新型mems光开关的研究

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1、第八届中国光电通信论坛会议论文集新型MEMS光开关的研究王巍霓张名亮唐棣芳(上海交通大学技术学院)摘要：文章简介TMEMS的特点与应用，详述了以微光机电系统(MOEMS)为基础的光开关的原理，结构与分类。并详细地讨论了几种最新型的MEMS光开关技术，同时分析比较了这些元件的工作原理与应用上的优缺点。在论文的后面部分作者设计并分析了一种新型的硅基PZT压电复合多层膜悬臂梁驱动的光开关，并提供了一种新型硅基PTZ压电复合膜悬梁驱动光开关的制作方法，希望能为新型光开关的研究和发展提供一定的理论依据和参考。关键字：MEMS，新型光开关，PTZ，悬臂梁，微镜Resercho

2、fNewMEM8OpticalSwitchesWangWeiniZhangMingliangTangDifang(TechnoloyCollegeofShanghaiJiaotongUniversity)Abstract：ThefeaturesandapplicationsofMEMSarebrieflyintroducedandtheprinciples，structuresandclassificationsoftheopticalswitchesbasedonMOEMSareelaboratedinthisarticle．Meanwhile，thedetai

3、ledanalysisandcomparisonofthePerformance，advantagesanddisadvantagesofthenewly-madeMEMSopticalswitchesaremade．FurthermoreanovelopticalswitchactuatedbyPZTpiezoelectricmultiple-一layercantileverbasedonsiliconisdesignedintheendofthepaper，inwhichthewayofdesignandthedetailedmanufacturingproc

4、essarealsodiscussedinordertobrazeanewtrailtogaintherobustnessoftheresearchincreatingunknowMEMSopticalswitches．Keywords：MEMS，newopticalswitch，PTZ，cantilever，micromirror1、引言随着光纤通信技术的发展和密集波分复用(DWDM)系统的应用，全光交换已经成为一种趋势，光开关是实现全光交换的关键器件，在全光网络中，利用光开关可以实现全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接以及自意保护等功能。目前主要应用的光开关

5、是机械式光开关，因其速度慢、体积大和端口数受限等缺陷，代之而出现的微．369．第八届中国光电通信论坛会议论文集光机电系统(MOEMS)光开关是最有前途的光开关之一。它是一种将微电子机械系统和光器件融合为一体的微机械系统光开关，是利用成熟的CMOS超大规模集成电路的基本工艺制作出微镜和微致动器，因而MEMS光开关具有速度高、体积小、易大规模集成、低损耗、低串扰等特点。2、MEMS的特点微机电系统(MEMS)是指可批量制作，集微型机构，微型传感器，微型执行器，微型处理和控制电路，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

6、精密机械加工技术的发展而发展起来的。它是融合了硅微加工，LIGA和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的微型系统，但是有区别于微电子技术，包括感知外界信息(力，热，光，声，磁等)的传感器和控制对象的执行器，以及进行信号处理和控制的电路。在一个特殊的系统里，他们的大小从亚微米到毫米级不等，从一些到成千上万。MEMS把用于集成电路产业开发的制造技术扩展到可以增加譬如射线，齿轮，膜片，以及设备的发动机的机械元件。MEMS设备应用的例子包括喷墨打印机色带盒，过载信号器，微型机器人，微发动机，锁，惯性传感器，微传输系统，微镜，调节器，光扫描仪，流动性泵，变换

7、装置，和化学，压力，流程传感器。其主要特点：1)微型化：MEMS器件体积小，重量轻，耗能低，惯性小，谐振频率高，响应时间短。2)以硅为主要材料，机械点器械性能好，硅的强度和杨氏模量与铁相当，密度类似铝，热传导率接近钨。3)批量生产：用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS，批量生产可大大降低生产成本。4)集成化：可以把不同功能的不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体，或形成微传感器阵列，微执行器阵列，甚至把多种功能的器件集成在一起，形成复杂的微系统。3、MEMS光开关的研究．370-第八届中国光电通信论坛会议论文集3

8、．1MEM