
は、上部入力ポート４３４、下部入力ポート４３６及び出力ポート４４２を有す
る。スイッチ・セット４１４自体は、上部入力ポート４２６、下部入力ポート４
２８、上部出力ポート４３０及び下部出力ポート４３２を有する。内部導波路４
３８は、２×１結合器４１６の下部入力ポート４３６をスイッチ・セット４１４
の下部入力ポート４２８に接続し、１×２スイッチ４１２の入力ポート４４０を
スイッチ・セット４１４の上部入力ポート４２６に接続し、１×２スイッチ４１
２の下部出力ポート４２４をスイッチ・セット４１４の下部出力ポート４３２に
接続し、かつ２×１結合器４１６の出力ポート４４２をスイッチ・セット４１４
の上部出力ポート４３２に接続する。別の内部導波路４３８は、１×２スイッチ
４１２の上部出力ポート４２２を２×１結合器４１６の上部入力ポート４３４に
接続する。 【００３１】 １×２スイッチ４１２は、その＝状態でオンであり、光エネルギーを入力ポー
ト４４０から上部出力ポート４２２にパスし、かつそのＸ状態でオフであり、光
エネルギーを入力ポート４４０から下部出力ポート４２４にパスするように構成
される、アイドルの下部入力ポートを有する、２×２スイッチである。従って、
スイッチ・セット４１４は、光エネルギーをオフのときに上部入力ポート４２６
から下部出力ポート４３２にパスしかつオンのときに上部入力ポート４２６から
上部出力ポート４３０にパスする。２×１結合器４１６が受動である場合には、
スイッチ・セット４１４は、下部入力ポート４２８から上部出力ポート４３０に
光エネルギーを常にパスする。上述したように、中間スイッチ・セット１１４と
してスイッチ・セット４１４を用い、かつそれらの＝状態でオンでありかつそれ
らのＸ状態でオフであるスイッチ・セット１１２を用いる、マトリックス１００
の、入力導波路１１８の１つを、その出力導波路１２０の１つに接続するために
は、たった１つのスイッチ・セット１１２、１１４又は１１６をオンにするのみ
で十分である。 【００３２】 ２×１結合器４１６が能動である場合には、２×１結合器４１６は、その＝状
態であり、オンのときに光エネルギーを上部入力ポート４３４から出力ポート４
４２にパスし、かつそのＸ状態で、オフのときに光エネルギーを下部入力ポート
４３６から出力ポート４４２にパスするように構成される、アイドルの下部出力
ポートを有する、２×２スイッチである。この場合には、１×２スイッチ４１２
及び２×１スイッチ４１６の両方がオフであるならば、スイッチ・セット４１４
は、上部入力ポート４２６に入力する光エネルギーが下部出力ポート４３２を介
して出て行きかつ下部入力ポート４２８に入力する光エネルギーが上部出力ポー
ト４３０を介して出て行くようなＸ状態にある。１×２スイッチ４１２及び２×
１スイッチ４１６の両方がオンならば、スイッチ・セット４１４は、下部入力ポ
ート４２８に入力する光エネルギーが２×１スイッチ４１６のアイドルの下部出
力ポートで失われかつ上部入力ポート４２６に入力する光エネルギーが上部出力
ポート４３０を介して出て行くような変形＝状態にある。スイッチ４１２及び４
１６の両方がオンであるときにスイッチ・セット４１４は、オンであると考えら
れる場合でかつスイッチ４１２及び４１６の両方がオフであるときにスイッチ・
セット４１４は、オフであると考えられる場合には、再び、中間スイッチ・セッ
ト１１４としてスイッチ・セット４１４を用い、かつそれらのＸ状態でオフであ
りかつそれらの＝状態でオンであるスイッチ・セット１１２及び１１６を用いる
、マトリックス１００の、入力導波路１１８の１つを、その出力導波路１２０の
１つに接続するためには、たった１つのスイッチ・セット１１２、１１４又は１
１６をオンにするのみで十分である。 【００３３】 上述したマトリックス１００の動作構成では、いずれか１つのスイッチ・セッ
ト１１２、１１４又は１１６をオンにすることは、そのスイッチ・セット１１２
、１１４又は１１６が存在するマトリックス１００の対角線に供給する入力導波
路１１８を、スイッチ・セット１１２、１１４又は１１６が存在するマトリック
