Mekanisk optisk bryter & MEMS optisk bryter - Kunnskap

I optiske fiberkommunikasjonssystemer brukes Optical Switch (OS) hovedsakelig til å realisere fysisk veksling av optiske signaler eller andre logiske operasjoner i optiske baner, og brukes ofte som en nøkkelenhet for å bytte optiske baner i THE Optical cross-connect-teknologi.

Optiske brytere har en eller flere valgfrie overføringsvinduer og kan deles inn i 2×2-, 1×N- og M×N-portkonfigurasjoner. Optiske brytere er mye brukt i optiske fiber kommunikasjonssystemer, og deres realisering teknologier er ulike. Mekanisk optisk bryter og MEMS optisk bryter er to typer optiske brytere mye brukt i dag.

Mekanisk optisk bryter

Mekaniske optiske brytere fungerer ved å fysisk flytte optiske fibre ved hjelp av mekaniske enheter for å omdirigere optiske signaler. Ved hjelp av et bevegelig prisme eller en retningssammensnæring, er inngangslyset rettet mot ønsket utgangsport. Det finnes tre hovedtyper av mekaniske optiske brytere: prismeveksling, speilveksling og mobil optisk fiberveksling.

Mechanical optical switch

OPTISK MEMS-bryter

MEMS optisk bryter er basert på mikroelektrokanisk system. Det vedtar optisk mikrospeil eller optisk mikroskoparray for å endre forplantningsretningen til lysstrålen for å realisere bryteren av optisk bane. Prinsippet om MEMS optisk bryter er veldig enkelt. Når du utfører optisk utveksling, kan inngangslampen byttes til forskjellige utgangsender av den optiske bryteren ved å flytte eller endre vinkelen på MEMS mikrospeil drevet av elektrostatisk eller magnetisk kraft, slik som å realisere bryteren og på / av optisk bane. Det skjematiske diagrammet vises i følgende figur:

MEMS optical switch operating principle

Prinsippet om 2×2 port optisk bryter basert på MEMS-teknologi er vist i figuren. Fire optiske waveguider er satt i fire retninger, og et vertikalt MEMS mikrospeil er satt i en 45° vinkel. Når mikrospeilet ikke er involvert i den optiske banen, er bjelkene fra waveguide 1 og 2 skrevet til henholdsvis waveguide 3 og 4, og porttilkoblingstilstandene er henholdsvis 1→3 og 2→4, som er rett tilstand. Når mikrospeilet settes inn i den optiske banen, reflekteres lysstrålene fra waveguide 1 og 2 av mikrospeilet og esned til portene 4 og 3. Tilkoblingsstatene til portene er 1→4 og 2→3, som er kryssstater.

MEMS optical switch

Arbeidsprinsipp på 2×2 port MEMS optisk bryter, venstre figur: rett tilstand, høyre figur: krysstilstand

Mekanisk optisk bryter & Sammenligning av fordeler og ulemper ved MEMS optisk bryter

Sammenligning av fordeler og ulemper

Fordeler

Ulemper

Mekanisk optisk bryter

Lavt innsettingstap;

Isolasjonsgraden er høy;

Den er uavhengig av bølgelengde og polarisering;

Produksjonsprosessen og teknologien er moden

Koblingstiden er lang;

Stort volum bidrar ikke til å lage en stor optisk brytermatrise

OPTISK MEMS-bryter

Lite volum, høy integrasjon;

Høy skalerbarhet;

Lavt polariseringstap;

Rask koblingshastighet

Den høye prisen;

Produksjonsprosess og tekniske krav er høye

Med den raske utviklingen av optisk kommunikasjon er rollen som optisk sammenkobling og optisk utveksling som optiske nettverksnoder mer og mer viktig, og anvendelsen av optiske brytere er mer og mer omfattende. MEMS optisk bryter har fordelene med kompakt, rask koblingshastighet og enkel utvidelse, og har fordelene med lavt innsettingstap, lav krysstabell; lav polariseringsfølsomhet, høy utryddelsesforhold og waveguide-bryter med høy koblingshastighet, lite volum og enkel storskala integrasjon. Det vil være den viktigste trenden i utviklingen av storkapasitetssvitserte optiske nettverkssvitser.