MEMS交換,MEMS交換原理是什么?

MEMS交換,MEMS交換原理是什么?

采用微電子機(jī)械技術(shù)（MEMS）的光交換。這種光交換的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)二維易鏡片陣，當(dāng)進(jìn)行光交換時(shí)，通過(guò)移動(dòng)光纖末端或改變鏡片角度，把光直接送到或反射到交換機(jī)的不同輸出端。采用微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)可以在極小的晶片上排列大規(guī)模機(jī)械矩陣，其響應(yīng)速度和可靠性大大提高。

這種光交換實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易，插入損耗低，串音低，消光比好，偏振和基于波長(zhǎng)的損耗也非常低，對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)能力良好，功率和控制電壓較低，并具有閉鎖功能，缺點(diǎn)是交換速度只能達(dá)到ms級(jí)。

微鏡陣列通過(guò)靜電或磁力控制微小鏡元，屬于微電機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)。如果這些鏡元只能有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)，微鏡陣列被稱為二維MEMS，如果鏡元能繞兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)停在多個(gè)位置，則稱此微鏡陣列為三維MEMS。而二維微鏡陣列是最為常用的光交換方式。微小鏡元置于兩根光纖之間，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，微小鏡元不工作，讓光信號(hào)從一根光纖傳到另一根光纖，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，通過(guò)靜電場(chǎng)作用，將微小鏡元支起，使光信號(hào)被反射回去。通過(guò)光開(kāi)關(guān)陣列即可實(shí)現(xiàn)交換。

3D MEMS 光交換單元主要由三部分組成：I/O光纖陣列、 MEMS微平面鏡陣列及一折疊平面鏡。其中，I/O陣列中每根光纖接有一個(gè)校準(zhǔn)微透鏡。 當(dāng)一束光進(jìn)入光纖陣列時(shí)， 受微透鏡校準(zhǔn)后照射到 MEMS 微平面鏡振列 中的一個(gè)平面鏡上。該鏡受控傾斜，將入射光反射到折疊平面鏡上。折疊平面鏡反過(guò)來(lái)又將光反射到MEMS另外一個(gè)微平面鏡上，由該平面鏡將光線反射到合適的輸出光纖/透鏡上，由此耦合到輸出單模光纖輸出。

MEMS技術(shù)除了用于光交換外，還可用于DGEF（動(dòng)態(tài)增益均衡濾波器），可變光衰減器，可編程光分插復(fù)用模塊，動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償器件等。

廣泛的應(yīng)用和不斷成熟的技術(shù)使得MEMS的制作成本有望在不久的將來(lái)大幅度降低。這將真正使得原來(lái)只能用于骨干通信領(lǐng)域的昂貴的全光交換系統(tǒng)走入高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，甚至走入尋常百姓家。

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