ス１００の行から現れる出力導波路１２０に接続する。また、マトリックス１０
０は、スイッチ・セット１１２、１１４又は１１６のいずれか１つをオンにする
ことが、そのスイッチ・セット１１２、１１４又は１１６が存在するマトリック
ス１００の行に供給する入力導波路１１８を、スイッチ・セット１１２、１１４
又は１１６が存在するマトリックス１００の対角線から現れる出力導波路１２０
に接続するような、逆動作構成で構成することもできる。これは、例えば、それ
らの＝状態でオフであり、光エネルギーを入力ポート１４０から出力ポート１２
２にパスし、かつそれらのＸ状態でオンであり、光エネルギーを入力ポート１４
０から出力ポート１２４にパスするように構成されるアイドルの下部ポートを有
する２×２スイッチを、スイッチ・セット１１２として、用いることによって。
及びそれらの＝状態でオフであり、光エネルギーを入力ポート１３４から出力ポ
ート１４２にパスし、かつそれらのＸ状態でオンであり、光エネルギーを入力ポ
ート１３６から出力ポート１４２にパスするように構成されるアイドルの下部ポ
ートを有する２×２スイッチを、スイッチ・セット１１６として、用いることに
よって達成される。スイッチ・セット１１４は、それらの＝状態でオンであり、
光エネルギーを入力ポート１２６から出力ポート１３０にパスし、かつそれらの
Ｘ状態でオフであり、光エネルギーを入力ポート１２６から出力ポート１３２に
かつ入力ポート１２８から出力ポート１３０にパスするように、以前と同様に構
成される。 【００３４】 図７は、第２の動作構成による８つの入力導波路５１８を８つの出力導波路５
２０に接続するために、２×２スイッチ５１０のペア５０２、５０４及び５０６
のマトリックス５００を示す。マトリックス５００は、上述したような、能動２
×１結合器３１６を有する、中間スイッチ・セット３１４、１×２スイッチ１１
２の代わりに図８の入力スイッチ・セット５１４、及び２×１スイッチ１１６の
代わりに図９の出力スイッチ・セット６１４を用いるマトリックス１００の８×
８バージョンにトポロジー的に等しい。入力ペア５０２は、スイッチ・セット５
１４にトポロジー的に等しい。中間ペア５０４は、スイッチ・セット３１４にト
ポロジー的に等しい。出力ペア５０６は、スイッチ・セット６１４にトポロジー
的に等しい。 【００３５】 入力スイッチ・セット５１４は、１×２スイッチ５１２及び２×１スイッチ５
１６に基づく。１×２スイッチ５１２は、入力ポート５４０、上部出力ポート５
２２及び下部出力ポート５２４を有する。２×１スイッチ５１６は、アイドルの
上部入力ポート５３４、下部入力ポート５３６及び出力ポート５４２を有する。
スイッチ・セット５１４自体は、入力ポート５２６、上部出力ポート５３０及び
下部出力ポート５３２を有する。内部導波路５３８は、１×２スイッチ５１２の
入力ポート５４０をスイッチ・セット５１４の入力ポート５２６に接続し、１×
２スイッチ５１２の上部出力ポート５２２をスイッチ・セット５１４の上部出力
ポート５３０に接続し、かつ２×１スイッチ５１６の出力ポート５４２をスイッ
チ・セット５１４の下部出力ポート５３２に接続する。別の内部導波路５３８は
、１×２スイッチ５１２の下部出力ポート５２４を２×１スイッチ５１６の下部
入力ポート５３６に接続する。 【００３６】 １×２スイッチ５１２は、その＝状態であり、オフのときに光エネルギーを上
部入力ポート５４０から上部出力ポート５２２にパスし、かつそのＸ状態で、オ
ンのときに光エネルギーを入力ポート５４０から下部出力ポート５２４にパスす
るように構成される、アイドルの下部出力ポートを有する、２×２スイッチであ
る。２×１スイッチ５１６は、オフのときに、上部入力ポート５３４がアイドル
でない場合には光エネルギーを上部入力ポート５３４から出力ポート５４２にパ
スする、その＝状態であり、かつオンのときに、光エネルギーを下部入力ポート
５３６から出力ポート５４２にパスする、そのＸ状態であるように構成される、
アイドルの下部出力ポートを有する、２×２スイッチである。スイッチ・セット
