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2025-07-02
什么是MEMS光開關?
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微機電系統(tǒng))光開關是一種基于微機械結構實現(xiàn)光信號路由切換的核心器件。它無需將光信號轉(zhuǎn)換為電信號即可完成路徑選擇,廣泛應用于光網(wǎng)絡重構、波長路由及光測試系統(tǒng)中。
其核心優(yōu)勢在于:低插入損耗、高開關速度、低功耗與高集成度,是構建下一代高速光通信網(wǎng)絡的關鍵組件。
圖1:MEMS光開關的示意圖
· MEMS是融合微機械結構、執(zhí)行器、電子控制電路的微型系統(tǒng)(圖1)
· 通過光刻、離子束蝕刻、晶圓粘接等工藝制造微鏡陣列
· 驅(qū)動機制:靜電吸引(主流)、電磁力、電致伸縮(圖1示意)
科毅技術亮點:采用低功耗靜電驅(qū)動技術,功耗降低40%,控制精度達±0.1°
1. 輸入光信號經(jīng)準直透鏡形成平行光束
2. MEMS微鏡通過電壓控制傾斜角度
3. 光束反射至目標輸出端準直透鏡
4. 信號耦合進輸出光纖
MEMS 光開關利用微小鏡子控制光束方向,通過靜電或電磁驅(qū)動機制改變鏡面角度,從而實現(xiàn)光信號的“開啟”或“關閉”。
輸入光信號進入后被準直并照射到微鏡上;
微鏡根據(jù)控制電壓調(diào)整角度;
光束反射至目標輸出端準直透鏡;
信號耦合進輸出光纖。
這種動態(tài)反射機制使MEMS光開關具備快速響應能力和靈活的路由能力。
圖2:基于MEMS的光開關示意圖
圖3:MEMS光學開關的工作原理
MEMS光開關主要分為兩類端口結構:
類型 | 結構特點 | 典型應用 | 示例 |
矩陣式(N×N) | 多輸入/輸出端口矩陣排列 | 光交叉連接(OXC) | 2×2、4×4 |
扇出式(1×N) | 單輸入端口+多輸出端口 | 信道分配/測試系統(tǒng) | 1×1、1×4 |
圖4:MEMS 光學開關的結構
根據(jù)微鏡運動自由度,MEMS光開關可分為:
鏡子僅在一個平面上旋轉(zhuǎn);
結構簡單,適用于小型化部署;
常用于光交叉連接和光監(jiān)控系統(tǒng)。
圖5:二維MEMS 光學開關的結構
鏡子可在兩個軸向旋轉(zhuǎn),提供更高自由度;
支持更復雜的光路切換;
更適合大規(guī)模光網(wǎng)絡調(diào)度需求。
圖6:三維MEMS 光開關的結構
特性 | 說明 |
低插入損耗 | 減少信號衰減,提高傳輸效率 |
高消光比 | 提升信噪比,增強穩(wěn)定性 |
快速開關速度 | 滿足實時光交換需求 |
高可靠性 | 適應復雜環(huán)境,長期穩(wěn)定運行 |
小體積高集成 | 易于模塊化設計與部署 |
支持多端口之間的光信號動態(tài)路由,適用于骨干網(wǎng)重構與數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。
實現(xiàn)數(shù)據(jù)包級的光信號切換,提升網(wǎng)絡靈活性與帶寬利用率。
用于光通道切換與信號分析,是實驗室和工程調(diào)試的重要工具。
可從多波長信號中提取或注入特定波長,適用于WDM系統(tǒng)管理。
圖7:1 x N MEMS 光開關的結構
選擇合適的光開關是一項需要綜合考量技術、性能、成本和供應商實力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后,詳細對比關鍵參數(shù),并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術扎實、質(zhì)量可靠、服務專業(yè)的合作伙伴。
作為專業(yè)的光通信設備制造商,廣西科毅光通信科技有限公司(www.www.noblecapitaluk.com ) 提供全面的MEMS光開關解決方案,涵蓋:
1×N/N×N端口結構
2D/3D架構支持
多種封裝形式與接口標準
定制化服務滿足不同應用場景
我們致力于推動中國光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,助力客戶構建高效、穩(wěn)定的下一代光網(wǎng)絡基礎設施。
隨著5G、云計算和數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展,MEMS光開關作為光通信網(wǎng)絡中的智能核心元件,正發(fā)揮著越來越重要的作用。廣西科毅光通信科技將持續(xù)投入研發(fā)創(chuàng)新,打造更高性能、更高可靠性的光通信產(chǎn)品,服務全球客戶。
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