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MEMS光开关的研究

MEMS光开关的研究

作者：葛峻东南大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：光开关单模光纤各向异性腐蚀封装连接损耗

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关于多模梯度光纤维的结构参数的设计

邮电研究 1980年第1期 32-50页

作者：黄定国

引言梯度光纤维与阶跃式光纤维相比较,其优点是:色散小、基带响应宽、通信容量大、光纤损耗也同样可以做到很低。制造工艺比阶跃光纤维复杂,比单模光纤维容易。它是当前光通信走向实用化的一种最有希望的光纤维。光纤维的结构参数决定... 详细信息

引言梯度光纤维与阶跃式光纤维相比较,其优点是:色散小、基带响应宽、通信容量大、光纤损耗也同样可以做到很低。制造工艺比阶跃光纤维复杂,比单模光纤维容易。它是当前光通信走向实用化的一种最有希望的光纤维。光纤维的结构参数决定着它本身的许多技术指标,对光纤维的传输特性影响很大,是光

关键词：折射率分布多模光纤光导纤维包层光纤维阶跃光纤芯径连接损耗相对折射率相对屈光指数折射率差色散结构参数

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多模光纤的接头损耗及模式变换

传输线技术 1981年第4期 54-59页

作者：张明曦

(1)前言目前,采用多模光纤的光通信方式正进入实用化阶段,为此需要各种技术,其中光纤的连接最为重要。现今,随着连接技术的提高,在人孔、隧道等传输线路建设现场,已能获得非常低的接头损耗。可以预料,将来随着接头技术的进一步提高,接... 详细信息

(1)前言目前,采用多模光纤的光通信方式正进入实用化阶段,为此需要各种技术,其中光纤的连接最为重要。现今,随着连接技术的提高,在人孔、隧道等传输线路建设现场,已能获得非常低的接头损耗。可以预料,将来随着接头技术的进一步提高,接头损耗将益发降低。但是,届时由于熔融连接时所外加的热及压进光纤,或者在 V 槽连接中,由于纤维之间有间隙,所以在连接部的折射率分布处,会产生与原来光纤的折射率分布相异的波动。可以设想,这种连接部的折射率分布的波动,会引起接头损耗及模式变换,而接头损耗及模式变换将使传输线路的特性受到影响。传

关键词：模式变换连接部折射率分布连接损耗

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单模光纤的重要参数—模场直径

光通信研究 1984年第4期 13-27页

作者：陶作民张万金

本文阐述有关单模光纤模埸直径的定义、特性、用途和测量方法,模埸直径是表征单模光纤结构参数和传输特性的有用参数,可导出等效阶跃折射率光纤参数,并能预计单模光纤的连接埙耗、微弯损耗、散射特性、色散特性和截止波长等。根据对模... 详细信息

本文阐述有关单模光纤模埸直径的定义、特性、用途和测量方法,模埸直径是表征单模光纤结构参数和传输特性的有用参数,可导出等效阶跃折射率光纤参数,并能预计单模光纤的连接埙耗、微弯损耗、散射特性、色散特性和截止波长等。根据对模埸直径的定义,CCITT推荐两种参考测试法,即传输埸法和横向偏移法。

关键词：模场直径光纤包层连接损耗重要参数

LED-梯度型光纤传输系统中的光纤的最佳结构参数

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激光通信 1981年第3期 69-78页

作者： Toshiki P 林金昌日本日立公司

低损耗多模光纤的损耗由瑞利(Rayleigh)散射损耗和微弯曲损耗组成。这些损耗和光纤的结构参数有关。另一方面,从光源耦合进来的光功率和光纤的连接损耗也与这些参数有关。本文考虑以LED为光源和梯度型光纤为传输线的组合,并讨论能得到... 详细信息

低损耗多模光纤的损耗由瑞利(Rayleigh)散射损耗和微弯曲损耗组成。这些损耗和光纤的结构参数有关。另一方面,从光源耦合进来的光功率和光纤的连接损耗也与这些参数有关。本文考虑以LED为光源和梯度型光纤为传输线的组合,并讨论能得到最长的光发射机和接收机之间的许可跨距的最佳参数。

关键词：多模光纤光发射机包层跨距光导纤维折射率差芯径连接损耗 LED 结构参数

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六芯光缆活动连接器

光纤与电缆及其应用技术 1980年第5期 26-32页

作者：王新恩范建顺

本文介绍已研制成功的六芯光缆活动连接器,它具有插入损耗低、重复性好,插拔容易、使用方便等优点。文中讨论了光纤的固有损耗、费涅尔反射损耗以及光缆连接器的连接损耗等。并分别给出损耗公式和损耗曲线。文中详尽地分析影响连接器插... 详细信息

本文介绍已研制成功的六芯光缆活动连接器,它具有插入损耗低、重复性好,插拔容易、使用方便等优点。文中讨论了光纤的固有损耗、费涅尔反射损耗以及光缆连接器的连接损耗等。并分别给出损耗公式和损耗曲线。文中详尽地分析影响连接器插入损耗的各种因素,概述了本连接器的结构设计。它由光路准直系统,电气连接系统、加强元件连接机构和插头与插座联接装置等四部分组成。还简要地介绍了加强元件连接机构的作用及其安装方法、研磨抛光的工艺过程和精度要求。本连接器还设计了六对信号接插件,用于连接光缆中的信号线,以便作为中继站的供电和工程施工联络之用。最后介绍了测试方法,所测得的插入损耗平均为1.47db,已接近国外实验室同类器件的技术指标。

关键词：光纤数值孔径光导纤维连接损耗光缆连接器插头座

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各种单模光纤特性的比较

光通信研究 1984年第2期 14-23页

作者：赵灵基

本文按照折射率分布规律对单模光纤进行分类,重点综述它们各自的特点,并加以分析、比较。

关键词：单模光纤光导纤维包层折射率分布连接损耗折射率差

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长波长单模阶跃光纤维结构参数的设计

光通信研究 1982年第1期 1-10页

作者：黄定国

长波长单模光纤与多模光纤维相比较,其优点:没有模间色散,在1.0～1.6μm长波长波段内可以控制波导色散与材料色散相抵消而得到零色散波长,所以传输带宽很宽,可以实现千兆毕/秒级码率的特大通信容量;在长波长波段内,单模光纤的衰耗可以... 详细信息

长波长单模光纤与多模光纤维相比较,其优点:没有模间色散,在1.0～1.6μm长波长波段内可以控制波导色散与材料色散相抵消而得到零色散波长,所以传输带宽很宽,可以实现千兆毕/秒级码率的特大通信容量;在长波长波段内,单模光纤的衰耗可以做得很低,甚至达到0.2dB/km的极低衰耗,使通信距离大大延长。因此,单模光纤维作为将来的长中继距离(百公里量级)的特大通信容量的光传输线路的设想正在逐渐变为现实。

关键词：单模阶跃光纤波段截止波长包层直径单模光纤光导纤维折射率分布折射率差单模传播连接损耗零色散波长结构参数

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光纤通信

激光通信 1982年第2期 52-65页

作者：朱金标

最近光纤传输技术显著地进步,在广阔的领域内向着实用化推进。本文仅涉及两三年后的研究倾向,归纳了长波长技术、单模光纤技术以及光发射、接收元件的使用技术状况。

关键词：连接损耗单模波段长波长芯径不可约模激光模光纤传输技术半导体激光器半导体光激射器折射率差