５１４は、１×２スイッチ５１２及び２×１スイッチ５１６の両方がオフである
ときにオフであると考えられ、入力ポート５２６を介してスイッチ・セット５１
４に入力する光エネルギーは、上部出力ポート５３０を介してスイッチ・セット
５１４を出て行く。スイッチ・セット５１４は、１×２スイッチ５１２及び２×
１スイッチ５１６の両方がオンであるときにオンであると考えられ、入力ポート
５２６を介してスイッチ・セット５１４に入力する光エネルギーは、下部出力ポ
ート５３２を介してスイッチ・セット５１４を出て行く。 【００３７】 出力スイッチ・セット６１４は、１×２スイッチ６１２及び２×１スイッチ６
１６に基づく。１×２スイッチ６１２は、入力ポート６４０、アイドルの上部出
力ポート６２２及び下部出力ポート６２４を有する。２×１スイッチ６１６は、
上部入力ポート６３４、下部入力ポート６３６及び出力ポート６４２を有する。
スイッチ・セット６１４自体は、上部入力ポート６２６、下部入力ポート６２８
及び出力ポート６３０を有する。内部導波路６３８は、１×２スイッチ６１２の
入力ポート６４０をスイッチ・セット６１４の下部入力ポート６２８に接続し、
２×１スイッチ６１６の上部入力ポート６３４をスイッチ・セット６１４の上部
入力ポート６２６に接続し、かつ２×１スイッチ６１６の出力ポート６４２をス
イッチ・セット６１４の出力ポート６３０に接続する。別の内部導波路６３８は
、１×２スイッチ６１２の下部出力ポート６２４を２×１スイッチ６１６の下部
入力ポート６３６に接続する。 【００３８】 １×２スイッチ６１２は、オフのときに、上部入力ポート６２２がアイドルで
ない場合には光エネルギーを入力ポート６４０から上部出力ポート６２２にパス
する、その＝状態であり、かつオンのときに、光エネルギーを入力ポート６４０
から下部出力ポート６２４にパスする、そのＸ状態であるように構成される、ア
イドルの下部入力ポートを有する、２×２スイッチである。２×１スイッチ６１
６は、オフのときに、光エネルギーを上部入力ポート６３４から出力ポート６４
２にパスする、その＝状態であり、かつオンのときに、光エネルギーを下部入力
ポート６３６から出力ポート６４２にパスする、そのＸ状態であるように構成さ
れる、アイドルの下部出力ポートを有する、２×２スイッチである。スイッチ・
セット６１４は、１×２スイッチ６１２及び２×１スイッチ６１６の両方がオフ
であるときにオフであると考えられ、上部入力ポート６２６を介してスイッチ・
セット６１４に入力する光エネルギーは、出力ポート６３０を介してスイッチ・
セット６１４を出て行きかつ下部入力ポート６２８を介してスイッチ・セット６
１４に入力する光エネルギーは、１×２スイッチ６１２のアイドルの上部出力ポ
ート６２２で失われる。スイッチ・セット６１４は、１×２スイッチ６１２及び
２×１スイッチ６１６の両方がオンであるときにオンであると考えられ、上部入
力ポート６２６を介してスイッチ・セット６１４に入力する光エネルギーは、２
×１スイッチ６１６のアイドルの下部出力ポートで失われかつ下部入力ポート６
２８を介してスイッチ・セット６１４に入力する光エネルギーは、出力ポート６
３０を介してスイッチ・セット６１４を出て行く。 【００３９】 能動２×１スイッチ３１６を有しているスイッチ・セット３１４が中間スイッ
チ・セット１１４又は２１４として用いられ、スイッチ・セット５１４が入力ス
イッチ・セット１１２又は２１２として用いられ、かつスイッチ・セット６１４
が出力スイッチ・セット１１６又は２１６として用いられるようなマトリックス
１００又は又２００の実施形態では、信号に加えられたあらゆる雑音は、２つの
閉じたスイッチを横切らなければならない。従って、Ｎ個の入力導波路をＭ個の
出力導波路に接続するようなマトリックスにおける、最悪の累積漏話は、２Δ−
１０ｌｏｇ₁₀（Ｎ−１）ｄＢであり、ここでΔは、スイッチ３１２又は３１６の
１つにおける信号漏れである。例えば、Δが３０ｄＢでかつＮ＝１６である場合
には、累積漏話は、４８ｄＢである。このアーキテクチャは、また、スイッチの
