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文檔簡介
1、隨著全社會信息化程度的普遍提高,通信網容量增長迅速,當前光纖通信網中光——電——光的交換方式已經成為限制通信容量的“電子瓶頸”。全光交換是光纖通信網的發(fā)展方向,光交叉連接(OXC)是全光交換的核心,光開關作為OXC的關鍵器件,是當前光通信領域的研究熱點,同時,MEMS光開關由于其眾多優(yōu)點也己成為微機電系統(tǒng)的一個重要研究方向。本文針對OXC應用,提出了一種基于雙軸微反射鏡的自由空間自定位MEMS光開關,研究其設計、分析技術和工藝實現(xiàn)方法,
2、主要內容包括: (1)MEMS光開關的集成化設計方法 論述了MEMS設計中的分層模擬和自底向上與自頂向下兩種設計方法,結合MEMS集成化設計工具,討論了光開關集成化設計方法的體系結構,建立了雙軸微鏡的機電模型和光開關的系統(tǒng)宏模型,奠定了系統(tǒng)級模擬分析的基礎。 (2)雙軸微反射鏡結構的數值分析 在闡述有限元分析思想方法的基礎上,建立了雙軸微反射鏡結構的有限元模型,進行了模態(tài)、剛度和動響應分析;采用耦合場分析
3、工具和方法,對雙軸微反射鏡在正常工作條件下的靜電和結構耦合場進行了分析,同時分析了光開關結構的吸合與釋放電壓。 (3)微鏡光學特性分析 討論了多層鏡面的反射、折射參數及表面粗糙度與光學特性的關系,結合光開關在OXC中的工作方式,以高斯激光束作光源,對于不同的鏡面開孔尺寸和光纖高度,模擬分析了反射鏡面和出射光纖端面的光能和光強分布,計算了不同條件下光開關的插入損耗、回波損耗和串擾等特性參數。 (4)雙軸微鏡MEMS
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