随着光通信网络的飞速发展,人们对网络带宽的要求也越来越高。目前在光网络中,光信号之间的交换,一般需要先进行光/电转换,将光信号变成电信号来进行交换,之后再将电信号变成光信号进行传输。由于中间增添了两级光/电转换,使信号传输速率也受到影响,这正是光通信网络中数据传输的瓶颈之一。 现在的主干网上,光信号速率已达T级,直接对光进行分叉复、交叉连接的要求越来越迫切,光开关正是根据这一需求而产生的,其中MEMS光开关以其独特的优势并且已出现就引起了广泛的关注,有了迅速的发展。 MEMS光开关的形式多种多样,不可能样样兼顾,本论文的工作是以一两种MEMS光开关为主要研究对象,进行从设计到测试的系统的研究。在分析了大量的资料之后,我们决定分别设计热驱动和静电驱动的反射镜式光开关。包括光纤选择、结构设计、光纤槽设计和驱动设计等几部分。其中静电驱动四悬臂梁式光开关设计新颖独特,结构简单。利用模拟软件ANSYS分别对这两种光开关进行了结构模拟和耦合场分析。在工艺设计和加工中,我们利用微反射镜式光开关工作的特点和硅材料自身的加工特性,设计了KOH各项异性腐蚀和自对准工艺,通过对最难加工的微反射镜部分SEM照片的观察,我们可以看到大部分样品的镜面表面平滑,取得了较理想的结果。但是由于MEMS加工中工艺的非标准性和工艺设计中的一些不足,取得的样品有好有坏,只有一部分可以用来进行测试。 在取得加工好的光开关样品后,我们还对光开关进行了封装设计以满足测试的需要,由于目前还仅处于测试阶段,我们的封装设计以易于加工和方便手动安装为宗旨,在测试中也发现该封装设计初步达到了我们的要求。利用ACTERNA公司的半导体激光源和光功率计,我们对静电驱动四悬臂梁式光开关进行了反射损耗和插入损耗的测试,其连接损耗结果虽不够理想,但反射损耗的测试结果表明镜面的加工工艺设计是成功的。同时这次测试也是我们发现了自己工作中的不足。在此基础上,我们对光纤槽设计、工艺设计和封装设计都进行了进一步的优化,截至论文完成时,第二次的样品正在加工中。相信在性能指标上可以取得很大的提高。