一种电磁驱动双稳态光开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电磁驱动双稳态光开关，包括：光开关边框；设置于所述光开关边框内部镂空区域的可动中央平台；可扭转的连接所述可动中央平台和所述光开关边框的一对扭梁，所述一对扭梁沿所述可动中央平台的中心线对称分布；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一驱动线圈和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二驱动线圈；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一组软磁条和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二组软磁条；设置在所述一对扭梁上的一对引线，所述一对引线的第一引线电连接第一驱动线圈至第一外部电极，所述一对引线的第二引线电连接第二驱动线圈至第二外部电极；以及第一限位结构和第二限位结构。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁驱动双稳态光开关
本技术涉及微机电系统(MEMS)领域，尤其涉及一种电磁驱动的双稳态MEMS光开关。
技术介绍
20世纪90年代以来，光通信技术得到了快速的发展，尤其是2000年以后，随着各类移动消费类电子产品的迅猛发展，移动消费类电子产品对网络通信的速度、延迟等质量要求越来越高，而光通信技术很好的满足了相应需求，从而进一步促进了其应用。作为光通信关键环节的光互连与光开关的地位也变得越来越重要，传统的以电为核心的开关已不能满足高速、大容量光通信的需求。尤其是全光传输网，取而代之的是全光开关，全光开关是以光为核心实现光的通断和交互连接的系统部件，在工作时，不存在光电的转换，先天的优势促使其逐渐成为传统开关的替代者。光开关为了满足日益进步的光通信技术要求，必须具备低损耗、高稳定的特征，同时在移动通信中的应用，又需要满足低功耗的要求。随着微机电系统(MEMS)技术的发展，出现了MEMS光开光，它与通常的MEMS产品一样，具有体积小、成本低、易集成、稳定性好以及容量大等特点。而现有的MEMS光开关一般采用静电、电致、磁致、形状记忆合金、热等驱动原理来驱动微镜进行升降、旋转等移动来改变光路实现，普遍存在驱动过程中微镜偏转角度较小，微镜偏转后的状态保持需要持续负载，从而导致光开关功耗较高等问题。因此，需要一种新型的MEMS光开，关至少部分的解决以上问题，从而满足市场的需求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，根据本技术的一个实施例，提供一种电磁驱动双稳态光开关，包括：光开关边框；设置于所述光开关边框内部镂空区域的可动中央平台；可扭转的连接所述可动中央平台和所述光开关边框的一对扭梁，所述一对扭梁沿所述可动中央平台的中心线对称分布；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一驱动线圈和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二驱动线圈；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一组软磁条和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二组软磁条；设置在所述一对扭梁上的一对引线，所述一对引线的第一引线电连接第一驱动线圈至第一外部电极，所述一对引线的第二引线电连接第二驱动线圈至第二外部电极；以及第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构用于限制所述可动中央平台的偏转角度。在本技术的一个实施例中，所述可动中央平台的背面设置有反射镜。在本技术的一个实施例中，所述第一驱动线圈和所述第二驱动线圈的绕线方向相反，在通电时产生方向相反的电磁场。在本技术的一个实施例中，所述第一组软磁条设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一驱动线圈的外侧，且与扭梁垂直。在本技术的一个实施例中，所述第二组软磁条设置在所述可动中央平台正面第二侧的第二驱动线圈的外侧，且与扭梁垂直。在本技术的一个实施例中，所述第一限位结构为第一止挡桥，所述第二限位结构为第二止挡桥。在本技术的一个实施例中，电磁驱动双稳态光开关还包括设置在所述可动中央平台上方和/或下方的永磁体，所述永磁体用于产生与所述可动中央平台基本垂直的偏置磁场。根据本技术的另一个实施例，提供一种电磁驱动双稳态光开关，包括：光开关边框；设置于所述光开关边框内部镂空区域的可动中央平台；可扭转的连接所述可动中央平台和所述光开关边框的一对扭梁，所述一对扭梁沿所述可动中央平台的中心线对称分布；设置在所述可动中央平台正面一侧的驱动线圈；设置在所述可动中央平台正面一侧的第一组软磁条和设置在所述可动中央平台正面另一侧的第二组软磁条；设置在所述一对扭梁上的一对引线，所述一对引线的第一引线电连接驱动线圈的第一端至第一外部电极，所述一对引线的第二引线电连接驱动线圈的第二端至第二外部电极；设置在所述可动中央平台上方和/或下方的磁体；以及第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构用于限制所述可动中央平台的偏转角度。在本技术的另一个实施例中，所述第一组软磁条设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一驱动线圈的外侧，所述第二组软磁条设置在所述可动中央平台正面第二侧的第二驱动线圈的外侧，且都与扭梁垂直。