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用于光通信的微电子机械系统技术进展 　　当前国际上光纤通信领域研究开发的热点是全光网，它是光纤通信技术研究发展的最高阶段全光网的建立是在干线上采用WDM技术扩容，在交叉节点上采用光上下话路(OADM),光交叉连接(OXC和波长路由交换技术来实现目前，我国开展全光网络应用与研宄的重要步骤是:首先将在长途干线上采用WDM技术进行点到点扩容，接着在节点上采用OADMOXC技术上、下话新技术对光器件提出了更高的要求，如技术指标上要求器件具有更高的工作速度、低插入损耗、长工作寿命;体积上由于单元器件的増多，要求有更高集成度;成本上由于网络的扩大，所需器件将大大増加，必须降低成本才能被用户接受采用传统手段制造的光器件难以满足上述要求，器件己成为阻碍光纤通信发展的瓶颈，是当前光网发展亟待解决的问题因此必须积极寻找新技术和新工艺，制造新型光器件，才能实现全光网。 　　近十几年发展起来的微电子机械系统适的制造手段。基于微电子机械系统技术的光器件有以下显著优点： 　　1)技术性能好■如德克萨斯仪器公司研制的数字微镜器件，开关速度高达1〇?,比传统机械开关快两个量级，损耗小于3dB,经过热冲击、温度循环、机械冲击等试验证明器件工作稳定，寿命可达10万小时(12年)以上由于是通过微小机械部件的运动来实现开关功能，因此所需功耗非常小，只需5V电压供电Bell实验室研制的使用微平面镜的K16线阵开关AT T研制的用于光交叉连接的8lt;8光开关也都具有非常优越的性能指标 　　2)集成度高。由于采用集成制造工艺，光器件尺寸很小，这对于光交叉连接使用的光开关阵列非常必要,如采用传统机械开关制作，当N较大时，其体积将是很庞大的使用微电子机械系统技术可以很好地解决这个问题,德克萨斯仪器公司研制的微镜800lt;600光开关，其芯片尺寸只有1cmX1.5cm而且容易实现与微透镜及单模光纤间的耦合，还可以与控制电路集成。 　　3)成本低基于微电子机械系统技术的光器件由于采用集成制造工艺，在工艺定型后，可以大批量生产,其成本必将极其低廉，这对日益发展的光通信产业,具有重要的现实意义。 　　微电子机械系统技术在传感器执行器及控制器等方面已得到广泛应用，尤其是在传感器方面，其市场占有率已达1/4以上。同时，人们也在不断探索、开拓微电子机械系统的新应用领域，以发挥更大的作甩光通信产业为微电子机械系统提供了更为广阔的应用领域，由于光通信产业具有巨大的社会效益和经济效益，因此将微电子机械系统应用到光通信系统必将带动微电子机械系统技术和产业的发展，同时也会推动光通信技术和产业的发展,两者的结合是非常有意义的近几年甩于光通信的微电子机械系统器件在国际上受到广泛重视,世界上重要的通信公司、研究机构大学，如朗讯、AT T贝尔实验室、加利福尼亚大学等已经开始研究和开发微电子机械系统光器件。在1999年召开的国际光纤通信大会(OFC99)上，微电子机械系统光器件被列为一个专题 　　2用于光通信系统的微电子机械系统研究现状 　　微电子机械系统光器件在城域网、长途网、接入网(无源光网PON)和海底网中均可以得到应甩下面介绍几种主要的微电子机械系统光器件特点及研究现状。 　　2.1光开关 　　光开关是使传输通路中的光信号通或断，或进行路由转换的一种光器件，在系统保护、系统监测及全光交换技术中具有重要的作甩传统光开关根据其工作原理分为机械式和电子式两类。机械式光开关是在外力作用下，通过光纤的移动来实现光通路的导通和关闭，串音低、插入损耗小,但由于采用大型驱动和定位机构，开关速度低,体积大，不易集成。采用非线性光学效应的电子式开关速度快、可靠性高、易于集成，但串话高、消光比低微机械技术的迅猛发展，使光开关设计和制造重新受到重视，图1给出了微电子机械系统光开关的典型原理示意图。 　　微电子机械系统光开关具有突出的优点：(1)亚毫秒的开关时间;(2)可忽略的串话;(3)可忽略的偏振损耗;(4)可忽略的波长关系;(5)标准IC制作，低损耗微电子机械系统光开关的驱动方式主要有：(1)静电驱动(库仑静电引力);(2)电致伸缩;(3)磁致伸缩;(4)形变记忆合金;(5)光功率驱动;(6)热驱动;(7)热光驱动。 　　微电子机械系统光开关所用材料大致有：(1)单晶桂、多晶桂、氧化桂、氣氧化桂、氮化硅等硅基材料;(2)AuAl等金属材料;(3)压电材料及有机聚合物等其他材料。 　　微电子机械系统光开关功能实现的方法主要有：(1)光路遮挡;(2)光纤移动对接;(3)微透镜移动，改变光传输方向;(4)微反射镜移动或转动，改变光传输方向;(5)衍射方法，改变光传输方向;(6)改变全反射条件;(7)其他 　　下面介绍几种典型的基于微电子机械系统的光开关技术 　　21.1光路遮挡 　　悬臂梁方式的光开关：在光波导路径