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光纖通信的MEMS光歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)
隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，對(duì)光無(wú)源器件包括光OMAL開(kāi)關(guān)的需求越來(lái)越大，光OMAL開(kāi)關(guān)是用來(lái)重新配置光網(wǎng)絡(luò)或增加其可靠性的。對(duì)于局域網(wǎng)來(lái)說(shuō)，降低光無(wú)源器件的成本是關(guān)鍵。近階段，大家正在把MEMS技術(shù)用在制造光OMAL開(kāi)關(guān)上面，因?yàn)橛肕EMS技術(shù)可提高光OMAL開(kāi)關(guān)的性能，同時(shí)減小器件的體積、成本，zui為重要的一點(diǎn)是它可以把光OMAL開(kāi)關(guān)做在一塊硅片上，能夠大規(guī)模集成光OMAL開(kāi)關(guān)陣列，這對(duì)于波分復(fù)用器DWDM是很重要的。

光纖通信的MEMS光歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)
MEMS光OMAL開(kāi)關(guān)是采用表面微細(xì)機(jī)械加工技術(shù)制作而成，硅表面微機(jī)械加工技術(shù)是以CMOS集成電路工藝為基礎(chǔ)的，它可以靈活地把光OMAL開(kāi)關(guān)集成在一塊硅片上。利用硅表面微加工技術(shù)設(shè)計(jì)出一種磁力驅(qū)動(dòng)懸臂梁式光OMAL開(kāi)關(guān)，此MEMS微光OMAL開(kāi)關(guān)的特性是光與光直接轉(zhuǎn)接，不再通過(guò)光—電—光轉(zhuǎn)換，使光的傳輸和轉(zhuǎn)接達(dá)到*狀態(tài)。磁力驅(qū)動(dòng)方式在MEMS領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用，因?yàn)榇帕︱?qū)動(dòng)有以下好處，首先磁力驅(qū)動(dòng)所需要的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜電力驅(qū)動(dòng)電壓。其次，磁力驅(qū)動(dòng)可以得到自鎖定的光OMAL開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)在保持“開(kāi)”、“關(guān)”狀態(tài)都不需要電壓，大大節(jié)省能源，達(dá)到環(huán)保的效果。再次，磁力驅(qū)動(dòng)的控制方法比靜電驅(qū)動(dòng)、熱驅(qū)動(dòng)、壓電驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單得多，而且對(duì)于要求實(shí)現(xiàn)大撓度的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是zui為理想的驅(qū)動(dòng)方式。zui后，zui為關(guān)鍵的是磁驅(qū)動(dòng)的基本材料與微機(jī)械加工技術(shù)是相兼容的，它們可以采用微機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。光OMAL開(kāi)關(guān)的切換可以通過(guò)懸臂梁下端的電磁鐵線圈中的電流進(jìn)行控制。該光OMAL開(kāi)關(guān)的一些重要特性可總結(jié)如下：首先是采用磁力驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)，而且在兩個(gè)狀態(tài)下都可以不施加任何電壓；其次是低損耗，OMAL開(kāi)關(guān)切換電流僅為80mA～100mA左右，電壓為2～5V左右；再其次是平面鏡與光纖可以實(shí)現(xiàn)自校正，大大降低了損耗和校正成本。主要研究工作首先對(duì)光OMAL開(kāi)關(guān)市場(chǎng)及發(fā)展進(jìn)行調(diào)研，其次簡(jiǎn)單介紹MEMS技術(shù)及MEMS技術(shù)在光通訊中的應(yīng)用，接著概述MEMS光OMAL開(kāi)關(guān)研究現(xiàn)狀，提出MEMS光OMAL開(kāi)關(guān)現(xiàn)存在的問(wèn)題，探討靜電和電磁驅(qū)動(dòng)方式，zui后提出課題的意文、主要內(nèi)容和研究方法。光OMAL開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先根據(jù)電磁鐵的非線性特性和梁的抗彎曲力的線性特性，設(shè)計(jì)出磁力驅(qū)動(dòng)懸臂梁式光OMAL開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)提出的結(jié)構(gòu)，從理論上對(duì)懸臂梁的參數(shù)進(jìn)行模擬分析選出合適的懸臂梁參數(shù)，緊接著分析平面鏡的厚度、表面粗糙度、垂直度對(duì)光OMAL開(kāi)關(guān)性能的影響；工藝：首先簡(jiǎn)單地介紹硅單晶的晶向以及各向異性腐蝕工藝中的清洗、氧化、光刻等基本知識(shí)；然后分析了TMAH各向異性腐蝕原理如TMAH對(duì)晶體晶向的選擇性，腐蝕速率與溶液溫度和濃度的關(guān)系，溶液濃度對(duì)被腐蝕晶體表面粗糙度的影響。zui后提出光OMAL開(kāi)關(guān)工藝的設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出工藝流程圖，模版，開(kāi)始送實(shí)驗(yàn)室制作。

光纖通信的MEMS光歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)
zui后對(duì)磁路系統(tǒng)，明確選擇具有矩形磁滯回線的材料，設(shè)計(jì)出電磁鐵的結(jié)構(gòu)。優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)。首先用ANSYS軟件對(duì)光OMAL開(kāi)關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行磁-力耦合場(chǎng)分析，得出系統(tǒng)的整體優(yōu)化曲線和耦合圖；接著用能量法估算出懸臂梁的基振頻率；zui后分析光 OMAL開(kāi)關(guān)的性能。