16×16mems阵列光开关

N×M阵列式光开关是光通信网络中非常重要的环节，N×M阵列式光开关的发展要求是整体体积小、响应快、插入损耗低、隔离度高、重复性好，以及成本低。近年来兴起用微机电系统(MEMS)技术制作自由空间的微机械光开关阵列，它具有插入损耗低、隔离度高等机械式光开关的优点，同时体积与机械式光开关阵列相比要小得多，并且易于大批量生产以及光集成或光电集成，成本较低，重复性好，适用于制作阵列式微光开关。
MEMS光开关是 基 于 微 机 电 系 统（micro-electro-mechanical system），采用光学微镜或光学魏镜阵列来改变光束的传播方向实现光路的切换。MEMS光开关原理十分简单，当进行光交换时，通过静电力或磁电力的驱动，移动或改变MEMS微镜的角度，把输入光切换到光开关的不同输出端以实现光路的切换及通断。

光开关具有一个或多个可选择的传输窗口，可分为2×2，1×N，M×N多种端口配置形式。光开关在光纤通信系统中有着广泛的应用，其实现技术多种多样，包括：机械光开关、热光开关、声光开关、电光开关、磁光开关、液晶光开关和MEMS光开关，等等。其中机械光开关和MEMS光开关是目前应用较为广泛的两种光开关。

基于MEMS技术的2×2端口光开关的原理如图所示，四根光波导被设置于四个方向，一个竖直的MEMS微镜被设置成45°角方向。当微镜未介入光路时，来自波导1和2的光束分别耦合到波导3和4中，端口连接状态为1→3和2→4，此为直通状态；当微镜插入光路时，来自波导1和2的光束经微镜反射，分别耦合至端口4和3，端口连接状态为1→4和2→3，此为交叉状态。

机械光开关的工作原理是借助机械装置物理地移动光纤来重定向光信号。通过移动棱镜或定向耦合器，将输入端的光导向所需要输出的端口。机械式光开关分主要有3种类型：一是采用棱镜切换光路技术，二是采用反射镜切换技术，三是通过移动光纤切换光路。
什么是光开关？ 光开关是在一定范围内将光信号从一个光通道转换成另一个光通道的器件，具有一个或多个可选择的传输窗口，是实现光交叉连接、 光分插复用、网络以及自愈保护等功能的核心器件。