全光网络中的MEMS光开关研究新进展

光开关是未来全光网络中关键的光交换器件。MEMS技术由于其自身的诸多优点而被认为是目前最有前景的光器件制作技术之一。本文简要论述了MEMS光开关与其他类型光开关的区别,介绍了MEMS光开关的特性,并分别就二维、三维及最近提出的一维MEMS光开关进行了介绍和比较。最后,综合探讨了MEMS光开关目前所面临的各种挑战。     

3D MEMS全光交换系统

全光交换被誉为通讯网络迈向宽带网络中必不可缺的关口,AGERE SYSTEMS(原朗讯科技微电子部)已经推出实际商用化的全光交换产品,使得MEMS光开关逐步从实验室走向市场商用化。从目前业界不断涌现的技术方向看,MEMS似乎会成为大容量交换技术的主流;尽管,液晶交换和别的技术同样也可适用于未来的全光网络。     

超高速半导体全光开关技术

介绍了半导体全光开关的种类、特点和应用,根据其结构形式,并导体全光开关可分为平面型和波导型两种,根据其工作机理,波导型全光开关又可分相移型和频移型两类,同时,在已经报道的100Gbit/s以上的光传输系统实验中证明了全光交换的高效性。     

基于砷化镓衬底的RF MEMS膜开关

射频微机械开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景。但是目前的微机械开关都是制作在硅基衬底上的 ,难于与后面的高频砷化镓处理电路相集成。本文介绍了基于砷化镓衬底的RFMEMS膜开关 ,着重介绍了开关的工作原理、制作过程和测试结果     

基于砷化镓衬底的RF MEMS膜开关

射频微机械开关由于其优越的高频特性在微波和毫米波电路中表现出巨大的应用前景.但是目前的微机械开关都是制作在硅基衬底上的,难于与后面的高频砷化镓处理电路相集成.本文介绍了基于砷化镓衬底的RF MEMS膜开关,着重介绍了开关的工作原理、制作过程和测试结果.     

斜拉梁结构的RF-MEMS开关制作研究

介绍了一种新型斜拉梁结构的电容耦合式开关的制作.该开关的上电极采用斜拉梁支撑结构以提高上电极的平整性和开关整体的可靠性,通过优化开关的结构,将开关的谐振点频率降低到20 GHz附近.制作过程中将平面工艺和垂直喷镀工艺相结合,获得了较厚的共面波导传输线.开关的驱动电压为20 V,在20 GHz下,＂开＂态插入损耗为1.03 dB,＂关＂态隔离度为26.5 dB.     

全光开关系统接近实际应用

全光开关系统接近实际应用由于缺少光开关系统，现实世界中一直未能使用全光通讯网络。包括使用甚窄光谱宽度半导体激光器和掺饵光纤放大器的单馍色散移动光纤在内的所有其它必要元件均已有了。这种网络实际能以无限速度工作。正在发展用于通讯系统的自由空间光子开关技术...     

横向接触式RF MEMS开关

提出了一种横向接触式RF MEMS开关,采用金属叉指结构进行驱动。通过结构建模和性能仿真,对叉指结构进行了优化,提高了机械性能,减小开关的尺寸。通过加大横向接触面积,降低接触电阻,减小开关导通态的插损,提高了开关的射频性能。利用低温表面牺牲层工艺在砷化镓衬底上进行了开关的流片,通过工艺的改进最终得到满意的流片结果。测试结果表明:在DC-20GHz频率范围内,开关的插入损耗小于0.3dB,隔离度大于20dB。     

串联MEMS开关的一种等效电路模型

本文建立了串联悬臂梁MEMS开关的一个等效电路模型 ,利用该模型研究了开关的微波传输性能 ,并与有限元方法仿真的结果进行比较 ,结果表明 ,本文所建立的模型能很好地反映开关的微波特性     

双膜桥微波MEMS开关

介绍了一种双膜桥微波MEMS开关,给出了开关的设计与优化方法,建立了开关的仿真模型,使用硅表面微机械工艺制造了双膜桥开关样品,其主要结构为硅衬底上制作CPW金属传输线电极和介质层,然后制作具有微电感结构的金属膜桥,提高了开关隔离度.利用HFSS软件仿真的结果表明,该开关在微波低频段(3～6GHz)有着很好的隔离性能.研制的开关样品在片测试的电性能指标为:插损小于0.3dB,隔离度大于40dB,驱动电压小于24V.     

