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光纖通信系統中，光開(kāi)關(guān)（Optical Switch，OS）主要用于光路中實(shí)現光信號的物理切換或其他邏輯操作，多用于光交叉連接OXC（Optical Cross-connect）技術(shù)中作為切換光路的關(guān)鍵器件。 光開(kāi)關(guān)具有一個(gè)或多個(gè)可選擇的傳輸窗口，可分為2×2，1×N，M×N多種端口配置形式。光開(kāi)關(guān)在光纖通信系統中有著(zhù)廣泛的應用，其實(shí)現技術(shù)多種多樣，包括：機械光開(kāi)關(guān)、熱光開(kāi)關(guān)、聲光開(kāi)關(guān)、電光開(kāi)關(guān)、磁光開(kāi)關(guān)、液晶光開(kāi)關(guān)和MEMS光開(kāi)關(guān)，等等。其中機械光開(kāi)關(guān)和MEMS光開(kāi)關(guān)是目前應用較為廣泛的兩種光開(kāi)關(guān)。 機械光開(kāi)關(guān)的工作原理是借助機械裝置物理地移動(dòng)光纖來(lái)重定向光信號。通過(guò)移動(dòng)棱鏡或定向耦合器，將輸入端的光導向所需要輸出的端口。機械式光開(kāi)關(guān)分主要有3種類(lèi)型：一是采用棱鏡切換光路技術(shù)，二是采用反射鏡切換技術(shù)，三是通過(guò)移動(dòng)光纖切換光路。 
機械光開(kāi)關(guān) MEMS光開(kāi)關(guān)是 基 于 微 機 電 系 統（micro-electro-mechanical system），采用光學(xué)微鏡或光學(xué)魏鏡陣列來(lái)改變光束的傳播方向實(shí)現光路的切換。MEMS光開(kāi)關(guān)原理十分簡(jiǎn)單，當進(jìn)行光交換時(shí)，通過(guò)靜電力或磁電力的驅動(dòng)，移動(dòng)或改變MEMS微鏡的角度，把輸入光切換到光開(kāi)關(guān)的不同輸出端以實(shí)現光路的切換及通斷。其原理圖如下圖所示：
MEMS光開(kāi)關(guān)工作原理 基于MEMS技術(shù)的2×2端口光開(kāi)關(guān)的原理如圖所示，四根光波導被設置于四個(gè)方向，一個(gè)豎直的MEMS微鏡被設置成45°角方向。當微鏡未介入光路時(shí)，來(lái)自波導1和2的光束分別耦合到波導3和4中，端口連接狀態(tài)為1→3和2→4，此為直通狀態(tài)；當微鏡插入光路時(shí)，來(lái)自波導1和2的光束經(jīng)微鏡反射，分別耦合至端口4和3，端口連接狀態(tài)為1→4和2→3，此為交叉狀態(tài)。
2×2端口MEMS光開(kāi)關(guān)的工作原理，左圖：直通狀態(tài)，右圖：交叉狀態(tài)
MEMS光開(kāi)關(guān)
MEMS光開(kāi)關(guān)&機械光開(kāi)關(guān)優(yōu)缺點(diǎn)對比 隨著(zhù)光通信的快速發(fā)展，作為光網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的光互連與光交換的地位越來(lái)越重要，光開(kāi)關(guān)的應用也越來(lái)越廣泛。MEMS光開(kāi)關(guān)具有緊湊、切換速度快、易于擴展的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備了機械式光開(kāi)關(guān)的低插損、低串擾、低偏振敏感性、高消光比和波導開(kāi)關(guān)的高開(kāi)關(guān)速度、小體積、易于大規模集成的優(yōu)點(diǎn)。將會(huì )是大容量交換光網(wǎng)絡(luò )開(kāi)關(guān)發(fā)展的主流方向。 億源通自主研發(fā)MEMS光開(kāi)關(guān)系列產(chǎn)品，具有1×2，1×4，1×N通道形式，最高可擴展至1×48通道，功耗低、可集成化、響應速度快，成本降低，給客戶(hù)帶來(lái)更多的市場(chǎng)。億源通總部位于清遠，在武漢及深圳設有研發(fā)中心，擁有1000多名員工，擁有超過(guò)20年的OEM, ODM經(jīng)驗，提供光通信光無(wú)源器件設計、研發(fā)、制造的一站式定制化服務(wù)。 |
