一种3D‑MEMS光开关制造技术

一种3D‑MEMS光开关，包括：准直器阵列、PD阵列、楔方棱镜、分光三角棱镜、微机电系统MEMS微镜、以及与所述PD阵列、所述MEMS微镜连接的核心光开关控制器。本发明专利技术中，将PD阵列集成到核心光开关内部，简化了光开关架构和体积，采用楔方棱镜和分光三角棱镜分光，光信号部分透射到PD阵列用于检测光功率，从而核心光开关控制器根据PD阵列检测到的光信号的光功率调整MEMS微镜，使3D‑MEMS光开关的插入损耗满足预设的衰减区间，本发明专利技术简化了空间光路的设计，有利于实现大规模3D‑MEMS光开关，且节省了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种3D-MEMS光开关
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种3D-MEMS光开关。
技术介绍
随着信息技术的不断发展，DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing，密集波分复用）技术的发展为点到点的光纤大容量传输提供了有效途径。全光通信网在干线上采用DWDM技术扩容，在交叉节点上采用光分插复用器（OADM，OpticalAdd-DropMultiplexer）、光交叉连接器（OXC，OpticalCrossConnect）实现，并通过光纤接人技术实现光纤到家（FTTH，FiberToTheHome）。OXC和OADM是全光网的核心技术，OXC和OADM的核心是光开关和光开关阵列。MEMS（Micro-Electro-MechanicSystem，微机电系统）光开关可分为2D-MEMS（2-DimensionsMicro-Electro-MechanicSystem，二维微机电系统）光开关和3D-MEMS（3-DimensionsMicro-Electro-MechanicSystem，三维微机电系统）光开关，2D-MEMS光开关由于通道间插损不均衡，无法实现大规模开关阵列，3D-MEMS光开关由于每个端口间距离相差小，可实现非常大规模的开关矩阵。则3D-MEMS光开关可实现大容量OXC节点，可应用在大容量光交换领域。3D-MEMS通过微镜的旋转，偏转光路，以达到光路切换的目的。而由于惯性，振动等因素，微镜不能稳定快速地旋转到最佳位置，从而使得3D-MEMS光开关的插入损耗不能达到最佳状态。现有技术中，在光纤的输入端口和输出端口加入功率检测模块，通过对比输入功率与输出功率并将对比结果反馈给微镜，形成一个闭环反馈机制，以控制微镜，从而使微镜校准到最佳状态，使得3D-MEMS光开关的插入损耗达到最小。现有技术中的3D-MEMS光开关，将光开关光功率检测模块和核心光开关模块分离设置，如图1所示，光开关光功率检测模块位于光纤的输入/输出端口，每一路的输入端口都接一个1×2的coupler（耦合器），coupler的两个输出端口可按需求分光，例如：5%：95%、2%：98%或10%：90%等。分光比少的一端接上一个PD（powerdetector，功率检测器），用于光功率检测。分光比多的一端接入到核心光开关模块。输入端的全部coupler和PD置于一个光功率检测模块，输出端同理也形成一个光功率检测模块。现有技术中，在光纤的输入端口和输出端口加入功率检测模块，核心光开关模块与光功率检测模块分离设置，均需通过数据线连接到主控板上，数据线的长短将限制光功率检测模块和核心光开关模块之间的通信速率，从而延长微镜的校准稳定时间；当要实现大规模3D-MEMS光开关时，需使用较多coupler和PD，使得光功率检测模块体积变得非常大，不利于实际使用；每一路使用一个coupler和一个PD，随着3D-MEMS规模的增大，增加了成本。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种3D-MEMS光开关，把光功率检测模块集成到了核心光开关模块内部，实现了光功率检测模块和核心光开关模块的一体化，解决了由于光功率模块和核心光开关模块分离导致的体积大，成本高，MEMS微镜调节稳定时间长的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例第一方面提供了一种3D-MEMS光开关，包括：输入端准直器阵列，输入端MEMS微镜，输出端MEMS微镜，输出端准直器阵列，所述3D-MEMS光开关还包括：楔方棱镜，分光三角棱镜，输入端功率检测PD阵列，输出端PD阵列和核心光开关控制器；所述楔方棱镜置于所述输入端准直器阵列和输入端MEMS微镜之间，用于对来自所述输入端准直器阵列的输入光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输入端MEMS微镜，将另一路光信号反射到所述输入端PD阵列；所述输入端PD阵列，用于检测所述楔方棱镜反射的输入光信号的光功率；所述分光三角棱镜置于所述输出端MEMS微镜和输出端准直器阵列之间，用于对来自所述输出端MEMS微镜的输出光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输出端准直器阵列，将另一路光信号反射到所述输出端PD阵列；所述输出端PD阵列，用于检测所述分光三角棱镜反射的输出光信号的光功率；所述核心光开关控制器，用于根据所述输入端PD阵列检测到的输入光信号的光功率和所述输出端PD阵列检测到的输出光信号的光功率，判断是否需要调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个，若需要调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个，则调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述楔方棱镜包含两个镀膜面，两个镀膜面平行，并与所述楔方棱镜上水平面成45度角，一个镀膜面镀部分反射膜，另一个镀膜面镀高反膜；所述部分反射膜用于对来自所述输入端准直器阵列的输入光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输入端MEMS微镜，将另一路光信号反射到所述高反膜；所述高反膜用于将所述部分反射膜反射的光信号反射到所述输入端PD阵列。在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述分光三角棱镜包含两个镀膜面，两个镀膜面互相垂直，一个镀膜面镀部分反射膜，并与所述分光三角棱镜底面成45度角，另一个镀膜面镀高反膜，并与所述楔方棱镜底面成45度角；所述部分反射膜用于对来自所述输出端MEMS微镜的输出光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输出端准直器阵列，将另一路光信号反射到所述高反膜；所述高反膜用于将所述部分反射膜反射的光信号反射到PD阵列。结合第一方面或第一方面的第一种可能或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述楔方棱镜固定在所述输入端准直器阵列上，或通过支架固定在所述输入端准直器与所述输入端MEMS微镜之间的光路上。