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详细解析微电子机械系统光开关

发布时间:2021-07-27 点击量:56
  光开关是一种光路转换器件。在光纤传输系统,光开关用于多重监视器,LAN,多光源,探测器和保护以太网的转换。在光纤测试系统,用于光纤,光纤设备测试和网络测试,光纤传感多点监测系统。
 
  光开关在光网络中起到十分重要的作用,在波分复用传输系统中,光开关可用于波长适配、再生和时钟提取,在光时分复用系统中,光开关可用于解复用;在全光交换系统中,它是光交叉连接的关键器件,也是波长变换的重要器件。根据光开关的输入和输出端口数,可分为1×1、1×2、1×N、2×2、2×N、M×N等多种,它们在不同场合中有不同用途。其应用范围主要有:光网络的保护倒换系统,光纤测试中的光源控制、网络性能的实时监控系统、光器件的测试、构建OXC设备的交换核心,光插/分复用、光学测试、光传感系统等。
 
  微电子机械系统光开关:
  近几年发展很快的是微电子机械光开关,它是半导体微细加工技术与微光学和微机械技术相结合,产生的一个新型微机-电-光一体化的的新型开关,是大容量交换光网络开关发展的主流方向。
  MEMS光开关是在硅晶上刻出若干微小的镜片,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。MEMS光开关较其他光开关具有明显优势:开关时间一般在ms数量级;使用了IC制造技术,体积小、集成度高;工作方式与光信号的格式、协议、波长、传输方向、偏振方向、调制方式均无关,可以处理任意波长的光信号;同时具备了机械式光开关的低插损、低串扰、低偏振敏感性、高消光比和波导开关的高开关速度、小体积、易于大规模集成的优点。
  按功能实现方法,可将MEMS光开关分为光路遮挡型、移动光纤对接型和微镜反射型。 微镜反射型MEMS光开关方便集成和控制,易于组成光开关阵列,是MEMS光开关研究的重点,可分为二维MEMS光开关和三维MEMS光开关,并已提出一维MEMS光开关的概念。 所谓2D是指活动微镜和光纤位于同一平面上,且活动微镜在任一给定时刻要么处于开态,要么处于关态。在这种方式中,活动微镜阵列与N根输入光纤和M根输出光纤相连。对一个N×N光开关矩阵而言!所需的活动微镜数为N2。因此!这种方式也称为N2结构方案。
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