オフ状態が非対称である利点を有し製品許容誤差に対して比較的無反応である。 【００４０】 図１０は、４インチ円柱状シリコン・ウェハ５５０の環状面５５２の、１６×
１６のマトリックス５００のレイアウトを示す。図４のレイアウトにおけるよう
に、マトリックスの最初の行をマトリックスの最後の行に接続する中間導波路５
４８は、入力導波路５１８を横切る。そして、最後の行から最初の行へのこの循
環接続性に影響を及ぼす１５個の個別の中間導波路５４８は、これらの中間導波
路５４８は最後の行から出発しかつこれらの中間導波路５４８は最初の行に入る
ように各ローマ数字ｉからｘｖによって示される。 を示す。説明の明瞭化のために、２×２スイッチ５１０のあるもののみを図１０
に示す。 【００４１】 図１１は、８つの入力導波路７１８を８つの出力導波路７２０に接続するため
のスイッチ・セット７１２、７１４及び７１６のマトリックス７００を示す。最
初のスイッチ・セット７１２は、その上部入力ポートがアイドルでありかつオフ
のときにそれらの＝状態でありかつオンのときにそれらのＸ状態であるように構
成される２×２スイッチである。同様に、最後のスイッチ・セット７１６は、そ
の上部出力ポートがアイドルでありかつオフのときにそれらの＝状態でありかつ
オンのときにそれらのＸ状態であるように構成される２×２スイッチである。各
中間スイッチ・セット７１４は、図６のスイッチ・セット４１４のトポロジーに
より接続された、２つの２×２スイッチ７０２及び７０６を含む。中間スイッチ
・セット７１４は、以下の変更を有する、２×１スイッチ４１６を有するスイッ
チ・セット４１４の実施形態である。ここで１×２スイッチ４１２は、その上部
入力ポートがアイドルである２×２スイッチ７０２であり、ここで２×１スイッ
チ４１６は、その上部出力ポートがアイドルである２×２スイッチ７０６であり
、かつスイッチ７０２及び７０６は、オフのときにそれらの＝状態にありかつオ
ンのときにそれらのＸ状態にある。トポロジー的に、マトリックス７００は、マ
トリックス１００の８×８バージョンに等しい。マトリックス７００は、マトリ
ックス１００の最初の動作構成により動作する。入力導波路７１８からマトリッ
クス７００に入力する光エネルギーは、オンのスイッチ・セット７１２、７１４
又は７１６によってマトリックス７００の行に方向転換されるまでマトリックス
７００の対角線に沿って移動する。以前と同様に、１つの入力導波路７１８から
１つの出力導波路７２０に光エネルギーを送るためには、他の全てのスイッチ・
セットをオフにしたままで、たった１つのスイッチ・セット７１２、７１４又は
７１６をオンにするのみで十分である。 【００４２】 図１２は、８つの入力導波路８１８を８つの出力導波路８２０に接続するため
の、スイッチ・セット８０２、８０４及び８０６のマトリックス８００を示す。
各最初のスイッチ・セット８０２は、２つの２×２スイッチ、アイドルの上部入
力ポートを有する２×２スイッチ８１２と、アイドルの下部入力ポート及びアイ
ドルの上部出力ポートの両方を有する２×２スイッチ８２２とを含む。各中間ス
イッチ・セット８０４は、２つの２×２スイッチ、アイドルの上部入力ポートを
有する２×２スイッチ８１４と、アイドルの上部出力ポートを有する２×２スイ
ッチ８２４とを含む。各最後のスイッチ・セット８０６は、２つの２×２スイッ
チ、アイドルの上部入力ポートを有する２×２スイッチ８１６と、アイドルの上
部出力ポートを有する２×２スイッチ８２６とを含む。マトリックス８００のト
ポロジーは、マトリックス７００のトポロジーに類似し、そこで、マトリックス
７００のように、マトリックス８００は、マトリックス１００の８×８バージョ
ンにトポロジー的に等しい。マトリックス７００とマトリックス８００との間の
本質的な違いは、マトリックス７００では、各最初のスイッチ・セット７１２及
び各最後のスイッチ・セット７１６が単一の２×２スイッチを含み、それに対し
てマトリックス８００では、各最初のスイッチ・セット８０２及び各最後のスイ
