一种MEMS可调光衰减器性能测试及动态响应分析

一种基于微细电火花加工(EDM)技术的非硅基MEMS可调光衰减器,以电磁线圈驱动微反射镜.本文介绍该器件特性测试及动态响应分析,结果表明,驱动电压为0～8 V,工作范围0～35 dB,动态响应时间为2 ms,插入损耗小于0.8 dB,回波损耗小于－50.5 dB.     

一种新型微机电系统可调光衰减器

一种新型的低成本、小体积的电磁驱动微机电系统可调光衰减器,可用于密集波分复用系统中各信道的动态增益平衡。该器件采用电磁线圈驱动绕100微轴转动的微反射镜,运动部件行程极小。驱动电压为0～8V,工作范围0～35dB,动态响应时间小于2ms,插入损耗小于0．8dB,回波损耗小于-50．5dB。器件采用微细电火花加工技术制作,加工精度为微米量级。技术成熟,工艺简单,易于批量生产。采用有限元分析软件ANSYS对器件的结构建模,对电磁场及衰减曲线进行了理论分析,并与实测数据进行了比较,得出了相当满意的结果。     

超小型非硅基微机械可调光衰减器

研制了一种新型的超小型电磁驱动微机械可调光衰减器（VOA）.该器件采用电磁驱动器转动硅基微镜改变光路实现可调衰减,在结构上采用了全磁性回复,完全摆脱了通常的弹性回复造成的部件疲劳、零点偏移等器件重复性问题.驱动电压为0～5 V,工作范围0～40 dB,插入损耗小于0.8 dB,回波损耗小于－50 dB.器件重要部件采用微细电火花加工(EDM)技术制作,并应用FEA软件进行了结构优化,对衰减响应进行了详尽的理论分析.该VOA设计体积仅为25×10×7 mm3,可构成阵列应用于波分复用（WDM/DWDM）系统中各信道的动态信号平衡或网络保护.     

基于微流控技术的新型可调光衰减器

基于微流控技术提出了一种新型可调光衰减器核心芯片结构,利用微流体和可压缩空气实现光衰减的可控调节,并基于此核心芯片设计了两种应用不同驱动技术的微流控光衰减器。通过高斯光束传播理论、亥姆霍兹方程、光场耦合理论与Mathematics软件分析了光衰减器内部光场分布特性,考虑了流体端面衍射影响,给出了流体端面位置与衰减量的关系及响应时间等性能参数。理论表明基于微流控技术的可调光衰减器衰减范围大于50dB,系统响应时间约为0.01s,具有衰减范围大、响应快、插入损耗小、回波损耗大的优点。所提出的光衰减器为寻求小体积、高性能、易集成、灵活可调的新型光通讯器件提供了新的思路。     

可调光衰减器的光衰减量线性补偿

设计制成一种数字化电磁驱动微机械MOEMS可调光衰减器.与传统可调光衰减器相比,该器件不仅可实现光衰减量数字化电控调节,并且可通过器件结构的优化设计,对光衰减量的非线性进行补偿,最终得到线性衰减.器件性能测试表明,插入损耗IL＜0.3 dB,偏振相关损耗PDL＜0.1 dB,波长相关损耗WDL＜0.2 dB,衰减范围0～40 dB,回波损耗RL＞50 dB.     

光纤型热光可调光衰减器的设计及其衰减分析

提出了一种基于热光调节的可调光衰减器结构。该衰减器通过腐蚀光纤包层到一定厚度和长度后,在表面涂覆较大热光系数的聚合物材料得到。从模场变化角度分析了传输光束的衰减与涂覆材料折射率的关系,并从实验上测试了使用不同涂覆材料时的衰减。理论分析与实验结果均表明在涂覆材料折射率略大于原光纤包层材料折射率时,涂覆材料折射率微小的变化将引起传播光束衰减的大幅度变化,并且光纤被腐蚀的长度越长或包层材料剩余厚度越小,衰减越大。因此,由热光系数大、折射率略大于光纤包层的聚合物材料所组成的可调光纤衰减器,具有衰减调节范围大且功耗小、插入损耗小、成本低、低偏振特性、易于与其它光纤器件耦合或集成等特点。     

光纤直接耦合微加工型可调光衰减器

设计研制了一种新型小体积, 低成本的光纤直接耦合微加工型可调光衰减器. 该器件采用电磁微线圈驱动柔性框架上的活动光纤微位移实现信号功率衰减变化, 驱动电压为0~8 V, 工作范围0~65 dB, 动态时间响应小于2.3 ms. 器件构造工艺主要使用了CNC高精度雕刻和激光点焊封装技术. 利用有限元单元法进行器件理论分析, 并报告了其测试性能.     

基于电润湿微棱镜技术的可调光衰减器特性分析

利用电控改变固液界面湿润角的电润湿微棱镜(EMPs)技术以及双自聚焦透镜组合设计了一类新颖的可调光衰减器,并对该衰减器的衰减性能进行了原理分析和实验测量.理论分析和实验结果表明其具有良好的光衰减控制效应,在不大的电压变化范围(例如135—139V)内即可实现2—60dB的光衰减范围.该器件构思新颖,具有结构简单、容易制作的优点,经过优化后将会在光通信领域得到广泛的应用.缺点是工作电压偏高,需要进一步筛选出介电系数高的物质来作为介电绝缘层材料,以便降低工作电压,达到实际可以使用的目的. 关键词： 微流控光学 电湿效应 可调光衰减器 电润湿微棱镜     

基于MEMS光开关的机群系统光互连网络

基于MEMS光开关设计了星型环型混合拓扑的光互连网络,为其开发了具有硬件路由功能的光互连网络控制卡(ONIC),以LAN为控制网络实现了对MEMS光开光的动态配置。提出了影响网络系统整体性能的关键因素,分析并测试了光互连网络的通信性能。环网稳定带宽达51Mb/s,峰值数据传输率可达1Gb/s,且数据量在3Mb以上时,网络整体性能明显提高。     

基于三波导耦合的聚合物电光可调光衰减器

可调光衰减器(VOA)是密集波分复用(DWDM)网络中的重要器件之一,它的一个重要应用是实现多通道间的功率均衡。提出了一种基于三波导耦合结构的聚合物电光可调光衰减器的设计方案,即利用两个旁侧波导耦合掉主通道波导中的光,从而达到衰减的目的。并运用束传播法(BPM)对该器件进行了相关性能的模拟、分析及优化,使得该结构衰减达到60 dB,驱动电压为11.3 V,插入损耗为0.48 dB。该结构有效的降低了驱动电压,并使该结构的高衰减可调光衰减器得以实现。     

Twin-Bladed Microelectro Mechanical Systems Variable Optical Attenuator

The design and evaluation of a microelectro mechanical systems (MEMS) based variable optical attenuator is reported. The device contains two blades, which are each driven by a separate electrostatic comb microactuator, and move independently to form a variable slit. This device has been fabricated in silicon-on-insulator material which has been back-etched. Electro-mechanical design considerations, including factors to minimise the side instability of the comb drive, are described. Finite element modelling (FEM) of the variable optical attenuator (VOA) is backed up by theoretical results, and the results from the theoretical work verify the findings from the FEM. Optical modelling of the VOA using near field diffraction theory is also reported. Experimentally, the device was driven from 0-34V DC to measure its static characteristics. For dynamic characterisation, the device was operated from 0-28 V AC and its fundamental resonant frequency was measured to be 3 kHz. Optical measurements including wavelength dependent attenuation are also presented.     

Closed-Loop Control of MEMS Variable Optical Attenuator (VOA)

This paper reports the development of an optical power regulator based on surface-micromachined variable optical attenuators (VOAs). By use of closed-loop control circuits, each VOA module implements the functions of power setpoint tracking, disturbance rejection and ripple suppression.     

基于内反射效应的可变光学衰减器

提出一种基于内反射原理的可变光学衰减器，这种利用一加长的棱镜和涂于棱镜上下两底面的SiO2薄膜的简单结构，使随入射角变化的反射光实现弱偏振相关和大动态范围的衰减。     

MEMS与MEMS光开关

微机电系统(MEMS)技术是一种新型制造技术,在光通信的发展中得到广泛的应用,有极大的市场价值.在整个光通信中,光开关是较为重要的光无源器件,在光网络系统中可对光信号进行选择性操作.随着光通信的日益发展,对光开关的技术要求也日益提高,利用MEMS技术制作的新型光开关具有体积小、重量轻、能耗低、集成化程度高等特点,从而日益成为研究的热点.本文简单介绍了MEMS技术和其主要特点,并较详细地阐述了MEMS技术在光通信中的应用,以及MEMS光开关的结构、发展趋势和目前存在的主要问题.     

Optical Interferometric MEMS Accelerometers

Laser interferometry is one of the most accurate measurement technologies whose displacement resolution can reach the femtometer (fm) level. With the development of Micro-Electro-Mechanical Systems(MEMS) technology, many excellent optical interferometric MEMS sensors have emerged, which play an essential role in intelligent manufacturing, aerospace, and many other fields. Among them, optical interferometric MEMS accelerometers develop rapidly due to their high sensitivity, low noise, and anti-electromagnetic interference advantages. Lots of research in optical interferometric chip design, micro-nano fabrication process, signal demodulation algorithm, and range extension technology are performed, and different types of MEMS accelerometers based on the optical interferometric principles are developed, which have been demonstrated and applied in the fields of disaster monitoring, equipment operation and maintenance, and resource exploration. This paper reviews the development status of optical interferometric MEMS accelerometers, mainly focusing on the critical problems and solutions that need to be solved in the development process of optical interferometric accelerometers, and finally introduces the typical application scenarios.