MEMS光开关 MEMS 光开关既有机械式光开关的低插损、低串扰、低偏振敏感性和高消光比的优点，又有波导开关的高开关速度、小体积、易于大规模集成等优点。同时 MEMS 光开关与光信号的格式、波长、协议、调制方式、偏振、传输方向等均无关，与未来光网络发展所要求的透明性和可扩展等趋势相符合。 MEMS 光开关结构分类 MEMS 光开关的驱动方式主要有平行板电容静电驱动，梳状静电驱动器驱动，电致、磁致伸缩驱动，形变记忆合金驱动，光功率驱动和热驱动等。MEMS 光开关所用材料大致分为单晶硅、多晶硅、氧化硅、氮氧化硅、氮化硅等硅基材料，Au 、Al 等金属材料，压电材料及有机聚合物等其他材料。MEMS光开关所用工艺主要有体硅工艺，表面工艺和 LIGA 工艺。MEMS 光开关按功能实现方法可分为光路遮挡型、移动光纤对接型和微镜反射型。 从目前国外各研究机构及公司发布的信息来看，MEMS 光开关及其阵列的总体发展趋势为由 2D 结构向 3D 结构发展，其驱动方式重要集中在静电驱动、电磁驱动、热电驱动三种形式上，其中静电驱动方式是目前采用最为广泛的一种。 1、光路遮挡型 MEMS 光开关 具有代表性的光路遮挡型光开关是悬臂梁式光开关。例如朗讯公司研制的光驱动微机械光开关，整个器件尺寸约 l~2mm，材料由金、氮化硅和多晶硅组成，并由体硅工艺加工出悬臂梁。它利用 8 个多晶硅 PiN 电池(一种非晶硅太阳电池)串联组成光发电机，在光信号的作用下，产生 3V 电压，电容板受到电场力吸引，将遮片升起，光开关处于开通状态，如无光信号，光发电机无电压输出，遮片下降，光开关关闭。该开关由远端的光信号控制，所以光开关本地是无源的。该光开关驱动光功率仅 2.7μW，传输距离达 128 km，开关速度 3.7ms，插损小于 0.5dB。但串扰比较大，隔离度不高，一般用于组成光纤线路倒换系统。 2、移动光纤对接型 MEMS 光开关 图 3 所示为一种具有代表性的移动光纤对接型光开关，由美国加州大学戴维斯分校研制。 图 3 加州大学研制的一动光纤对接型光电开光示意图 它是一个 l×4 光开关，利用光纤的移动和对准实现光信号的切换，插入损耗大约为 ldB。与以微镜为基础的光开关相比，它采用体硅或 LIGA 工艺，制造结构和制备方法较为简单，可采用电磁驱动，驱动精度要求低，系统可靠性和稳定性好，稳态时几乎不耗能，缺点是开关速度较低，大约为 lOms 量级，可连接的最大端口数受到限制，多用于网络自愈保护。 3...