ッチ・セット８０６は、２つの２×２スイッチを含むということである。スイッ
チ８１２の下部入力ポートは、スイッチ・セット８０２の入力ポートとして働く
。スイッチ８１２の下部出力ポートは、スイッチ・セット５０２の下部出力ポー
トとして働く。スイッチ８２２の下部出力ポートは、スイッチ・セット５０２の
上部出力ポートとして働く。スイッチ８１２の上部出力ポートは、内部導波路８
３２によってスイッチ８２２の上部入力ポートに光結合される。スイッチ８１６
の下部入力ポートは、スイッチ・セット８０６の上部入力ポートとして働く。ス
イッチ８２６の下部入力ポートは、スイッチ・セット８０６の下部入力ポートと
して働く。スイッチ８２６の下部出力ポートは、スイッチ・セット８０６の出力
ポートとして働く。スイッチ８１６の上部出力ポートは、内部導波路８３６によ
ってスイッチ８２６の上部入力ポートに光結合される。 【００４３】 スイッチ８１４の下部入力ポートは、スイッチ・セット８０４の上部入力ポー
トとして働く。スイッチ８２４の下部入力ポートは、スイッチ・セット８０４の
下部入力ポートとして働く。スイッチ８１４の下部出力ポートは、スイッチ８０
４の下部出力ポートとして働く。スイッチ８２４の下部出力ポートは、スイッチ
・セット８０４の上部出力ポートとして働く。スイッチ８１４の上部出力ポート
は、内部導波路８３４によってスイッチ８２４の上部入力ポートに光結合される
。 【００４４】 全てのスイッチ８１２、８２２、８１４、８２４、８１６及び８２６は、オフ
のときにそれらの＝状態にあるかつオンのときにそれらのＸ状態にあるように構
成される。最初のスイッチ・セット８０２は、そのスイッチ８１２及び８２２の
両方がオフであるときにオフであり、かつそのスイッチ８１２及び８２２の両方
がオンであるときにオンであると考えられる。中間スイッチ・セット８０４は、
そのスイッチ８１４及び８２４の両方がオフであるときにオフであり、かつその
スイッチ８１４及び８２４の両方がオンであるときにオンであると考えられる。
最後のスイッチ・セット８０６は、そのスイッチ８１６及び８２６の両方がオフ
であるときにオフであり、かつそのスイッチ８１６及び８２６の両方がオンであ
るときにオンであると考えられる。入力導波路８１８を介してマトリックス８０
０に入力する光エネルギーは、マトリックス１００の行までオンスイッチ・セッ
ト８０２、８０４又は８０６によって方向転換されるまでマトリックス８００の
対角線に沿って移動する。１つの入力導波路８１８から１つの出力導波路８２０
に光エネルギーを送るためには、他の全てのスイッチ・セットをオフにしたまま
で、たった１つのスイッチ・セット８０２、８０４又は８０６をオンにするのみ
で十分である。 【００４５】 図１３は、本発明の代替の光スイッチ・マトリックス１１００を示す。マトリ
ックス１００と同様に、マトリックス１１００は、スイッチ・セット１１１２、
１１１４、１１１６及び１１６６の４つの行（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を介して４つの
入力導波路１１１８を４つの出力導波路１１２０に接続する。スイッチ・セット
１１２と同様に、各行の最初の（入力）スイッチ・セット１１１２は、能動１×
２スイッチである。各行では、また中間スイッチ・セット１１１４も能動１×２
スイッチである。他の行では、中間スイッチ・セット１１１４は、スイッチ・セ
ット１１４と同様に、マトリックス１００、２００及び５００のコンテキストで
上述したように、単一の２×２スイッチ又は２つ以上のスイッチの組合せのいず
れかである。中間スイッチ・セット１１１４は、能動２×１スイッチ１１１６が
各行でその後に続く。４つの行の２つで、特に、行ｂ及びｃで、能動２×１スイ
ッチ１１１６は、別の能動２×１スイッチ１１６６が次いでその後に続く。スイ
ッチ・セット１１１６は、それらの各行で更なるスイッチ・セットがその後に続
くこともありうるし又は続かないこともありうるので、スイッチ・セット１１１
