在光通信技術高速發(fā)展的當下，光開關作為光信號切換的核心器件，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、光纖通信網(wǎng)絡等場景。其中MEMS光開關憑借損耗低、尺寸小、切換速度快的優(yōu)勢，成為行業(yè)主流選擇。廣西科毅光通信作為專業(yè)光開關生產(chǎn)銷售商，深耕光通信器件領域多年，現(xiàn)將一項低損耗MEMS光開關核心技術解析分享，帶大家了解如何通過結構創(chuàng)新突破傳統(tǒng)技術瓶頸。

一、傳統(tǒng)MEMS光開關的技術痛點

傳統(tǒng)MEMS光開關普遍采用“二維光纖陣列+單準直C透鏡+MEMS反射鏡”的組合方案，雖能實現(xiàn)基本的光信號切換，但存在明顯技術局限：

1.單準直C透鏡軸外像差大，隨著軸外距離增加，光信號耦合效果變差，導致通道插損差異明顯。

2.若想增加端口數(shù)目需采用更小外徑光纖，易造成光纖斷裂，影響器件可靠性，限制了高端口產(chǎn)品研發(fā)。

3.部分方案通過增加透鏡數(shù)量改善像差，卻抬高了物料和生產(chǎn)成本，且波長相關損耗問題未得到有效解決。

二、低損耗MEMS光開關的核心結構創(chuàng)新

廣西科毅光通信引入的低損耗MEMS光開關，通過優(yōu)化光學結構設計，徹底解決傳統(tǒng)技術痛點。該產(chǎn)品主要包含兩種核心實施方案，均采用模塊化封裝設計，確保結構緊湊、調(diào)試便捷。

（一）實施例1：玻璃棒+漸變折射率透鏡組合結構

該方案由殼體、二維光纖陣列、玻璃棒、漸變折射率透鏡和MEMS微鏡依次封裝組成，各部件精準配合形成高效光傳輸路徑。

4.二維光纖陣列包含1個光纖輸入端口和多個光纖輸出端口，其與玻璃棒接觸一側為斜面，玻璃棒對應面也設計為匹配斜面，提升光信號耦合效率。

5.光信號傳輸路徑：從二維光纖陣列輸入端口進入，依次穿過玻璃棒、漸變折射率透鏡，經(jīng)MEMS微鏡反射后，反向穿過漸變折射率透鏡和玻璃棒，最終耦合至目標光纖輸出端口。

（二）實施例2：漸變折射率透鏡獨立結構

該方案簡化了光學組件，由殼體、二維光纖陣列、漸變折射率透鏡和MEMS微鏡直接封裝組成，適用于對尺寸要求更高的場景。

6.二維光纖陣列與漸變折射率透鏡的接觸面均為匹配斜面，減少光信號傳輸過程中的折射損耗。

7.光信號傳輸路徑：從二維光纖陣列輸入端口輸入，穿過漸變折射率透鏡后經(jīng)MEMS微鏡反射，再次穿過漸變折射率透鏡，耦合至光纖輸出端口。

（三）關鍵組件優(yōu)化設計

1.      二維光纖陣列：光纖頭采用方形或圓形分布（如圖1所示），支持橫向擴展，可實現(xiàn)更多端口配置，滿足高端口應用需求。

2.      MEMS微鏡：由微型反射鏡和微機電系統(tǒng)組成，微機電系統(tǒng)可精準調(diào)節(jié)微型反射鏡在水平面和豎直平面內(nèi)的轉動，實現(xiàn)光信號在各輸出端口間的自由切換。

圖1 新型中二維光纖陣列的端面結構示意圖

三、低損耗MEMS光開關的核心性能優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)MEMS光開關，本技術方案通過用“玻璃棒+漸變折射率透鏡”或“獨立漸變折射率透鏡”替代單準直C透鏡，實現(xiàn)多重性能突破：

2. 低插損表現(xiàn)：優(yōu)化光學系統(tǒng)像差，顯著降低插損及插損角向敏感度，提升光信號傳輸效率。

3.高端口拓展：支持光纖陣列橫向擴展，無需依賴小外徑光纖，避免光纖斷裂風險，可實現(xiàn)更多端口配置。

4.成本可控：減少透鏡使用數(shù)量，降低物料和生產(chǎn)成本，同時縮小產(chǎn)品尺寸，提升安裝靈活性。

5.寬帶適配性：改善波長相關損耗和通道插損差異問題，適配寬帶應用場景，兼容性更強。

四、應用場景與行業(yè)價值

低損耗MEMS光開關作為核心光通信器件，可廣泛應用于：

6.數(shù)據(jù)中心：滿足高密度光信號切換需求，提升數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性和效率。

7. 光纖通信網(wǎng)絡：適配長途、城域等各類通信網(wǎng)絡，優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結構。

8.光測試儀器：為光通信設備測試提供精準、低損耗的信號切換支持。

9.其他高端光通信場景：如5G基站配套、量子通信等新興領域。

擇合適的光開關是一項需要綜合考量技術、性能、成本和供應商實力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后，詳細對比關鍵參數(shù)，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術扎實、質量可靠、服務專業(yè)的合作伙伴。

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