科毅光通信 - 光开关器件与设备生产销售厂商

什么是MEMS光开关？

MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统）光开关是一种基于微机械结构实现光信号路由切换的核心器件。它无需将光信号转换为电信号即可完成路径选择，广泛应用于光网络重构、波长路由及光测试系统中。

其核心优势在于：低插入损耗、高开关速度、低功耗与高集成度，是构建下一代高速光通信网络的关键组件。

图1：MEMS光开关的示意图

一、MEMS技术核心原理

1.1 基础定义

·         MEMS是融合微机械结构、执行器、电子控制电路的微型系统（图1）

·         通过光刻、离子束蚀刻、晶圆粘接等工艺制造微镜阵列

·         驱动机制：静电吸引（主流）、电磁力、电致伸缩（图1示意）

科毅技术亮点：采用低功耗静电驱动技术，功耗降低40%，控制精度达±0.1°

1.2 MEMS光开关的工作原理

1. 输入光信号经准直透镜形成平行光束

2. MEMS微镜通过电压控制倾斜角度

3. 光束反射至目标输出端准直透镜

4. 信号耦合进输出光纤

MEMS 光开关利用微小镜子控制光束方向，通过静电或电磁驱动机制改变镜面角度，从而实现光信号的“开启”或“关闭”。

• 输入光信号进入后被准直并照射到微镜上；

• 微镜根据控制电压调整角度；

• 光束反射至目标输出端准直透镜；

• 信号耦合进输出光纤。

这种动态反射机制使MEMS光开关具备快速响应能力和灵活的路由能力。

图2：基于MEMS的光开关示意图

图3：MEMS光学开关的工作原理

三、MEMS光开关的结构分类

3.1 端口配置类型

MEMS光开关主要分为两类端口结构：

图4：MEMS 光学开关的结构

3.2 空间结构类型

根据微镜运动自由度，MEMS光开关可分为：

✅ 二维（2D）MEMS光开关

• 镜子仅在一个平面上旋转；

• 结构简单，适用于小型化部署；

• 常用于光交叉连接和光监控系统。

图5：二维MEMS 光学开关的结构

✅ 三维（3D）MEMS光开关

• 镜子可在两个轴向旋转，提供更高自由度；

• 支持更复杂的光路切换；

• 更适合大规模光网络调度需求。

图6：三维MEMS 光开关的结构

四、MEMS光开关的核心性能优势

五、MEMS光开关的应用场景

? 光交叉连接（OXC）

支持多端口之间的光信号动态路由，适用于骨干网重构与数据中心互联。

? 光包交换网络

实现数据包级的光信号切换，提升网络灵活性与带宽利用率。

? 光学测试与测量

用于光通道切换与信号分析，是实验室和工程调试的重要工具。

⚙️ 波长添加/删除功能

可从多波长信号中提取或注入特定波长，适用于WDM系统管理。

图7：1 x N MEMS 光开关的结构

选择合适的光开关是一项需要综合考量技术、性能、成本和供应商实力的工作。希望本指南能为您提供清晰的思路。我们建议您在明确自身需求后，详细对比关键参数，并优先选择像科毅光通信这样技术扎实、质量可靠、服务专业的合作伙伴。

作为专业的光通信设备制造商，广西科毅光通信科技有限公司（www.coreray.cn ） 提供全面的MEMS光开关解决方案，涵盖：

• 1×N/N×N端口结构

• 2D/3D架构支持

• 多种封装形式与接口标准

• 定制化服务满足不同应用场景

我们致力于推动中国光通信产业的发展，助力客户构建高效、稳定的下一代光网络基础设施。

随着5G、云计算和数据中心的快速发展，MEMS光开关作为光通信网络中的智能核心元件，正发挥着越来越重要的作用。广西科毅光通信科技将持续投入研发创新，打造更高性能、更高可靠性的光通信产品，服务全球客户。