本技术提供的一种电磁驱动双稳态光开关，通过在光开关可动反射镜的背面制作电磁驱动线圈和软磁条，并设置垂直于反射镜所在平面的外部偏置磁场，将电磁驱动与永磁偏置保持相结合来实现光开关的开关状态切换和保持。既可以利用电磁驱动器实现反射镜较大的偏转摆角，又可以利用永磁偏置实现无功耗状态保持，实现了大动态范围与低功耗兼顾的技术效果。附图说明为了进一步阐明本技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本技术的一个实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构100的正视(俯视)图。图2示出根据本技术的一个实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构100的截面剖视、透视示意图。图3示出根据本技术的一个实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构100的立体示意图。图4示出根据本技术的另一实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构600的截面剖视、透视示意图。图5示出根据本技术的又一实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构700的截面剖视、透视示意图。图6示出根据本技术的一个实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构工作状态的反射镜反射光信号原理图。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本技术的实施例的全面理解。然而，本技术可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。需要说明的是，本技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。本技术提供的一种电磁驱动双稳态光开关，通过在光开关可动反射镜的背面制作电磁驱动线圈和软磁条，并设置垂直于反射镜所在平面的外部磁场，将电磁驱动与永磁偏置保持相结合来实现光开关的开关状态切换和保持。既可以利用电磁驱动器实现反射镜较大的偏转摆角，又可以利用永磁偏置实现无功耗状态保持，实现了大动态范围与低功耗兼顾的技术效果。下面结合附图1、附图2来介绍根据本技术的一个实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构。图1示出根据本技术的一个实施例形成的一种电磁驱动双稳态光开关结构100的正视(俯视)图；图2示出根据本技术的一个实施例形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁驱动双稳态光开关，包括：光开关边框；设置于所述光开关边框内部镂空区域的可动中央平台；可扭转的连接所述可动中央平台和所述光开关边框的一对扭梁，所述一对扭梁沿所述可动中央平台的中心线对称分布；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一驱动线圈和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二驱动线圈；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一组软磁条和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二组软磁条；设置在所述一对扭梁上的一对引线，所述一对引线的第一引线电连接第一驱动线圈至第一外部电极，所述一对引线的第二引线电连接第二驱动线圈至第二外部电极；以及第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构用于限制所述可动中央平台的偏转角度。

【技术特征摘要】
1.一种电磁驱动双稳态光开关，包括：光开关边框；设置于所述光开关边框内部镂空区域的可动中央平台；可扭转的连接所述可动中央平台和所述光开关边框的一对扭梁，所述一对扭梁沿所述可动中央平台的中心线对称分布；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一驱动线圈和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二驱动线圈；设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一组软磁条和设置在所述可动中央平台正面与所述第一侧相对的第二侧的第二组软磁条；设置在所述一对扭梁上的一对引线，所述一对引线的第一引线电连接第一驱动线圈至第一外部电极，所述一对引线的第二引线电连接第二驱动线圈至第二外部电极；以及第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构用于限制所述可动中央平台的偏转角度。2.如权利要求1所述的电磁驱动双稳态光开关，其特征在于，所述可动中央平台的背面设置有反射镜。3.如权利要求1所述的电磁驱动双稳态光开关，其特征在于，所述第一驱动线圈和所述第二驱动线圈的绕线方向相反，在通电时产生方向相反的电磁场。4.如权利要求1所述的电磁驱动双稳态光开关，其特征在于，所述第一组软磁条设置在所述可动中央平台正面第一侧的第一驱动线圈的外侧，且与扭梁垂直。5.如权利要求1所述的电磁驱动双稳态光开关，其特征在于，所述第二组软磁条设置在所述可动中央平台正面第二侧的第二驱动线圈的外侧，且与扭梁垂直。6.如权利要求1所述的电磁驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁桂甫，戴旭涵，杨卓青，张丛春，王艳，姚锦元，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海,31