本實(shí)用新型提供一種陣列式光開關(guān),包含光纖陣列、透鏡陣列、第二透鏡陣列和反射鏡陣列芯片;其中,透鏡陣列設(shè)置在光纖陣列和第二透鏡陣列之間;反射鏡陣列芯片包括多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡,設(shè)置在第二透鏡陣列之后;在光學(xué)性能的前提下,減少器件體積,降低功耗,便于大規(guī)模集成使用。
基于MEMS技術(shù)的2×2端口光開關(guān)的原理如圖所示,四根光波導(dǎo)被設(shè)置于四個(gè)方向,一個(gè)豎直的MEMS微鏡被設(shè)置成45°角方向。當(dāng)微鏡未介入光路時(shí),來自波導(dǎo)1和2的光束分別耦合到波導(dǎo)3和4中,端口連接狀態(tài)為1→3和2→4,此為直通狀態(tài);當(dāng)微鏡插入光路時(shí),來自波導(dǎo)1和2的光束經(jīng)微鏡反射,分別耦合至端口4和3,端口連接狀態(tài)為1→4和2→3,此為交叉狀態(tài)。

光開關(guān)具有一個(gè)或多個(gè)可選擇的傳輸窗口,可分為2×2,1×N,M×N多種端口配置形式。光開關(guān)在光纖通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用,其實(shí)現(xiàn)技術(shù)多種多樣,包括:機(jī)械光開關(guān)、熱光開關(guān)、聲光開關(guān)、電光開關(guān)、磁光開關(guān)、液晶光開關(guān)和MEMS光開關(guān),等等。其中機(jī)械光開關(guān)和MEMS光開關(guān)是目前應(yīng)用較為廣泛的兩種光開關(guān)。

MEMS光開關(guān)是 基 于 微 機(jī) 電 系 統(tǒng)(micro-electro-mechanical system),采用光學(xué)微鏡或光學(xué)魏鏡陣列來改變光束的傳播方向?qū)崿F(xiàn)光路的切換。MEMS光開關(guān)原理十分簡單,當(dāng)進(jìn)行光交換時(shí),通過靜電力或磁電力的驅(qū)動(dòng),移動(dòng)或改變MEMS微鏡的角度,把輸入光切換到光開關(guān)的不同輸出端以實(shí)現(xiàn)光路的切換及通斷。

光纖通信系統(tǒng)中,光開關(guān)(Optical Switch,OS)主要用于光路中實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的物理切換或其他邏輯操作,多用于光交叉連接OXC(Optical Cross-connect)技術(shù)中作為切換光路的關(guān)鍵器件。
8×16端口MCS光開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖2所示,它包括8個(gè)1×16端口的PLC光分路器和16個(gè)8×1端口的光開關(guān),光分路器通常以PLC技術(shù)制備,而1×N端口光開關(guān)通常采用MEMS技術(shù)。常用的是1×8和1×16端口光開關(guān)