光开关

MEMS技术的应用领域不仅仅是光通信，依 然保持着强劲的生命力。以其研究方元化、 加工工艺多样化、系统单片集成化、制造 与封装统一化、应用领域全面化为标志的 固有特征和先天优势，必将在通信、导航、 传感、医用、交通、航空航天等军事和民 用领域得到广泛的推广和应用。 MEMS光开关能够满足现代光通信对光开关 性能的要求,研究与应用工作取得了一定进 展,但在计算机辅助设计、微细加工、系统 集成和封装检测等方面有待进一步研究。
Mems光开关的发展史
光纤通信在实现了高速、大容量点对点的 传输后，上世纪末进入了光纤网络时代
块状堆集型 光纤型 MEMS型 集成型
Mems型光开关制作
MEMS光开关采用硅在绝缘层上（SOI）的 硅片生长一层多晶硅,再镀金制成反射镜,然 后通过化学刻蚀或反应离子刻蚀方法除去 中间的氧化层，保留反射镜的转动支架通 过静电力或电磁力的作用,使可以活动的微 镜产生升降、旋转或移动,从而改变输入光 的传播方向以实现光路通断的功能。
感想
Mems光开关作为理想的开关器件，工作效 率高，以后一定会替代传统模拟的开关。 Mems光开关技术在微加工、集成度及封装 方面不足，所以，以后从事此研究领域应 该解决这些方面有所突破。 如果从事此方面研究，现在只能好好学习。
谢谢
消光 比 dB
偏振灵敏 度 dB
<0.3dB
开关时 寿命 间 次 ms
<40 >105
开关尺 寸 mm 10 10
测值 0.7~1.3 <-60 >60dB
Mems光开关的优点
MEMS光开关的优势体现在性能、功能、规模、 可靠性和成本等几个方面。
MEMS技术制作的光开关是将机械结构、微触 动器和微光元件在同一衬底上集成，结构紧凑、 重量轻，易于扩展。
Mems光开关在光通信中的作用
将某一光纤通道的光信号切断或开通；
将某波长光信号由一光纤通道转换到另一 光纤通道去；
在同一光纤通道中将一种波长的光信号转 换为另一波长的光信号（波长转换器）。
分类
MEMS光开关有2D(二维)数字和3D(三维)模 拟两种结构（如图1和图2所示）
原理
在2D结构中，所有微反射镜和输入输出 光纤位于同一平面上，通过 静电致动器使微镜直立和倒 下或使微镜以“翘翘板”的 方式处于光路和弹出光路的 图1 动纤式光开关 工作方式来实现“开”和 “关”的功能，所以2D结构 又称为数字型。
图2 反射式光开关
在3D结构中，所有微反射镜处于相向的两个 平面上，通过改变每个微镜的不同位置来实现 光路的切换。一个N×N的3D光开关只需要2N个 微反射镜，但每个微反射镜至少需要N个可精确 控制的可动位置，所以3D结构又称为模拟型。 右图它采用16个可以转动 的微型反射镜，实现两组 光纤束间的4×4光互连。
MEMS技术调研
在光纤通讯领域中的技术 ——mems光开关
概述
什么是Mems技术 Mems光开关发展史 制作、分类及原理 性能指标及其优点 研究公司 我的感想
MEMS技术
MEMS技术的英文全称是: Micro-ElectroMechanical Systems，一般也称作微机电系 统技术，其含义是指可批量制作的，集微 型机构、微型传感器、微型执行器以及信 号处理和控制电路、直至接口、通信和电 源等于一体的微型器件或系统。MEMS是 随着半导体集成电路微细加工技术和超精 密机械加工技术的发展而发展起来的。
在关键的性能指标如插入损耗、波长平坦 度、PDL(偏振相关损耗)和串扰方面， MEMS技术能达到的性能可与其他技术所能 达到的最高性能相比 MEMS光开关较其他光开关具有明显优势 开关时间一般在数ms量级。
公司及产品发展趋势
拥有MEMS技术设备并能提供相关光器件的 公司主要有：JDSU（捷迪讯）、Santec、 Memscap 、 Intpax 、 Umachines 、 Baynet 、 Lightconnect、Cypress、Novera等。 最近Fujitsu（富士通）宣布将发展一项采用 MEMS技术的80通道的光开关，其切换速度 将是1微秒，这是截至目前多通道光开关的 最高切换速度。
2D和3D的区别
与2D结构相反，3D结构的优点是交换端口 数能做得很大，可实现上千端口数的交换 能力，缺点是控制机理和驱动结构相当复 杂，控制部分的成本很高。
产品实物图
ห้องสมุดไป่ตู้
4*4电磁致动
性能指标
光开关的特性参数主要有插入损耗、回波 损耗、隔离度、串扰、工作波长、消光比、 开关时间等
项目 插损 dB 串扰 dB