一种电磁式双反射镜MEMS光开关制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁式双反射镜MEMS光开关，包括支撑框架，支撑框架的顶部和底部分别设有顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈，顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的中心部位分别设有顶部坡莫合金铁芯和底部坡莫合金铁芯，支撑框架的中部的内壁连接有左双悬臂梁和右双悬臂梁，左双悬臂梁和右双悬臂梁之间连接有具有磁性的弹性平台，弹性平台的顶部和底部的中心部位分别设有上光反射微镜和下光反射微镜，弹性平台上水平穿设有中央通孔。本发明专利技术的电磁式双反射镜MEMS光开关，通过底部平面驱动线圈和顶部平面驱动线圈产生的电磁力吸引弹性平台发生上下位移，从而完成三条光路切换，具有响应快速且稳定、集成能力好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁式双反射镜MEMS光开关
本专利技术涉及一种电磁式双反射镜MEMS光开关，属于光开关

技术介绍
光纤通讯从上世纪80年代开始发展，在数字信息时代中扮演着十分重要的角色。随着虚拟现实、物联网、高清视频直播等日常应用上发展以及电力、交通、航天等国家重点部门上的网络升级，当前通讯技术对于带宽的要求越来越高，寻求一种大容量的网络成为了主要的研究对象。光纤网络凭借其巨大的容量，优秀的透明性、广泛的兼容性和良好的扩展性，成为当前时代的主流通讯网络。光信号在传输的过程中需要不断进行交换，日常中使用交换机和路由器来完成这些工作。然而此类设备对于信号的处理无法直接处理光信号，需要进行光电光的转换，由此产生的延迟会严重限制网络传输速度。所以为了解决该问题而提出了全光通信，全光通信指的就是仅使用光信号作为传输载体的通信模式。光开关就是实现全光通信，完成光交叉连接(OXC)的关键器件。它的主要作用是将输入端口的光信号切换到输出端口，从而完成光信号交换。其性能评估则是基于插入损耗，抗串扰能力，开关响应速度，尺寸规模大小以及功率消耗等。传统的光开关有着体积较大，能量损耗大，并且响应速度慢的缺点。而MEMS(微机电系统)光开关，由于具有成熟的MEMS加工工艺，能够实现大规模的生产，便于产业化，同时在性能评估上也有很大的优势，特别是在响应速度、尺寸规模以及集成能力上。常见的MEMS光开关大多采用如专利CN102928977A和专利CN208079039U所示的双光路模式，虽然能耗小且响应快，但是在集成能力上还有进一步提高的空间，目前的双光路的MEMS光开关阵列，一旦产生光开关故障也无法及时得到处理。由此，需要一种新型的MEMS光开关来解决上述问题，从而满足深层的市场需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种电磁式双反射镜MEMS光开关。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种电磁式双反射镜MEMS光开关，包括竖直设置的支撑框架，所述支撑框架的顶部和底部分别水平对应设有可通入正向电流或反向电流的顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的绕线方向相同，且在通电时产生方向相同的电磁场，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的中心部位分别对应设有顶部坡莫合金铁芯和底部坡莫合金铁芯，所述支撑框架的中部的内壁连接有呈左右对称分布的、弹性的左双悬臂梁和右双悬臂梁，所述左双悬臂梁和右双悬臂梁之间连接有具有磁性的弹性平台，所述弹性平台的顶部和底部的中心部位分别对应垂直设有上光反射微镜和下光反射微镜，所述弹性平台上水平穿设有中央通孔。一种实施方案，所述支撑框架的顶部和底部分别水平对应设有顶部基底和底部基底，所述顶部平面驱动线圈设于顶部基底的底部，所述底部平面驱动线圈设于底部基底的顶部。一种实施方案，所述顶部基底和底部基底均为玻璃基底。一种实施方案，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈之间串联连接。一种实施方案，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的中心部位分别对应设有两个顶部坡莫合金铁芯和两个底部坡莫合金铁芯。一种实施方案，所述弹性平台内设有磁性介质，所述磁性介质包括但不限于软磁体、硬磁体、永磁体。一种优选方案，所述磁性介质为永磁体，所述永磁体优选铁氧体永磁体。一种实施方案，所述左双悬臂梁和右双悬臂梁的材质为镍。一种实施方案，所述上光反射微镜和下光反射微镜是分别在弹性平台中心位置的上方和下方垂直微结构上溅射的一层金属反射膜。一种实施方案，所述上光反射微镜和下光反射微镜的水平方向上的角度相互垂直。一种实施方案，所述的电磁式双反射镜MEMS光开关可以均匀分布形成光开关阵列。相较于现有技术，本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术的电磁式双反射镜MEMS光开关，以电磁驱动作为驱动方式，通过底部平面驱动线圈和顶部平面驱动线圈产生的电磁力吸引弹性平台发生上下位移，从而完成三条光路切换，在形成阵列后可以提供更多的光路选择，即便某个光开关失灵，也能够通过改变光路来实现正常工作，具有响应快速且稳定、集成能力好的特点，且结构简单，使用方便，成本低廉，具有很好的实用价值。