最新mems光开关讲述ppt课件.ppt

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1、mems光开关讲述目录MEMS光开关的研究背景1光开关以及MEMS光开关的概念2MEMS光开关的分类及原理3MEMS光开关的应用41.MEMS光开关的研究背景20世纪90年代以来，光通信得到了快速的发展，作为光通信关键环节的光互联与光开关的地位也越来越重要，传统的以电为核心的开关已不能满足高速大容量光通信的需求．尤其是全光传输网，而将以全光开关代之，全光开关是以光为核心实现光的通断和交叉连接的系统部件，不存在光电的转换，要成为传统开关的替代者，这种新型的全光开关必须具备低损耗和高稳定的特点．而MEMS光开关具备了这些优点．而且与传输的数据速率和信号协议

2、无关．MEMS光开关还具有体积小、成本低、易集成和容量大的优点．3.MEMS光开关的分类及原理活动微镜、驱动执行器、输入/出光纤MEMS光开关的基本组成3.MEMS光开关的分类及原理平行板电容静电驱动梳状静电驱动器驱动电致、磁致伸缩驱动形变记忆合金驱动光功率驱动热驱动MEMS光开关的驱动方式3.MEMS光开关的分类及原理采用平面下电极驱动结构的光开关示意图，主要包括上电极和下电极两部分，其中，微反射镜、悬臂和扭臂集中在上电极极板上，上下两电极相当于一个平行板电容器，当施加驱动电压时，光开关的上电极悬臂在静电力作用下会发生偏转，带动微反射镜发生移动，从而

3、实现开关功能的转换。平行板电容静电驱动3.MEMS光开关的分类及原理梳状静电驱动即由大量的梳齿组成。一个简单的梳状静电驱动结构，上方的梳片是固定的，而下方的梳片是可以自由移动的。静电力F主要是由驱动电压V及梳齿个数n来决定的。静电梳状驱动力与下方梳齿个数成线性关系，若使用相当多的梳齿可以产生较大的静电力。靠这静电力可水平或者竖直推动微镜移动位置，从而达到开或关的效果，如图所示，即一个梳状驱动器水平方向驱动微镜的MEMS光开关。可动部分的悬臂梁侧壁可用作反射镜，在自然状态下光通过反射镜输出，上下梳齿受压后，静电力驱使可动悬梁沿力的方向移近不可动的悬梁位置

4、，于是光直线通过一输出点，实现开关功能。梳状静电驱动器驱动3.MEMS光开关的分类及原理开关呈直通状态，此时铜线圈中通有正向电流，线圈产生的磁场方向与永磁体磁场方向相反，线圈与其下方永磁体之间产生排斥力，悬臂梁带动双面反射棱镜移出光路，因此由光纤准直器输出的光信号直接通过光开关而不被反射.开关呈反射状态，此时铜线圈中通有反向电流，线圈与永磁体之间产生的吸引力将悬臂梁吸附在基座上，光信号被双面反射棱镜的一面反射到窄带滤光片上，而从滤光片返回的光信号则通过双面反射棱镜的另一个反射面反射回到光纤准直器中.电磁驱动3.MEMS光开关的分类及原理光开关的分类光开

5、关mechanicalopticalswitchSolidlight switchOtherlightswitch声光开关光纤开关自由空间棱镜开关热光开关电光开关ClicktoaddTitleClicktoaddTitle气泡开关液晶开关机械光开关固体光开关其他光开关磁光开关宏机械开关光子开关全息光开关根据被驱动的部件不同，MEMS光开关可分两类3.MEMS光开关的分类及原理MEMS光开关的分类基于传统的机械式光开关MEMS光开关移动其他部件的光开关移动光纤式：3.MEMS光开关的分类及原理基于传统的机械式光开关光纤1玻璃套筒方空玻璃套筒套管光纤2光纤

6、3光纤1光纤2光纤3移动棱镜式：3.MEMS光开关的分类及原理移动其他部件的光开关棱镜自聚焦透镜123移动反射镜、透射镜式3.MEMS光开关的分类及原理移动其他部件的光开关采用MEMS技术移动微反射镜的光开关3.MEMS光开关的分类及原理移动其他部件的光开关按功能实现方法可分为：光路遮挡型移动光纤对接型微镜反射型3.MEMS光开关的分类及原理MEMS光开关的分类整个器件尺寸约l~2mm，材料由金、氮化硅和多晶硅组成，并由体硅工艺加工出悬臂梁。它利用8个多晶硅PiN电池(一种非晶硅太阳电池)串联组成光发电机，在光信号的作用下，产生3V电压，电容板受到电场

7、力吸引，将遮片升起，光开关处于开通状态，如无光信号，光发电机无电压输出，遮片下降，光开关关闭。该开关由远端的光信号控制，所以光开关本地是无源的。该光开关驱动光功率仅2.7μW，传输距离达128km，开关速度3.7ms，插损小于0.5dB。但串扰比较大，隔离度不高，一般用于组成光纤线路倒换系3.MEMS光开关的分类及原理光路遮挡型MEMS光开关移动光纤对接型MEMS光开关一个l×4光开关，利用光纤的移动和对准实现光信号的切换。采用体硅或LIGA工艺，制造结构和制备方法较为简单。采用电磁驱动，驱动精度要求低，系统可靠性和稳定性好，稳态时几乎不耗能，缺点是开

8、关速度较低，可连接的最大端口数受到限制，多用于网络自愈保护。3.MEMS光开关的分类及原理相对