感知“利”器｜集成光栅调制衰减器的微镜阵列驱动器
2017-06-26 21:27:55   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，专利已不仅仅是创新的一种保护手段，它已成为商业战场中的利器。麦姆斯咨询倾情打造MEMS、传感器以及物联网领域的专利运营平台，整合全产业链知识产权资源，积极推动知识产权保护与有效利用。

Internet和光通信技术的快速发展使光通信网络发生根本的变化。网络已迅速扩展为包括广域网、城域网和接入网的大规模光通信网络。光传送网从大容量宽带传送转变为提供端到端的服务连接，并采用光交换技术来实现动态、快速的波长指配，最终光联网的全光智能光网络成为主要发展趋势。

透明的波长交换，无需光-电-光（OEO）转换，将突破“电子瓶颈”，极大地降低智能光网络的成本。可重构的光上/下路复用器（ROADM，Reconfigured Optical Add-Drop Multiplexer）是智能光网络系统中最为核心的功能模块，其主要作用是对网络系统中的波长资源进行动态的配置、调度和管理。迄今为止ROADM经历了三个功能越来越复杂、强大的发展阶段，形成了三代的ROADM。

第三代ROADM即波长选择开关（WSS，Wavelength Selective Switch）。在原理上由多个波分复用器、多个光开关和一个解复用器组成，可以实现任何一个波长（或多个波长的任意组合）以任何顺序从任何一个端口（或多个端口）路由到任何一个端口（或多个端口）。这使ROADM系统具有了极强的灵活组网能力，同时WSS本身也具有升级扩展能力，为组网带来更大的灵活性。

【推荐发明专利】

《集成光栅调制衰减器的微镜阵列驱动器》

【技术背景】

现有技术的波长选择开关主要采用衍射光栅+微电子机械系统（MEMS）微镜阵列技术方案。其中的MEMS微镜阵列最开始采用一轴转动的微镜阵列，但是在不同通道信号进行切换过程中会短暂干扰经过通道的光信号，即产生hit效应。因此为了使得波长选择开关具有hitless功能，即实现波长选择开关的无干扰，必需采用一轴微镜阵列+衰减器阵列或者二轴微镜阵列实现。其中一轴转动方向控制光通道信号的切换，另一轴或者衰减器阵列是在微镜面进行通道切换时，将信号进行衰减以避免产生hit效应，当到达光通道信号切换位置时，取消光信号衰减，实现hitless的光信号切换。

现有实现波长选择开关的一轴微镜阵列+衰减器阵列方案由于需要单独使用衰减器阵列使得器件整体结构复杂，调试困难。而采用二轴微镜阵列其主要的实现方案有双框架结构的两轴微镜阵列，同时也有两轴梳齿驱动微镜结构。

为了实现微镜的两轴扭转，要求其设计及制造技术都非常高。但在波长选择开关的应用中，二轴微镜的一轴转动只是将光信号衰减到一定程度而不影响其它通道信号即可，并不需要像另一轴需要精确控制扭转角度以此来达到精确的切换通道。而使用衰减器阵列又导致器件结构复杂，调试困难。

【发明内容】

本发明提出一种新颖的集成光栅调制衰减器的微镜阵列驱动器实现一轴方向信号衰减，另一轴进行扭转角度的精密控制。

集成光栅调制衰减器的微镜阵列驱动器由单个集成光栅调制衰减器的微镜驱动器阵列化排布而成。单个集成光栅调制衰减器的微镜驱动器由三个独立的功能部件组成，即下电极结构，中间电极结构和上电极结构共三个独立部分构成。

三个结构一起共同构成了单个集成光栅调制衰减器的微镜驱动器，并进行阵列化排布后形成集成光栅调制衰减器的微镜阵列驱动器。通过控制下电极结构与中间电极结构之间的驱动关系可以使得X轴转动方向基底镜面实现X轴方向转动。而通过控制中间电极结构与上电极结构之间的驱动关系，可以使得Y轴信号衰减方向可动上镜面实现上下平动，使得Y轴方向信号获得期望的衰减值。两者共同控制就可以实现X轴方面镜面转动和Y轴方向信号衰减。

相对于现有实现的二轴微镜阵列技术方案结构简单，可以大大减化二轴微镜阵列器件的设计及制造难度。同时本方案利用静电精密驱动，可以实现微镜面转动角度的精密可控，并可以实现光栅调制衰减器对光信号的衰减。利用本发明提供的二轴微镜阵列驱动器可以实现制作波长选择开关。

【相关微镜相关专利】

《基于MEMS技术的堆叠式二轴微镜阵列驱动器及应用》

《一种大角度扭转微镜面驱动器制作方法》

《一种垂直光滑的反射型微镜的制作方法》

《一种具有阶梯结构底电极的静电扭转微镜及其制作方法》

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