Mehāniskais optiskais slēdzis un MEMS optiskais slēdzis - Zināšanas

Optisko šķiedru sakaru sistēmās optiskais slēdzis (OS) galvenokārt tiek izmantots, lai realizētu optisko signālu fizisku pārslēgšanu vai citas loģiskas operācijas optiskos ceļos, un to bieži izmanto kā galveno ierīci optisko ceļu pārslēgšanai optiskās savstarpējas savienošanas tehnoloģijā.

Optiskajiem slēdžiem ir viena vai vairākas papildu pārraides Windows, un tos var iedalīt 2×2, 1×N un M×N porta konfigurācijās. Optiskie slēdži tiek plaši izmantoti optisko šķiedru sakaru sistēmās, un to realizācijas tehnoloģijas ir dažādas. Mehāniskais optiskais slēdzis un MEMS optiskais slēdzis ir divu veidu optiskie slēdži, ko plaši izmanto pašlaik.

Mehāniskais optiskais slēdzis

Mehāniskie optiskie slēdži darbojas ar fiziski kustīgām optiskajām šķiedrām, izmantojot mehāniskas ierīces, lai novirzītu optiskos signālus. Izmantojot kustīgu prizmu vai virziena savienotāju, ieejas gaisma tiek virzīta uz vēlamo izejas atveri. Ir trīs galvenie mehānisko optisko slēdžu veidi: prizmas komutācijas, spoguļu komutācijas un mobilo optisko šķiedru komutācijas.

Mechanical optical switch

MEMS optiskais slēdzis

MEMS optiskais slēdzis ir balstīts uz mikroe-elektromehānisko sistēmu. Tā pieņem optisko mikrosegu vai optisko mikroskopu masīvs mainīt izplatīšanās virzienu gaismas staru realizēt slēdzi optisko ceļu. MEMS optiskā slēdža princips ir ļoti vienkāršs. Veicot optisko apmaiņu, ieejas apgaismojumu var pārslēgt uz dažādiem optiskā slēdža izejas galiem, pārvietojot vai mainot MEMS mikrospogu, ko darbina ar elektrostatisko vai magnētisko jaudu, lai realizētu optisko ceļu un ieslēgtu/izslēgtu to. Tās shematiskā diagramma ir parādīta šajā attēlā:

MEMS optical switch operating principle

2 ciparu 2 × slēdzis, kura pamatā ir MEMS tehnoloģija, ir parādīts attēlā. Četri optiskie viļņu vadīdi ir iestatīti četros virzienos, un vertikālais MEMS mikrostēfs ir iestatīts 45° leņķī. Ja optiskajā ceļā nav iesaistīts mikrosegs, sijas no 1. un 2. viļņa gaismas ir attiecīgi savienotas ar 3. un 4. viļņu 3. un 4. punktu, un ostas savienojuma stāvokļi ir 1→3 un 2→4, kas ir taisns stāvoklis. Kad mikrosegu ievieto optiskajā ceļā, gaismas starus no 1. un 2. viļņa staru atstaro mikrospoguļotā spoguļa un attiecīgi 4. un 3. ostā. Savienojumā ir 1→4 un 2→3, kas ir starp valstis.

MEMS optical switch

Darbības princips 2×2 portu MEMS optiskais slēdzis, kreisais skaitlis: taisns stāvoklis, labais skaitlis: šķērsstājs

Mems optiskā slēdža mehānisko optisko komutācijas un trūkumu salīdzinājums

Priekšrocību un trūkumu salīdzinājums

Priekšrocības

Trūkumi

Mehāniskais optiskais slēdzis

Zems ievietošanas zudums;

Izolācijas pakāpe ir augsta;

Tas ir neatkarīgs no viļņa garuma un polarizācijas;

Ražošanas process un tehnoloģija ir nobriedusi

Pārslēgšanas darbības laiks ir garš;

Liels tilpums neveicina liela optiskā slēdža matricas izgatavošanas

MEMS optiskais slēdzis

Neliels apjoms, augsta integrācija;

Augsta mērogojamība;

Zems polarizācijas zudums;

Ātrs pārslēgšanas ātrums

Augstās izmaksas;

Ražošanas process un tehniskās prasības ir augstas

Ar straujo attīstību optisko komunikāciju, loma optisko starpsavienojumu un optisko apmaiņu kā optisko tīklu mezgli ir arvien svarīgāka, un piemērošana optisko slēdžu ir arvien plašāka. MEMS optiskajam slēdzim ir kompakta, ātras pārslēgšanas ātruma un vieglas izplešanās priekšrocības, un tam ir zema ievietošanas zuduma priekšrocības, zema crosstab; zema polarizācijas jutība, augsta ekstinkcijas attiecība un viļņu gaismas slēdzis ar lielu pārslēgšanas ātrumu, mazu tilpumu un vieglu liela mēroga integrāciju. Tā būs galvenā tendence, attīstot lielietuma komutējamus optiskā tīkla slēdžus.