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MEMS VOA簡(jiǎn)介與國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

光纖在線編輯部  2008-03-31 11:20:16  文章來源:本站消息  版權(quán)所有,未經(jīng)許可嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載.

導(dǎo)讀:

光線在線特約編輯:萬助軍 

    電調(diào)可變光衰減器(EVOA)是解決DWDM光纖通信網(wǎng)中信道均衡問題的主要途徑之一,而隨著光纖通信由點(diǎn)到點(diǎn)傳輸向動(dòng)態(tài)光網(wǎng)絡(luò)的升級(jí),對(duì)EVOA的市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)。EVOA主要集成在模塊或者子系統(tǒng)中,比如基于TFF濾波片的傳統(tǒng)DWDM模塊,被要求加入VOA實(shí)現(xiàn)信道的動(dòng)態(tài)均衡;基于PLC技術(shù)的AWG,也以AWG+VOA模塊的形式出現(xiàn);在ROADM子系統(tǒng)中,VOA更是不可或缺。
    基于MEMS技術(shù)的VOA是EVOA的主要解決方案之一,具有體積小、功耗低的優(yōu)勢(shì)。MEMS VOA通過靜電或者電磁力驅(qū)動(dòng)一個(gè)扭轉(zhuǎn)反射鏡,使入射光束偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)衰減,如圖1所示,通常以一個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器與MEMS芯片進(jìn)行耦合,實(shí)現(xiàn)緊湊的封裝結(jié)構(gòu),如圖2和圖3所示。
        
                  圖1. MEMS VOA原理和結(jié)構(gòu)
         
                  圖2. MEMS VOA封裝結(jié)構(gòu)一
         
                  圖3. MEMS VOA封裝結(jié)構(gòu)二

    MEMS VOA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題之一是可靠性,支撐反射鏡的扭轉(zhuǎn)梁應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膹椥韵禂?shù),以保證能在適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電壓(靜電驅(qū)動(dòng))或者驅(qū)動(dòng)電流(電磁驅(qū)動(dòng))下偏轉(zhuǎn)足夠的角度,同時(shí)必須有足夠的強(qiáng)度以抗擊震動(dòng)。而且,扭鏡結(jié)構(gòu)的共振頻率設(shè)計(jì),應(yīng)遠(yuǎn)離日常環(huán)境中的振動(dòng)頻率以避免共振損害,一般設(shè)計(jì)在千赫茲以上。
    MEMS VOA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題之二是波長(zhǎng)相關(guān)性(WDL),雙光纖準(zhǔn)直器通過反射鏡的耦合,相當(dāng)于兩個(gè)準(zhǔn)直器之間在角度失配情況下的耦合,其WDL隨失配角度增大而劣化。一個(gè)未進(jìn)行WDL優(yōu)化設(shè)計(jì)的MEMS VOA,當(dāng)中心波長(zhǎng)衰減25dB時(shí),在40nm帶寬內(nèi)的WDL達(dá)1.8dB,如圖4所示。為了便于對(duì)WDL進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),一般采用C-Lens制作雙光纖準(zhǔn)直器,比GRIN-Lens具有更好的設(shè)計(jì)靈活性,經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的MEMS VOA,在40dB衰減范圍內(nèi)的WDL,可以達(dá)到0.4dB以下。當(dāng)然,MEMS VOA也有單通道應(yīng)用情況,對(duì)WDL就沒有那么高的要求了。
       
                     圖4. 未優(yōu)化的WDL指標(biāo)

    目前,國(guó)內(nèi)具有MEMS VOA芯片供貨能力的有海寧華平光電、廣州永大通信和廣州銀訊光電三家公司,前者的技術(shù)來自一位海歸博士,后兩者的技術(shù)來自北美華人,而投資方均為國(guó)內(nèi)企業(yè)。國(guó)內(nèi)比較完整的MEMS工藝線有兩條,分別屬于中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所和北京大學(xué)微電子中心,海寧華平光電就是在這些國(guó)內(nèi)工藝線進(jìn)行流片,推出完全國(guó)產(chǎn)化的MEMS VOA系列產(chǎn)品。
    前述三家公司,均有MEMS VOA封裝能力,而國(guó)內(nèi)一些其他公司,在其模塊或者子系統(tǒng)中有大量的MEMS VOA需求,或者直接購買封裝好的器件,但是為了提升利潤(rùn)空間,均傾向于購買MEMS芯片來自行封裝,如武漢光訊科技、福州高意科技等公司。
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