基于MEMS技術(shù)的多波長選擇器的研究.pdf

1、波長選擇開關(guān)（Wavelength Selective Switch，WSS）是智能光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Agile Optical Network，AON）的重要組成部分。目前，大多數(shù)部署無色型可重構(gòu)光分叉復(fù)用設(shè)備（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexers，ROADMs）使用的是具有衍射光柵的自由空間光學(xué)平臺(tái)相結(jié)合的切換引擎，切換引擎通過改變相位、偏振、波長的角度或者位置來分散光束，微機(jī)電系統(tǒng)（M

2、icro Electro Mechanical Systems，MEMS），液晶（Liquid Crystal，LC）和硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon，LCoS）很容易地實(shí)現(xiàn)了這一功能。在當(dāng)前大多數(shù)的WSS設(shè)計(jì)中，端口被安排在輸入/輸出光纖的一維整列，在交換引擎的設(shè)計(jì)里這個(gè)線性的分離在輸入/輸出映射到端口角度的分離。對(duì)于每一個(gè)波長，在切換引擎里光束從所有端口匯聚到一個(gè)光斑，切換單元重定向到選定的輸出端口的輸

3、入光束，該端口的方向配置可能由光柵產(chǎn)生要么平行或垂直于散射方向的波長。本課題是垂直于散射方向的波長的設(shè)計(jì)。波長選擇開關(guān)WSS的通道形狀（帶寬和阻帶帶寬）在很大程度上取決于光譜的分辨率。MEMS切換引擎可由線性陣列的MEMS微鏡構(gòu)成（通常每一個(gè)鏡子對(duì)應(yīng)一個(gè)波長），鏡子的制作采用半導(dǎo)體晶片處理工藝，每個(gè)鏡子的一個(gè)或兩個(gè)軸的傾斜響應(yīng)電氣的控制信號(hào)。
　　本課題的研究重點(diǎn)是基于MEMS切換引擎的多波長選擇開關(guān)（Multi-Waveleng

4、th Selective Switch，MWSS）的研究，首先采樣MEMS的控制數(shù)據(jù)，做二維三次樣條插值擬合出MEMS的控制模型，基于搜尋脊（Ridge）的算法來控制光的衰減和端口的無中斷“Hitless”切換。從 MEMS的機(jī)械強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)電壓之間的折衷設(shè)計(jì)空間光學(xué)；從 MEMS的切換速度和切換軌跡的平滑性來設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路和控制算法，其算法由數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor，DSP）和現(xiàn)場(chǎng)編程陣列（Fiel