MEMS光開关的研究及市场分析.doc

集成电路专业学年论文 论文题目： MEMS光开关的研究及市场分析 学 院： XX学院 年 级： XX级 专 业： XX 姓 名： XX 学 号： XX 指导教师： XX 2011年 7月 8日 摘要 光开关是光通信网络的重要功能器件,MEMS光开关是最具发展前景的光开关之一。在简介不同种类光开关原理特点的基础上，详细分析了当前主要的MEMS光开关的分类、结构、工艺与性能特点，并给出了研究与发展情况和采用MEMS体硅工艺制作的三种结构的微机械光开关。它们的工作原理都基于硅数字微镜技术。这三种光开关采用了静电力驱动，具有较低的驱动电压。在硅基上制作了光纤自对准耦合槽，并对光开关的开关特性进行了计算机模拟与分析，并进行结果分析。 关键词 微机械；光开关；开关阵列；微镜；硅-玻璃键合；光纤通信 Abstract Optical switch is an important functional device in optical fibre communication networks, MEMS optical switch is one of the most promiseful optical switches. This paper introduces basic principles and characters of several kinds of optical switches, and illustrates the classification, structures, fabrication methods and functional characters of current MEMS optical switch in details. And recent development and progress on this research area are presented and three kinds of MEMS optical switches with different mechanical structures are produced by the bulk-micromachining processes. Their principles of operation are all based on silicon digital micro mirrors technology. The electrostatic actuators with low driving voltage are used in the three kinds of optical switch. The grooves used for optical fibers being self-aligned coupling are made on silicon substrate for device. Computer simulation and analysis of on-off characteristic show that the second and the third optical switches have switching time. Key words MEMS; optical switch; switch array; micro mirror; silicon-on-glass bonding；optical fiber communication 目录 摘要 I Abstract II 前言 3 第一章 光开关的种类 4 1.1 微机械光开关 4 1.1.1 光路遮挡型MEMS光开关 4 1.1.2移动光纤对接型MEMS光开关 4 1.2微镜发射型MEMS光开关 5 1.2.1弹出式微镜光开关 5 1.2.2扭转式微镜光开关 6 1.2.3滑动式微镜光开关 6 1.2.4三维阵列光开关 6 第二章 微机械光开关的原理、设计与分析 8 2.1 MEMS光开关的工作原理 8 2.1.1 水平驱动2D光开关 8 2.1.2 垂直驱动2D光开关 8 2.1.3 扭摆驱动2D、3D光开关 9 2.1.4 2D与3D耦合方式 9 2.2 分析与设计 10 2.2.1 水平驱动2D光开关 10 2.2.2 垂直驱动2D光开关 10 2.2.3 扭摆驱动2D、3D光开关 11 2.3 实验与测试 12 2.3.1 水平驱动2D光开关 12 2.3.2 垂直驱动与扭摆驱动2D、3D光开关 12 2.3.3 测试