光纤通讯市场在经历了近些年的冬眠期之后,随着5G市场的兴起,使光通讯行业重新燃起了新的苗头。近年来一飞通讯一直专注于MEMS光开关器件研发与制造。MEMS技术的应用领域不仅仅是光通信,依然保持着强劲的生命力。以其研究方向多元化、加工工艺多样化、系统单片集成化、制造与封装统一化、应用领域全面化为标志的固有特征和先天优势,一飞通讯MEMS机械光开关已经在5G、通信、导航、传感、医用、交通、航空航天等军事和民用领域广泛的推广和应用。

        MEMS光开关的优势体现在性能、功能、规模、可靠性和成本等几个方面。在关键的性能指标如插入损耗、波长平坦度、PDL(偏振相关损耗)和串扰方面,MEMS光开关技术能达到的性能可与其他技术所能达到的最高性能相比。比如基于MEMS技术制作的2×2光开关模块的插入损耗可达0.4dB,PDL小于0.1dB,串扰小于-70dB。在功能方面,微镜具有可靠的闭锁功能,能够保证光路切换的准确性。在规模方面,采用2D结构的MEMS光开关已有64´64的商用产品,采用3D结构的MEMS光开关也有上千端口数的样品,从而使构建中等规模和大规模光纤网络节点成为可能。在可靠性方面,单晶硅极好的机械性能可使制成的器件能够抗疲劳,由于单晶硅中没有位错,所以从本质上它不会产生疲劳,是一种完美的弹性材料。MEMS光开关的寿命已超过3800万次,并且在温度循环、冲击、振动和长期高温贮存等可靠性指标方面,均满足Telcordia GR-1073-Core标准。在成本方面,MEMS光开关为降低系统成本提供了多种可能,MEMS芯片的功能度使得更低成本的网络设置和架构以及光纤层的保护成为可能。MEMS光开关尺寸小和功耗低的特性使得系统的外形可以缩小,节省了中继器和终端节点占用的地盘。MEMS器件的单批产量很高,经济性好,而且器件与器件之间重复性好。执行器与光器件集成在单个芯片上,可以在一个硅片上重复多次,从而可以提供价格更低的光器件。这些在成本方面的节约将使器件价格下降,最终降低设备和营运成本。

        MEMS技术制作的光开关是将机械结构、微触动器和微光元件在同一衬底上集成,结构紧凑、重量轻,易于扩展。它比机械式光开关和波导型光开关具有很好的性能,如:低插损、小串音、高消光比、重复性好、响应速度适中,与波长、偏振、速率及调制方式无关,寿命长、可靠性高,并可扩展成大规模光交叉连接开关矩阵。MEMS光开关技术在光纤通信网络中的一个重要应用就是利用微动微镜制作光开关矩阵,微动微镜可以采用上下折叠方式、左右移动方式或旋转方式来实现开关的导通和断开功能。          

       MEMS光开关加工技术最早出现于二十世纪六十年代,微电子机械系统(MEMS)就是将几何尺寸或操作尺寸仅在微米、亚微米甚至纳米量级的微机电装置“如微机构、微驱动器等”与控制电路高度集成在硅基或非硅基材料上的一个非常小的空间里,构成一个机电一体化的器件或系统。MEMS光开关加工技术主要分为三类:非硅基材料上以X光深度光刻的LIGA技术;硅基或非硅基材料上的精密机械刻划技术;在半导体集成电路技术之上发展起来的硅MEMS光开关加工技术。MEMS器件具有体积小、重量轻、能耗低、惯性小、响应时间短,可把多个不同功能、不同敏感方向或致动方向的微机构大规模地集成在一起,并且可以通过微电铸的方法进行批量复制和大规模生产。MEMS技术不仅在传感器领域的应用得到迅速发展,而且MEMS光开关在5G、光纤通信、微型化学分析系统、DNA分析及微型机器人等领域的应用研究也得到空前发展。


MEMS光开关工作特性原理知识是什么及性能优势发展动态介绍

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