６は、ここで“最後から２番目の”スイッチ・セットと呼ばれ、それに対してス
イッチ・セット１１６６のみが“最後の”スイッチ・セットと呼ばれる。 【００４６】 各１×２スイッチ１１１２は、単一の入力ポート１１４０と２つの出力ポート
、上部出力ポート１１２２及び下部出力ポート１１２４とを有する。行の各中間
スイッチ・セット１１１４は、単一の入力ポート１１２７を有する。行ｂ，ｃ及
びｄの各中間スイッチ・セット１１１４は、２つの入力ポート：上部入力ポート
１１２６及び下部入力ポート１１２８を有する。各中間スイッチ・セット１１１
４は、２つの出力ポートを有する：上部出力ポート１１３０及び下部出力ポート
１１３２。各２×１スイッチ１１１６は、２つの入力ポート、上部入力ポート１
１３４及び下部入力ポート１１３６と、単一の出力ポート１１４２を有する。各
２×１スイッチ１１６６は、２つの入力ポート、上部入力ポート１１７４及び下
部入力ポート１１７６と、単一の出力ポート１１８２を有する。入力導波路１１
１８は、対応する出力ポート１１４０に接続される。出力導波路１１２０は、そ
れらの各行の右端のスイッチ・セットの対応する出力ポートに接続される。行ａ
及びｄの出力ポート１１４２及び行ｂ及びｃの出力ポート１１８２。行ａでは、
上部出力ポート１１２２及び１１３０は、直ぐに続いているスイッチ・セットの
入力ポートに中間導波路１１３８によって接続される。スイッチ・セット１１１
６ａの入力ポート１１２７又は下部入力ポート１１３６のいずれか。他の行では
、上部出力ポート１１２２及び１１３０は、直ぐに続いているスイッチ・セット
１１１４又は１１１６の下部入力ポート１１２８及び１１３６に中間導波路１１
３８によって接続される。最初の３つの行では、下部出力ポート１１２４及び１
１３２は、続いている行の各スイッチ・セット１１１４又は１１１６の上部入力
ポート１１２６又は１１３４に中間導波路１１３８によって接続される。行ｄで
は、中間スイッチ・セット１１１４ｄｂの下部出力ポート１１３２のみは、循環
的に続く行ａの上部入力ポート（１１３４）に中間導波路１１３８によって接続
される。他の２つの下部出力ポートは、行ｂ及びｃの最後のスイッチ・セット１
１６６の各上部入力ポート１１７４に中間導波路１１３８によって接続される。
最後のスイッチ・セット１１６６の下部入力ポート１１７６は、それらの各行の
最後から２番目のスイッチ・セット１１１６の出力ポート１１４２に中間導波路
１１３８によって接続される。 【００４７】 スイッチ・セット１１１２を、それらの＝状態でオンであり、光エネルギーを
入力ポート１１４０から出力ポート１１２４にパスし、それらのＸ状態でオフで
あり、光エネルギーを入力ポート１１４０から出力ポート１１２２にパスするよ
うに構成される、アイドルの上部入力ポートを有する、２×２スイッチであると
する。スイッチ・セット１１１４ａａ及び１１１４ａｂを、それらの＝状態でオ
ンであり、光エネルギーを入力ポート１１２７から出力ポート１１３２にパスし
、それらのＸ状態でオフであり、光エネルギーを入力ポート１１２７から出力ポ
ート１１３０にパスするように構成される、アイドルの上部入力ポートを有する
、２×２スイッチであるとする。残りの中間スイッチ・セット１１１４を、それ
らの＝状態でオンであり、光エネルギーを入力ポート１１２６から出力ポート１
１３０にパスし、それらのＸ状態でオフであり、光エネルギーを入力ポート１１
２６から出力ポート１１３２及び入力ポート１１２８から出力ポート１１３０に
パスするように構成されるものとする。スイッチ・セット１１１６及び１１６６
を、それらの＝状態でオンであり、光エネルギーを入力ポート１１３６又は１１
７６から出力ポート１１４２又は１１８２にパスし、それらのＸ状態でオフであ
り、光エネルギーを入力ポート１１３４又は１１７４から出力ポート１１４２又
は１１８２にパスするように構成される、アイドルの上部出力ポートを有する、
２×２スイッチであるとする。そして、入力導波路を介してマトリックス１１０
０に入力する光エネルギーは、オンスイッチ・セット１１１２、１１１４又は１
