分享到:

体硅微机械光开关的设计与制作工艺的研究

随着光纤通信技术的发展和密集波分复用(DWDM)系统的应用,全光交换已经成为一种趋势,光开关是实现全光交换的关键器件,它可以实现全光层的路由选择,波长选择,光交叉连接,自愈保护等功能。随着 MEMS技术的发展,MEMS 与光器件融合于一体的 MOEMS 光开关阵列将成为全光网络的主流器件。国外的研究机构都以极大的力度投入微光电子机械开关阵列的研究,并取得了很大突破。我国对 MOEMS 光开关的研究虽然时间不长,但也取得了相当的进展,从事这一研究工作的单位多数是一流的高校和技术力量雄厚的研究所,电子科技集团公司十三所、吉林大学、上海交通大学、清华大学和上海微系统与信息技术研究所等。目前主要进行研究的是 1×2 和 2×2 等小型微机械结构光开关。但由于力量分散,投入不足,尽管已有不少成果,但在产品质量,性能价格比及实用化等方面与国外还有很大差距。  本文研制了 2×2 微机械光开关,它是利用微反射镜的移动来改变入射光的传播方向实现  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

干涉型铌酸锂基集成光开关研究

随着光电子系统的复杂性不断增加,单模元件以及它们之间的互联在整个系统总成本中占越来越大的比例,迫切需要采用光子集成技术(PIC)来提高系统性能和降低成本。在近十年中,光电子基础工艺取得了若干关键进展,这为PIC技术的发展奠定了基础。波分复用(WDM)技术、密集波分复用(DWDM)技术的迅速发展也推动了PIC技术的发展,在这种系统中,不采用PIC技术是根本无法实现的。集成光开关是一种具有一个或多个可选输出端口,可对光传输线路进行相互转换的器件。光开关按照其端口数目不同,可分为1×1、1×2、2×2、1×N及N×M等。光开关在光通讯系统中以及光信号处理中有着重要的应用,主要起着光交叉互联、光上下路复用(OADMs)和光信号监视等作用。在各种光开关中,热光开关列阵、微机械光开关列阵、液晶光开关以及气泡式光开关列阵由于集成度较大,因而将是大规模阵列光开关的发展方向。而铌酸锂电光光开关、电光聚合物光开关等,则将是高速光开关的发展方向。本论...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

光通信MEMS光开关关键技术的研究

基于光纤的全光网络,是新一代高速宽带综合业务网的首选方案,全光光开关是全光网络的基石,MEMS光开关则是众多光开关方案中竞争力最强的技术之一,因此,开展MEMS光开关关键结构及其性能的研究,有着重要的理论意义和潜在应用价值。本文对2D MEMS光开关的关键技术进行了探讨,采用体微加工和表面微加工技术和新型MEMS结构材料,研制出2D MEMS光开关的微镜及其驱动结构,主要研究工作如下:系统地对MEMS技术,尤其是MEMS微加工技术进行了研究,为MEMS器件设计奠定理论基础。系统地研究了MEMS光开关的核心技术-微镜结构与驱动技术,选定了静电直接驱动水平扭力式微镜光开关单元为研究重点。对以多晶硅为结构材料的静电直接驱动水平扭力式微镜光开关进行尺寸设计和工艺设计,并对其制作进行工艺实验研究,尤其是DRIE的替代工艺-TMAH湿法深槽刻蚀技术,提出了TMAH湿法深槽的工艺参数,实现了与集成电路工艺兼容的MEMS体微加工工艺。对多晶硅微...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

硅基微机械光开关研究

为了制作低插入损耗、低驱动电压、高消光比、高开关速度并且适合集成工艺批量制作的光纤通信用光开关,本文基于硅微机械加工技术,设计并制作了一种静电驱动的、扭转梁大位移的、竖直微镜自对准的2×2光开关。本文首先围绕光开关的关键指标,提出了一砷新颖的扭转梁大位移的、竖直微镜的微驱动器设计。计算和模拟显示,该微驱动器驱动电压低(<36V),位移大(>60μm),基模频率合适(约500Hz),开关速度快(<3ms),解决了光开关低驱动电压,低插入损耗所需的大位移和高基模频率之间的矛盾。以美国康宁公司透镜光纤参数作为光耦合参数,对光耦合损耗进行了分析计算。计算结果表明,插入损耗小于1dB。目前光开关阵列是微机械光开关的发展方向。本文首次用有限元法对静电驱动扭转阵列单元间的静电场互扰进行了比较系统的研究,得出了阵列结构参数同互扰之间的关系,并把研究结果应用于光开关阵列设计中。利用体硅加工技术,制作完成了光开关,制作实践证明了本设计的光开关适合集...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于微加工技术的光开关及光互连结构研究

本博士论文对基于非硅基微加工技术的光开关的设计分析与器件制作以及基于软光刻技术的微光学器件进行了研究。本文主体由两大部分构成。第一部分主要是基于非硅基微加工技术的光开关的研究,第二部分则是基于软光刻技术的微光学器件的研究。文中从理论分析和实验验证两个方面对器件的设计分析及制作封装进行了深入的研究。第一部分包括四个章节,其中前三个章节分别介绍了三种非硅基光开关的设计,驱动原理及测试结果,另外一个章节则对这三种光开关的制作工艺做了一个总结。各章的主要内容分别介绍如下:其中第二章介绍了由自锁型电磁驱动单元构筑的一种非硅基低电压驱动1×8光开关,该光开关具有小体积,低成本,可扩展的特点。该开关采用的自锁型电磁微镜驱动单元具有落地面积小,集成度高的特点,有很高的通用性,能够组成多种单元阵列,拓展出多种端口光开关。基于此单元的1×2,1×4,1×8,2×2光开关已经试制成功,并通过了浙江省新产品鉴定。第三章介绍了一种非硅基微机械小型可扩展1...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

基于光通信应用的MOEMS光学无源器件技术研究

为了满足快速发展的光纤通信网络对新型高性能、低成本光无源器件的迫切需求,多种技术被应用于光无源器件研制之中,微光机电系统(MOEMS)技术由于具有成本低、可批量化生产的特点而受到了广泛关注,已成为研制新型光无源器件的主要技术之一。在光通信MOEMS无源器件技术研究中,MOEMS光开关和MOEMS可变光衰减器的相关技术研究具有代表性。本文详细介绍了这两种基于光通信应用的光无源器件的设计、加工以及测试技术。围绕关键指标和主要技术难点,开发了三种新型的具有高深宽比、大纵向结构尺寸加工能力的体硅MEMS加工工艺,确立了一种基于体硅MEMS加工工艺的梳齿电容线位移静电驱动竖直微反射镜自对准的1×2和2×2MOEMS光开关实现方案,研制了1×2、2×2光开关及以1×2或2×2光开关为基本单元级联构成1×8、4×4、8×8等光开关阵列产品。设计加工了一种针对于WDM光通信系统应用的新型低成本、高性能MOEMS可变光衰减器。在本研究中实现了多项...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>