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MEMS VOA光衰减器的工作原理

2020-04-28 15:33
HYC亿源通
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文章导读:

VOA的优势、类型

MEMS Shutter型VOA

MEMS微镜型VOA

MEMS微镜型VOA中的WDL问题

MEMS微镜型VOA的WDL优化

MEMS(Micro Electro Mechanical System,微机电系统)技术被广泛应用于光纤通信系统中,MEMS技术与光学技术的结合,通常称作MOEMS技术。最为常用的MOEMS器件包括光衰减器VOA、光开关OS、可调光学滤波器TOF、动态增益均衡器DGE、波长选择开关WSS和矩阵光开关OXC。

VOA在光纤通信系统中常用于光功率均衡,在各种技术方案中,MEMS VOA具有尺寸小、成本低和易于制造的优势。最常用的MEMS VOA有两类:MEMS Shutter型和MEMS微镜型,前者通常以热效应驱动,后者通常以静电力驱动。

MEMS Shutter型VOA

基于MEMS Shutter的VOA结构如图1所示,MEMS Shutter被插入两根光纤之间的光路,衰减量取决于被阻挡的光束截面大小。在实际应用中,这种VOA也可以设计成反射型。

MEMS VOA光衰减器的工作原理

图1. 基于MEMS shutter的VOA结构

MEMS微镜型VOA

如图2所示为基于MEMS扭镜的VOA结构,它以双光纤准直器的两根尾纤作为输入/输出端口,准直光束被MEMS微镜反射偏转,从而联通输入/输出端口之间的光路。扭动微镜让光束发生偏转,从而产生光功率的衰减。

MEMS VOA光衰减器的工作原理

图2. 基于MEMS扭镜的VOA结构

MEMS扭镜通常有两种结构,即平板电极和梳齿电极,如图3所示。考虑0~20dB的衰减范围,前者通常需要>10V的驱动电压,后者可将驱动电压降至5V以下。然而,仅仅一个微小的粉尘颗粒就会卡住梳齿电极,因此其生产良率较低。采用梳齿电极的MEMS微镜,通常需要在超净环境下封装。

MEMS VOA光衰减器的工作原理

图3. 两类MEMS扭镜:平板电极和梳齿电极

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