多通道陣列MEMS光開關

更新時間：2025-08-12 編號：bb2hg8em7f571c

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mems陣列光開關

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胡玉涵

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多通道陣列MEMS光開關

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多通道陣列MEMS光開關

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MEMS全稱Micro Electromechanical System（微機電系統），是一種通常在硅晶圓上以IC工藝制備的微機電系統，微機械結構的制備工藝包括光刻、離子束刻蝕、化學腐蝕、晶片鍵合等，同時在機械結構上制備了電，以便通過電子技術進行控制。
光開關具有一個或多個可選擇的傳輸窗口，可分為2×2，1×N，M×N多種端口配置形式。光開關在光纖通信系統中有著廣泛的應用，其實現技術多種多樣，包括：機械光開關、熱光開關、聲光開關、電光開關、磁光開關、液晶光開關和MEMS光開關，等等。其中機械光開關和MEMS光開關是目前應用較為廣泛的兩種光開關。
多通道陣列MEMS光開關

基于MEMS技術的2×2端口光開關的原理如圖所示，四根光波導被設置于四個方向，一個豎直的MEMS微鏡被設置成45°角方向。當微鏡未介入光路時，來自波導1和2的光束分別耦合到波導3和4中，端口連接狀態為1→3和2→4，此為直通狀態；當微鏡插入光路時，來自波導1和2的光束經微鏡反射，分別耦合至端口4和3，端口連接狀態為1→4和2→3，此為交叉狀態。
多通道陣列MEMS光開關

機械光開關的工作原理是借助機械裝置物理地移動光纖來重定向光信號。通過移動棱鏡或定向耦合器，將輸入端的光導向所需要輸出的端口。機械式光開關分主要有3種類型：一是采用棱鏡切換光路技術，二是采用反射鏡切換技術，三是通過移動光纖切換光路。
多通道陣列MEMS光開關

光纖通信系統中，光開關（Optical Switch，OS）主要用于光路中實現光信號的物理切換或其他邏輯操作，多用于光交叉連接OXC（Optical Cross-connect）技術中作為切換光路的關鍵器件。
8×16端口MCS光開關的結構如圖2所示，它包括8個1×16端口的PLC光分路器和16個8×1端口的光開關，光分路器通常以PLC技術制備，而1×N端口光開關通常采用MEMS技術。常用的是1×8和1×16端口光開關

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