双膜桥微波MEMS开关

介绍了一种双膜桥微波MEMS开关 ,给出了开关的设计与优化方法 ,建立了开关的仿真模型 ,使用硅表面微机械工艺制造了双膜桥开关样品 ,其主要结构为硅衬底上制作CPW金属传输线电极和介质层 ,然后制作具有微电感结构的金属膜桥 ,提高了开关隔离度。利用HFSS软件仿真的结果表明 ,该开关在微波低频段 (3～ 6GHz)有着很好的隔离性能。研制的开关样品在片测试的电性能指标为 :插损小于 0 .3dB ,隔离度大于 4 0dB ,驱动电压小于 2 4V。     

全光网络中的MEMS光开关

介绍了目前国内外光纤通信系统中所涉及的电磁驱动移动式MEMS光开关、静电驱动式光开关、基于MEMS光大器的可扩展型光开关矩阵、喷墨气泡MEMS光开关、开环式1×N波长选择MEMS光开关。对这些器件的结构原理,制造方法及其性能指标作了分析。把这些器件的性能指标和当前光纤通信系统中的光开关的性能要求进行比较,分析了这些器件的应用前景。最后,对MEMS光开关做出了展望,指出了今后MEMS光开关的进一步研究方向。     

应用于全光网络的光开关技术研究

随着信息技术、光通信技术的发展,全光网络（AON）成为信息时代的主流,OXC光交叉连接）、OADM（光分插复用）是全光网络的核心,而光开关是实现OADM、OXC的关键器件,因此研制应用于全光网络的光开关具有重大意义。重点对光开关在OADM、OXC中的应用及光开关可能采取的方案进行研究,认为在未来的光纤通信集成电路（IC）的芯片之争中,微机电系统（MEMS）光开关技术举足轻重。     

高隔离度S波段MEMS膜桥开关

常规的 MEMS膜桥开关在 1 0 GHz以上频段才具有低插损、高隔离度 (>2 0 d B)的优点。文中介绍了一种应用于微波低频段—— S波段的高隔离 MEMS膜桥开关 ,给出了开关的设计与优化方法 ,建立了开关的等效电路模型。通过双膜桥结构、选择高介电常数的介质膜、微电感结构膜桥这些措施 ,达到提高开关隔离度的目的。利用 HFSS软件仿真的结果表明 ,该开关在微波低频段 (3～ 6GHz)有着很好的隔离性能。开关样品在片测试的电性能指标 :插损 <0 .3 d B,隔离度 >40 d B,驱动电压 <2 0 V     

RF MEMS开关的设计分析

针对具有低损耗、高隔离度性能的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)开关,介绍了串联DC式和并联电容式的开关结构模型,并对并联电容式MEMS开关的工作原理、等效电路模型和制造工艺流程进行了描述,利用其模型研究了开关的微波传输性能,设计了一款电容耦合式开关并进行了仿真。由仿真结果可得,开关"开态"时的插入损耗在40 GHz以内优于-0.3 dB;开关"关态"时的隔离度在20～40 GHz相对较宽的频带内优于-20 dB。     

相移型全光开关在OTDM通信系统中的应用

时分复用光开关技术是光时分复用(OTDM)光纤通信系统与光纤网络的关键技术之一,主要对相移型光开关构成的全光解复用器和分插复用器的结构和工作特性进行综述.     

双膜桥微波MEMS开关

介绍了一种双膜桥微波MEMS开关，给出了开关的设计与优化方法，建立了开关的仿真模型，使用硅表面微机械工艺制造了双膜桥开关样品，其主要结构为硅衬底上制作CPW金属传输线电极和介质层，然后制作具有微电感结构的金属膜桥，提高了开关隔离度。利用HFSS软件仿真的结果表明，该开关在微波低频段(3～6GHz)有着很好的隔离性能。研制的开关样品在片测试的电性能指标为：插损小于0．3dB，隔离度大于40dB，驱动电压小于24V。     

液晶盒表面取向排列对光敏混合液晶全光开关性能的影响

利用混合液晶,实验研究了间隔厚度为125μm的向列相液晶(NLC)盒的无定向排列、平行排列和扭曲排列3种表面取向 排列方式对全光开关性能影响。全光开关采用光 敏混合液晶(15% BMAB,85% NLCs)注入NLC盒制作而成。实验结果表明,无定向排列NLC盒 和扭曲排列NLC盒都可实现全光开关效应;扭曲排列NLC盒的表面取向作用不仅可以提 高全光开关的稳定性和重复 性,还可以提高全光开关的调制深度和响应速度;相对无定向排列NLC盒,扭曲排列NLC盒 制作的全光开 关的稳定性和上升响应速度分别提高了1倍,调制深度提高了4.8dB 。实验验证了NLC盒的表面取 向作用可提高全光开关性能,对提高结合光敏液晶和光纤制作光控全光纤器件的性能有重要 指导意义。     

多层UV-LIGA惯性开关温度可靠性评估研究

为了评估采用UV-LIGA技术制作的多层MEMS惯性开关的温度可靠性,进行了可靠性强化试验。介绍了开关的结构特征、工作原理和制作工艺。建立了试验系统,对开关进行温度循环和振动冲击试验。利用扫描电子显微镜观察开关失效模式,并利用公式进行热应力分析。试验结果表明,开关主要失效模式为位错和分层。开关热应力分析结果表明,种子层为开关薄弱位置。结合可靠性强化实验和热应力分析结果,从结构设计和制作工艺角度提出了可靠性强化方法。该研究为应用于极限温度环境下的多层UV-LIGA惯性器件的设计与制作提供了试验依据。