结合第一方面或第一方面第一种可能实现方式至第一方面第三种可能实现方式中任一种可能实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述分光三角棱镜固定在所述输出端准直器阵列上，或通过支架固定在所述输出端准直器与输出端MEMS微镜之间的光路上。结合第一方面或第一方面第一种可能实现方式至第一方面第四种可能实现方式中任一种可能实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述楔方棱镜为一整块，或由覆盖一路输入端准直器的小楔方棱镜阵列组成。结合第一方面或或第一方面第一种可能实现方式至第一方面第五种可能实现方式中任一种可能实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述分光三角棱镜为为一整块，或由覆盖一路输出端准直器的小分光三角棱镜阵列组成。结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式至第一方面第六种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述输入端准直器阵列所在平面与所述输出端准直器阵列所在平面互相平行；所述输入端PD阵列所在平面与所述输出端PD阵列所在平面互相平行；所述输入端MEMS微镜所在平面与所述输出端MEMS微镜所在平面互相平行。结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式至第一方面第七种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述核心光开关控制器根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维微机电系统3D‑MEMS光开关，包括输入端准直器阵列，输入端MEMS微镜，输出端MEMS微镜，输出端准直器阵列，其特征在于，还包括：楔方棱镜，分光三角棱镜，输入端功率检测PD阵列，输出端PD阵列和核心光开关控制器；所述楔方棱镜置于所述输入端准直器阵列和输入端MEMS微镜之间，用于对来自所述输入端准直器阵列的输入光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输入端MEMS微镜，将另一路光信号反射到所述输入端PD阵列；所述输入端PD阵列，用于检测所述楔方棱镜反射的输入光信号的光功率；所述输出端MEMS微镜，用于将来自所述输入端MEMS微镜的光信号反射到所述分光三角棱镜；所述分光三角棱镜置于所述输出端MEMS微镜和所述输出端准直器阵列之间，用于对来自所述输出端MEMS微镜的输出光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输出端准直器阵列，将另一路光信号反射到所述输出端PD阵列；所述输出端PD阵列，用于检测所述分光三角棱镜反射的输出光信号的光功率；所述核心光开关控制器，用于根据所述输入端PD阵列检测到的输入光信号的光功率和所述输出端PD阵列检测到的输出光信号的光功率，判断是否需要调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个，若需要调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个，则调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个。...

【技术特征摘要】
1.一种三维微机电系统3D-MEMS光开关，包括输入端准直器阵列，输入端MEMS微镜，输出端MEMS微镜，输出端准直器阵列，其特征在于，还包括：楔方棱镜，分光三角棱镜，输入端功率检测PD阵列，输出端PD阵列和核心光开关控制器；所述楔方棱镜置于所述输入端准直器阵列和输入端MEMS微镜之间，用于对来自所述输入端准直器阵列的输入光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输入端MEMS微镜，将另一路光信号反射到所述输入端PD阵列,所述楔方棱镜包含两个镀膜面，两个镀膜面平行，并与所述楔方棱镜上水平面成45度角，一个镀膜面镀部分反射膜，另一个镀膜面镀高反膜，所述部分反射膜用于对来自所述输入端准直器阵列的输入光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输入端MEMS微镜，将另一路光信号反射到所述高反膜，所述高反膜用于将所述部分反射膜反射的光信号反射到所述输入端PD阵列；所述输入端PD阵列，用于检测所述楔方棱镜反射的输入光信号的光功率；所述输出端MEMS微镜，用于将来自所述输入端MEMS微镜的光信号反射到所述分光三角棱镜；所述分光三角棱镜置于所述输出端MEMS微镜和所述输出端准直器阵列之间，用于对来自所述输出端MEMS微镜的输出光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输出端准直器阵列，将另一路光信号反射到所述输出端PD阵列，所述分光三角棱镜包含两个镀膜面，两个镀膜面互相垂直，一个镀膜面镀部分反射膜，并与所述分光三角棱镜底面成45度角，另一个镀膜面镀高反膜，并与所述楔方棱镜底面成45度角，所述部分反射膜用于对来自所述输出端MEMS微镜的输出光信号分成两路光信号，将一路光信号透射到所述输出端准直器阵列，将另一路光信号反射到所述高反膜，所述高反膜用于将所述部分反射膜反射的光信号反射到PD阵列；所述输出端PD阵列，用于检测所述分光三角棱镜反射的输出光信号的光功率；所述核心光开关控制器，用于根据所述输入端PD阵列检测到的输入光信号的光功率和所述输出端PD阵列检测到的输出光信号的光功率，判断是否需要调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个，若需要调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个，则调整所述输入端MEMS微镜和所述输出端MEMS微镜中的至少一个。2.如权利要求1所述的3D-MEMS光开关，其特征在于，所述楔方棱镜固定在所述输入端准直器阵列上，或通过支架固定在所述输入端准直器与所述输入端MEMS微镜之间的光路上。3.如权利要求1所述的3D-MEMS光开关，其特征在于，所述分光三角棱镜固定在所述输出端准直器阵列上，或通过支架固定在所述输出端准直器与输出端MEMS微镜之间的光路上。4.如权利要求1至3任一项所述的3D-MEMS光开关，其特征在于，所述楔方棱镜为一整块，或由覆盖一路输入端准直器的小楔方棱镜阵列组成。5.如权利要求1至3任一项所述的3D-MEMS光开关，其特征在于，所述分光三...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋臣迪，章春晖，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44