簡述MEMS光開關(guān)的工作原理
什么是MEMS?MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)是指將微型機(jī)械、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路等集于一體的可批量制作的微型器件或系統(tǒng),微機(jī)械結(jié)構(gòu)的制備工藝包括光刻、離子束刻蝕、化學(xué)腐蝕、晶片鍵合等,同時(shí)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上制備了電,以便通過電子技術(shù)進(jìn)行控制。
MEMS光開關(guān)可實(shí)現(xiàn)對全光網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制,具有可集成化、功耗低、成本低的主要優(yōu)勢。MEMS光開關(guān)同時(shí)具備了機(jī)械式光開關(guān)的低插損、低串?dāng)_、低偏振敏感性、高消光比和波導(dǎo)開關(guān)的高開關(guān)速度、小體積、易于大規(guī)模集成的優(yōu)點(diǎn)。各項(xiàng)性能足以滿足DWDM全光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求,將會(huì)是大容量交換光網(wǎng)絡(luò)開關(guān)發(fā)展的主流方向。 MEMS器件單批產(chǎn)量高,經(jīng)濟(jì)性好,且器件與器件之間重復(fù)性好,為降低系統(tǒng)成本提供了更多的可能性。

MEMS光開關(guān)可應(yīng)用于哪些領(lǐng)域
MEMS光開關(guān)及其陣列在現(xiàn)有光通信中的應(yīng)用范圍很廣。其應(yīng)用范圍主要有:光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)倒換系統(tǒng),光纖測試中的光源控制、網(wǎng)絡(luò)性能的實(shí)時(shí)系統(tǒng)、光器件的測試、構(gòu)建OXC設(shè)備的交換核心,光插/分復(fù)用、光學(xué)測試、光傳感系統(tǒng)等。

可應(yīng)用于MCS(多播交換光開關(guān))
基于PLC技術(shù)及MEMS技術(shù)的多播交換光開關(guān)(MCS),是下一代可重構(gòu)光分插復(fù)用系統(tǒng)(ROADM)的關(guān)鍵組成部分;每個(gè)功能單元由M個(gè)立的Splitter和N個(gè)立的MEMS光開關(guān)組成;提供N個(gè)上路(或下路)端口至M個(gè)方向的連接。

光開關(guān)是一種多端口光器件,端口配置情況有:2×2,1×N,N×N,其中N×N端口光開關(guān)又稱OXC(光交叉連接開關(guān)、矩陣光開關(guān))。基于MEMS技術(shù)的1×N端口光開關(guān),其結(jié)構(gòu)如圖所示,它包括一個(gè)MEMS微鏡、一個(gè)準(zhǔn)直透鏡和一個(gè)多纖插針。MEMS微鏡通常貼裝在一個(gè)TO管座上,然后通過TO管帽將準(zhǔn)直透鏡與TO管座組裝成一個(gè)組件,在有源調(diào)試狀態(tài)下,將多纖插針與前述組件對準(zhǔn)并固定在一起。
而其中光開關(guān)是全光交換中的關(guān)鍵器件,可實(shí)現(xiàn)在全光層的路由選擇、波長選擇、光交叉連接以及自愈保護(hù)等功能。