１１６によってマトリックス１１００の対角線に方向転換するまでマトリックス
１１００の行に沿って移動する。以下の表は、入力導波路１１８と出力導波路１
２０との間の所望の接続性を達成するためにどのスイッチ・セットをオンにしな
ければならないかを示す。 【００４８】 【表１】 【００４９】 １つのスイッチのみがオンになることを常に要求する、マトリックス１００に
対するスイッチング・アルゴリズムとは異なり、マトリックス１１００に対する
スイッチング・アルゴリズムは、２つのスイッチをオンにすることを時々必要と
する。マトリックス１００に対するマトリックス１１００の利点は、マトリック
ス１００の全ての接続が４つのスイッチ・セットを横切るのに対して、マトリッ
クス１１００の接続のあるものは、４つのスイッチ・セットよりも少ないスイッ
チ・セットを横切る。特に、入力導波路１１１８ｄから出力導波路１１２０ｃへ
の接続は、たった２つのスイッチ・セット（１１１２ｄ及び１１６６ｃ）を横切
り、入力導波路１１１８ｃから出力導波路１１２０ｂへの接続は、たった３つの
スイッチ・セット（１１１２ｃ、１１１４ｄａ及び１１６６ｂ）を横切り、そし
て入力導波路１１１８ｄから出力導波路１１１８ｂへの接続は、たった３つのス
イッチ・セット（１１１２ｄ、１１１４ｄａ及び１１６６ｂ）を横切る。 【００５０】 一般に、マトリックス１１００のような、光スイッチ・マトリックスでは、Ｎ
個の入力導波路をＮ個の出力導波路に接続するために、最初、中間、最後から２
番目及び最後のスイッチ・セットを有するＬ＜Ｎ−１個の行、及び 最初、中間
及び最後から２番目のスイッチ・セットのみを有するＮ−Ｌ個の行が存在する。
特に、最初のＮ−Ｌ−１個の行及び最後の行は、最初、中間及び最後から２番目
のスイッチ・セットのみを有し、そして残りの行は、全て４つの種類のスイッチ
・セットを有する。最後の行の最初のＬ個のスイッチ・セットの下部出力ポート
は、逆順で、最後のスイッチ・セットの上部入力ポートに光結合される。最後の
行の最初のスイッチ・セットの下部出力ポートは、最後から１番目の行の最後の
スイッチ・セットの上部入力ポートに光結合され、最後の行の最初の中間スイッ
チ・セットの下部出力ポートは、最後から２番目の行の最後のスイッチ・セット
の上部入力ポートに光結合され、最後の行の第２の中間スイッチ・セットの下部
出力ポートは、最後から３番目の行の最後のスイッチ・セットの上部入力ポート
に光結合される、等。 【００５１】 本発明は、限定された数の実施形態に関して記述されたが、本発明の多くの変
形、変更及び他のアプリケーションがなされうるということが理解されるであろ
う。 【図面の簡単な説明】 発明は、添付した図面を参照して、単に例として、ここに記述される。 【図１】 従来技術の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図２】 ４つの入力導波路を４つの出力導波路に接続するための、本発明
の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図３Ａ】 ３つの入力導波路を５つの出力導波路に接続するための、本発
明の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図３Ｂ】 ５つの入力導波路を３つの出力導波路に接続するための、本発
明の光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図４】 中間スイッチ・セットとしての２×２スイッチに基づく、本発明
の１６×１６光スイッチ・マトリックスのレイアウトを示す図である。 【図５】 能動１×２スイッチ及び２×１結合器に基づく中間スイッチ・セ
ットを示す図である。 【図６】 能動１×２スイッチ及び２×１結合器に基づく別の中間スイッチ
・セットを示す図である。 【図７】 入力スイッチ・セットとしての図８のスイッチ・セット、中間ス
イッチ・セットとしての能動２×１結合器を有する図５のスイッチ・セット、及