附图说明图1是本专利技术实施例中提供的电磁式双反射镜MEMS光开关的截面示意图；图2是本专利技术实施例中底部平面驱动线圈与弹性平台的位置关系图；图3是本专利技术实施例中顶部平面驱动线圈与引线柱的位置关系图；图4是本专利技术实施例中5x5电磁式双反射镜MEMS光开关阵列图；图5是本专利技术实施例中5x5电磁式双反射镜MEMS光开关阵列原理示意图；图中标号示意如下：1、支撑框架；2、顶部平面驱动线圈；3、底部平面驱动线圈；4、顶部坡莫合金铁芯；5、底部坡莫合金铁芯；6、左双悬臂梁；7、右双悬臂梁；8、弹性平台；81、中央通孔；9、上光反射微镜；10、下光反射微镜；11、顶部基底；12、底部基底；13、第一引线柱；14、第二引线柱；15/16/17/18/19/20/21/22/23/24/25/26/27/28/29/30/31/32/33/34/35/36/37/38/39/、双反射镜光开关；40/41/42/43/44/、光纤信号发射点；45/46/47/48/49/50/51/52/53/54/55/56/57/58/59/、光纤信号接收点。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细描述。实施例如图1至图5所示，本专利技术提供的一种电磁式双反射镜MEMS光开关，包括竖直设置的支撑框架1，所述支撑框架1的顶部和底部分别水平对应设有可通入正向电流或反向电流的顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3，所述顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3的绕线方向相同，且在通电时产生方向相同的电磁场，所述顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3的中心部位分别对应设有顶部坡莫合金铁芯4和底部坡莫合金铁芯5，所述支撑框架1的中部的内壁连接有呈左右对称分布的、弹性的左双悬臂梁6和右双悬臂梁7，所述左双悬臂梁6和右双悬臂梁7之间连接有具有磁性的弹性平台8，所述弹性平台8的顶部和底部的中心部位分别对应垂直设有上光反射微镜9和下光反射微镜10，所述弹性平台8上水平穿设有中央通孔81。本专利技术中所述的电磁式双反射镜MEMS光开关的工作原理如下：由于顶部平面驱动线圈2位于支撑框架1的顶部位置，底部平面驱动线圈3位于支撑框架1的底部位置，弹性平台8位于支撑框架1的中部位置，即弹性平台8位于顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3的中间部位，与顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3之间均具有一定的距离，弹性平台8具有磁性，顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3通电会产生电磁力，顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3与弹性平台8之间则会发生磁相互作用，因此，可以通过向顶部平面驱动线圈2和底部平面驱动线圈3中通入正向电流或反向电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁式双反射镜MEMS光开关，其特征在于：包括竖直设置的支撑框架，所述支撑框架的顶部和底部分别水平对应设有可通入正向电流或反向电流的顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的绕线方向相同，且在通电时产生方向相同的电磁场，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的中心部位分别对应设有顶部坡莫合金铁芯和底部坡莫合金铁芯，所述支撑框架的中部的内壁连接有呈左右对称分布的、弹性的左双悬臂梁和右双悬臂梁，所述左双悬臂梁和右双悬臂梁之间连接有具有磁性的弹性平台，所述弹性平台的顶部和底部的中心部位分别对应垂直设有上光反射微镜和下光反射微镜，所述弹性平台上水平穿设有中央通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种电磁式双反射镜MEMS光开关，其特征在于：包括竖直设置的支撑框架，所述支撑框架的顶部和底部分别水平对应设有可通入正向电流或反向电流的顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的绕线方向相同，且在通电时产生方向相同的电磁场，所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈的中心部位分别对应设有顶部坡莫合金铁芯和底部坡莫合金铁芯，所述支撑框架的中部的内壁连接有呈左右对称分布的、弹性的左双悬臂梁和右双悬臂梁，所述左双悬臂梁和右双悬臂梁之间连接有具有磁性的弹性平台，所述弹性平台的顶部和底部的中心部位分别对应垂直设有上光反射微镜和下光反射微镜，所述弹性平台上水平穿设有中央通孔。


2.根据权利要求1所述的电磁式双反射镜MEMS光开关，其特征在于：所述支撑框架的顶部和底部分别水平对应设有顶部基底和底部基底，所述顶部平面驱动线圈设于顶部基底的底部，所述底部平面驱动线圈设于底部基底的顶部。


3.根据权利要求1所述的电磁式双反射镜MEMS光开关，其特征在于：所述顶部平面驱动线圈和底部平面驱动线圈之间串联连接。


4.根据权利要求1所述的电磁式双反...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，苗晓丹，邓伟，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31