OXC-toepassingsveld Die optiese kruisverbindingskakelaar (OXC) is 'n matriks optiese skakelaar vir N × N poorte, wat gebruik kan word om CDC Roadm te bou (kleurloos, geen rigting, geen mededingende herbruikbare lig / af multiplexer nie), soos Figuur 1 wys.
Figuur 1. CDC ROADM struktuur gebaseer op WSS en OXC OXC gebou gebaseer op 1 × N poort optiese skakelaar OXC kan gebou word deur 'n optiese skakelaar van 1 × N poort, soos getoon in FIG. 2, om 'n OXC-module van die N × N-poort te bou, word 'n ligskakelaar vir 1 × N-poort benodig, en die poortnommer N verhoog, OXC Die grootte en koste van die module neem skerp toe, dus die aantal poorte van hierdie OXC is gewoonlik beperk tot 32 × 32 poorte.
Figuur 2. Konstruksie van 8 × 8 poort OXC in 16 1 × 8 poort ligskakelaars OXC gebaseer op 2D MEMS tegnologie Die tweede tegniese oplossing vir die bereiking van OXC is gebaseer op die Cross-Bar optiese skakelaar in MEMS mikroskoop skikking, H. Toshiyoshi en H. Fujita, Universiteit van Tokio, Japan, het die eerste MEMS-tegnologie gerapporteer, met potensiaal vir hawe-uitbreiding. -BAR optiese skakelaar, soos getoon in Figuur 3. Die gerapporteerde toestel het slegs twee invoerpoorte en 2 uitvoerpoorte. Die optiese pad skakelaar word geïmplementeer deur vier MEMS mikromiries, elke mikroskoop het twee toestande, en word op die substraat geplaas om te slaag (OFF status) of Dit is reguit oor die substraat om die straal te reflekteer (AAN toestand).
Figuur 3. DRUISSTAAF-matriks-optiese skakelaar gebaseer op MEMS-kniroskopie Die SEM-foto van die MEMS-skyfie en 'n enkele mikroskoop, en die struktuur van die gedraaide spieël, soos in Figuur 4 getoon. Die mikroskoop word deur 'n polisiliconbalk ondersteun. Wanneer die elektrode nie 'n voorspanning byvoeg nie, bly die mikrospieël in 'n toestand; wanneer krag toegepas word, is die mikrospieël vertikaal by die substraat onder die dryf van elektrostatiese swaartekrag.
Figuur 4. Skematiese diagram van SEM foto's en strukture vir MEMS knirks AT & T Laboratory et al. Gerapporteer die eerste 2D MEMS-gebaseerde matriks optiese skakelaar in 1998, soos getoon in Figuur 5, ten einde N × N poort optiese skakelaar te bereik, 'n N × N-skaal mikroskoop skikking is nodig. Alle optiese paaie van die toestel is in een vlak, en daarom word dit 2D MEMS optiese skakelaar genoem.
Figuur 5. Eerste 2D MEMS matriks optiese skakelaarstruktuur Die skakeling van die optiese pad word bereik deur die mikroskoop wat in Fig. 6, die mikrospieël is aan die substraat vasgemaak, die een kant van die twee kantelstawe, en die ander kant verbind een ontladingstasie, die ontslagstasie is mikro-saamgestel deur een skraper Motorbestuurder, trek die mikroskoop vorentoe. Die mikroskoop word gedeflekteer tydens die getrek proses.
Figuur 6. Skematiese diagram van mikroskoopstruktuur Omm se Li Fan et al. Het in 2002 'n ander MEMS-mikroskoop-skikking vir matriksskakelaars aangemeld, soos in Figuur 7 getoon.
Figuur 7. Omm maatskappy LI Fan et al. 2D MEMS mikroskoop skikking Die matriks optiese skakelaar gebaseer op 2D MEMS mikroskoop skikking het die voordele van 'n eenvoudige struktuur en maklike pakket, maar sy uitbreiding is beperk. Soos gesien kan word uit Figuur 5, is die verhouding tussen verskillende poortskakels, die optiese padlengte baie verskillend, wat koppelingsverliese sal inbring en verlies aan verlies beïnvloed. Die toleransie vir die optiese padverskil hang af van die straalgrootte in die vrye ruimtelike optiese struktuur. Volgens die formule (1), hoe kleiner die kol ω0 is, hoe meer divergeer dit, en die reguit afstand word verkry, hoe korter afstand word verkry.
Soos getoon in Fig. 8 (a), word die twee enkelmodusvesel SMF in Fig. 8 (a), soos die spasiëring tussen die eindvlakke toeneem, word die koppelingsverlies verhoog, en die spasiëring tussen die twee enkelmodusvesels word oor die algemeen beperk tot "20 μm." . Ten einde die veselspasiëring te vergroot om die plasing van 'n verskeidenheid van vrye ruimte optiese elemente moontlik te maak, word 'n termiese diffuserende kern (TEC) vesel of lensvesel gewoonlik onderskeidelik gebruik, soos getoon in Fig. 8 (b) en 8 (c), onderskeidelik. Beide TEC-vesels en lensvesels kan die kolgrootte vergroot om aan te pas by vrye spasie-ligtransmissie. Die spasiëring tussen die twee TEC-vesels kan ~ 10 mm bereik, en die spasiëring tussen die twee lensvesels kan ~ 50 mm bereik word. Vir sommige toepassings wat langer vrye ruimte optiese paaie vereis (soos die 3D MEMS optiese skakelaar wat hieronder genoem word), word 'n kollimasielens dikwels benodig, soos getoon in Figuur 8 (d).