び出力スイッチ・セットとしての図９のスイッチ・セットに基づく本発明の８×
８光スイッチ・マトリックスにトポロジー的に等しい２×２スイッチのペアのマ
トリックスを示す図である。 【図８】 能動１×２スイッチ及び能動２×１スイッチに基づく入力スイッ
チ・セットを示す図である。 【図９】 能動１×２スイッチ及び能動２×１スイッチに基づく出力スイッ
チ・セットを示す図である。 【図１０】 入力スイッチ・セットとしての図８のスイッチ・セット、中間
スイッチ・セットとしての図５のスイッチ・セット、及び出力スイッチ・セット
としての図９のスイッチ・セットに基づく本発明の１６×１６光スイッチ・マト
リックスのレイアウトを示す図である。 【図１１】 単一の２×２スイッチである最初及び最後のスイッチ・セット
と、２×２スイッチのペアである中間スイッチ・セットとに基づく、本発明の第
２の８×８光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図１２】 ２×２スイッチのペアであるスイッチ・セットに基づく、本発
明の第３の８×８光スイッチ・マトリックスを示す図である。 【図１３】 本発明の第２の形態による、４つの入力導波路を４つの出力導
波路に接続するための、光スイッチ・マトリックスを示す図である。 （訂正の理由） 現地からの手続依頼から翻訳文提出期限までの時間的不足により、充分な対応
ができなかったため誤訳が生じた。今回、全般的な見直しを行い、正しい翻訳文
を作成し直したので、これを提出したい。 【手続補正書】 【提出日】平成１４年６月２０日（２００２．６．２０） 【手続補正１】 【補正対象書類名】図面 【補正対象項目名】全図 【補正方法】変更 【補正の内容】 【図１】 【図２】 【図３Ａ】 【図３Ｂ】 【図４】 【図５】 【図６】 【図７】 【図８】 【図９】 【図１０】 【図１１】 【図１２】 【図１３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ルーベン ドゥエル イスラエル国、モシャブ タルメイ エラ ザル 38812 Ｆターム(参考） 2K002 AB05 DA06 5K069 DB07 DB31 EA21 5K102 AA11 PD01 PD13 PD15 PD16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （ａ）Ｎが２よりも大きい整数である、Ｎ個の入力導波路と
   、 （ｂ）Ｍが２よりも大きい整数である、Ｍ個の出力導波路と、 （ｃ）（ｉ）少なくとも１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有している
   最初のスイッチ・セットと、 （ｉｉ）２つの入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有している最後
   のスイッチ・セットと、 （ｉｉｉ）各々が２つの入力ポート及び２つの出力ポートを有しており、Ｌが
   Ｍ及びＮの小さい方である、Ｌ−２個の中間スイッチ・セットと、 を含む、ＫがＭ及びＮの大きい方である、Ｋ個の行のスイッチ・セットと、 を備え、 前記Ｎ個の最初のスイッチ・セットの各々の前記少なくとも１つの入力ポート
   の１つは、各前記入力導波路に光結合され、 前記Ｍ個の最後のスイッチ・セットの各々の前記少なくとも１つの入力ポート
   の１つは、各前記出力導波路に光結合され、 各前記行に対して、前記最後のスイッチ・セット以外の各前記スイッチ・セッ
   トに対して、該各スイッチ・セットの最初の該出力ポートは、続いている該スイ
   ッチ・セットの各該入力ポートに最初の各中間導波路を介して光結合され、第２
   の該出力ポートは、循環的に連続している該行の各スイッチ・セットの各該入力
   ポートに第２の各中間導波路を介して光結合され、かつ、 最後の該行以外の各該行に対して、該最後のスイッチ・セット以外の各該スイ
   ッチ・セットに対して、前記第１及び第２の中間導波路は、互いに回避する、 光スイッチ・マトリックス。