Figuur 8. Koppelmetode tussen vesels Ons weet dus dat die TEC-vesel of lensvesel op die 2D MEMS optiese skakelaar toegepas word, wat help om die lengte van die vrye ruimtelike optiese pad te vergroot om meer MEMS-mikroskopie te akkommodeer om 'n uitbreiding van die optiese skakelaarpoort te bewerkstellig. Die maksimum plekgrootte wat toegelaat word, is egter beperk tot die grootte van die mikroskoop, en die mikroskoopgrootte hang af van die MEMS-ontwerp en -proses. Die mikroskoop deursnee ф "3ω0 (ω0 is kolradius) word gewoonlik benodig om 99% van die optiese krag te reflekteer. Daarom is die maksimum aantal poorte van die 2D MEMS optiese skakelaar gewoonlik beperk tot 32 × 32.
OXC gebaseer op 3D MEMS tegnologie Ten einde die aantal poorte van OXC verder uit te brei, word 3D MEMS optiese skakelaar ontwikkel. Die basiese struktuur van 3D MEMS OXC word in Figuur 9 getoon, wat twee MEMS-mikroskoopskikkings en twee tweedimensionele veselkollimatorskikkings insluit, elke insetveselkollimator wat ooreenstem met een mikroskoop in die eerste MEMS-skyfie. En elkeen van die uitsetveselkollimators stem ooreen met een mikroskoop in die tweede MEMS-skyfie, alle mikromiries op die MEMS-skyfie is twee-as, soos getoon in FIG.
Figuur 9. Basiese struktuur van 3D MEMS OXC ontwikkel deur NTT laboratorium Figuur 10. Skandeerelektronmikroskoop SEM-foto van MEMS-mikroskoop-skikking en tweeassige mikroskoop Die ligstraal vanaf elke insetpoort word onafhanklik beheer deur 'n mikroskoop op die eerste MEMS-skyfie, wat 'n ander mikrospieël op die tweede MEMS-skyfie rig (teikenpoort wat ooreenstem met uitset) deur biaksiale defleksie ( teikenpoort wat ooreenstem met uitset), tweede 'n Mikroskoop verstel die rigting van die gereflekteerde straal deur 'n tweeassige defleksie, wat na die uitsetpoort wys. Daarom kan die optiese sein uitgeruil word na enige uitsetpoort vanaf enige insetpoort deur beheer van twee MEMS-skyfies. Die 3D MEMS OXC word in Oktober 2003 vanaf NTT Labs gerapporteer, en die prototipe foto word in Figuur 11 getoon.
Figuur 11. Foto van die 3D MEMS OXC model ontwikkel deur NTT laboratorium Bell Lab Va Aksyuk et al. Gerapporteer nog 'n 3D MEMS OXC in April 2003, wat vroeër as die NTT laboratorium, hier om die NTT laboratorium werk te noem, want sy OXC struktuur is relatief eenvoudig en Maklik om te ontleed. Die OXC-struktuur en prototipe-foto's wat deur Bell Laboratory ontwikkel is, word in Figuur 12 en 13 getoon, insluitend twee MEMS-mikroskoopskikkings, twee tweedimensionele veselskikkings en 'n Fourier-lens, elke inset - uitsetskakel Nog 'n mikrospieël op die eerste MEMS-skyfie en nog 'n mikrograaf op die tweede MEMS-skyfie.
Figuur 12. 3D MEMS OXC-struktuur ontwikkel deur Bell Laboratory Figuur 13. 3D MEMS OXC prototipes ontwikkel deur Bell Laboratory NTT Laboratory YUKO Kawajiri et al. Gerapporteer nog 'n 3D MEMS OXC, soos getoon in FIG. 14 en 15, waarin 'n ringkonkawe spieël 'n Fourier-lens vervang het. Die gebruik van 'n ringvormige konkawe spieël verminder die depressiewe aberrasie van die randpoort om invoegverlies te verminder.
Figuur 14. Die tweede 3D MEMS OXC-struktuur ontwikkel deur NTT-laboratorium Figuur 15. Foto van NTT Laboratorium Ontwikkeling 3D MEMS OXC Motor Foto Die beginsel van die OXC in Fig. 12 en 14 is soortgelyk, relatief tot die OXC-struktuur in Fig. 9, en die ligstraalgrootte in die vrye ruimte optiese pad is groter, sodat die verlies verminder kan word. Daarbenewens het die OXC-struktuur in Fig. 9 vereis dat die MEMS-mikroskoop 'n groter defleksiehoek het, wat die ontwerpprobleme van die MEMS-skyfie verhoog.
Ons ander produk:
