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光線路交換(OCS)簡介
4 w+ _# G& _/ P' q" A光線路交換(OCS)技術通過光纖網絡中的光路直接傳輸數據,無需轉換為電信號,實現端到端連接。這種技術具有顯著優(yōu)勢:- W+ p `* U: w& ^* `
高速數據傳輸能力降低傳輸延遲提高帶寬利用率9 h2 \3 c2 A* ~
( m9 ]/ ^. X$ U" S$ v- {這些特點使OCS在多個領域得到廣泛應用:# I5 R+ z1 l8 ? L
數據中心電信基礎設施高容量通信網絡/ |6 m# b/ _, S- b) m
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- p2 ~6 G, [+ }* j$ DMEMS技術在光線路交換中的應用
* h* N S# j- b/ [( n9 w微機電系統(tǒng)(MEMS)技術通過微小的機械運動精確控制光波導的連接與斷開,提高了光線路交換的速度、精確度和效率。工作原理如下:懸浮電極和固定電極之間的電壓逐漸上升時,電場產生吸引力吸引力促使懸浮電極向固定電極移動懸浮電極的彈簧結構產生反作用力,平衡吸引力當電壓達到臨界點(Pull-in Voltage)時,電場吸引力急劇增強,超過彈簧的恢復力懸浮電極隨即快速向固定電極移動
2 Q! i/ C, ] T+ A8 r[/ol]
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0 [ K6 j& t; Y% b
4 Z+ |* Y% W6 ?; _
/ T5 ?# s3 _2 F硅基光電子技術的創(chuàng)新應用/ l# L5 S: k9 A4 z; k+ n
最新研究成果包括:
2 `+ S6 d3 a, ^1 Q% y y1. 大規(guī)模數字硅基光電子交換機
7 N3 C4 }# o/ M, I* e# Z: N+ b1 l( c64x64硅基光電子開關最多4,096個開關單元采用垂直漸逝耦合器和MEMS電容驅動器8 t" G; v/ U3 {1 K$ {
7 r$ Q$ ?8 {5 P: }+ ^3 A2. 硅基光電子MEMS相位調節(jié)器3 A* H2 ^' g2 S- _. V, {
采用雙階段驅動機制通過調節(jié)波導間距實現精確相位控制
) j8 P3 J3 F7 u1 T6 V
& |" b) g n( j, P* l
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) @9 K2 W5 s$ q8 F
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MEMS Studio仿真案例研究
# M4 L1 D- {/ J* _0 Z5 o! u網格設置與幾何結構- y% Q2 U! [5 o* F: [3 S5 W
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' Q: q# D" j0 I1 [# R9 K8 h
$ f# G& r, Q, o/ n3 ^5 K4 c仿真采用三角形網格類型,確保MEMS結構建模的準確性。幾何設計包含光開關功能所需的關鍵元素,網格劃分在保證計算精度的同時兼顧仿真時間。$ S' w" n0 O- C" R
0 F0 w3 a. ?9 `# G/ Z9 n
制造工藝配置( ]' y! m* d$ }; T* O& J7 N
制造過程包含三個不同層次:
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6 {! V2 F3 X" E9 I, I, T. _
1 m- A: {; Q4 ^; Z1 \5 r
3 _7 R9 y( t$ G3 S1 w' b邊界條件
$ r: J4 p7 M8 W( A* o: H2 @
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% v4 P* w& `# B
g1 R1 T9 O- X; E仿真設置了以下邊界條件:
$ `; M" G6 u1 B' n; r, }: B1. 電極配置:3 j% u$ e2 P9 T3 N- p0 U: P; X
頂面:0V(沉積 1)底面:1V(沉積 2)! P3 n" k- g/ K% n
. U6 W! D+ t1 C
2. 位移約束:
5 c( U' s, n3 u }0 ~Z軸方向:頂面和底面鎖定(沉積 3)橋接起始點固定橋接邊緣X軸鎖定橋接邊緣和起始點Y軸鎖定: h% F& }8 u3 e4 h) W
0 I2 F# v; a7 q0 D8 t" Y
仿真結果分析4 W7 K3 O/ d. ~" U
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- c/ Z, h! h) a" j9 r$ B
3 v- g, L" e" e5 i5 Z) F位移仿真揭示了施加電壓與電極位移的關系: R Q/ W2 Y2 G# k8 [: G8 x s
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4 M4 J' j! V5 z# I+ y
2 H2 A% i: a7 g8 O' h7 U結果顯示施加電壓與位移之間存在非線性關系,電壓增加導致位移逐漸增大。這一現象與MEMS執(zhí)行器的理論性能預測相符。% W. A5 u- P! ^+ Y! Z5 m( D* X! d ]
m6 c s) v& p6 M# f結論
1 P4 D4 A; U JMEMS Studio在光線路交換器件仿真方面表現出色。仿真結果為MEMS光開關的機械特性提供了深入認識,有助于優(yōu)化實際應用中的器件設計。精確的網格配置、詳細的制造工藝仿真以及全面的邊界條件設置,使MEMS器件性能建模更加準確。
, I/ y/ i. r) O" F7 D, r* G8 f3 d: w0 a7 N0 Y4 `( O6 @
本案例展示了MEMS Studio在分析復雜光開關機制方面的強大功能,為從事光通信和硅基光電子研究的工程師提供了重要工具支持。& M: P3 A1 }% Y7 t& p/ x. M
4 b+ l' e' n9 V$ N; R2 m' Z" \- END -
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軟件申請我們歡迎化合物/硅基光電子芯片的研究人員和工程師申請體驗免費版PIC Studio軟件。無論是研究還是商業(yè)應用,PIC Studio都可提升您的工作效能。) m$ }& D- B4 a6 y4 L8 Z
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* w# \$ _5 a# @+ v5 ~關于我們:* j0 i" P: B! I9 u' O. I
深圳逍遙科技有限公司(Latitude Design Automation Inc.)是一家專注于半導體芯片設計自動化(EDA)的高科技軟件公司。我們自主開發(fā)特色工藝芯片設計和仿真軟件,提供成熟的設計解決方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio,分別針對光電芯片、微機電系統(tǒng)、超透鏡的設計與仿真。我們提供特色工藝的半導體芯片集成電路版圖、IP和PDK工程服務,廣泛服務于光通訊、光計算、光量子通信和微納光子器件領域的頭部客戶。逍遙科技與國內外晶圓代工廠及硅光/MEMS中試線合作,推動特色工藝半導體產業(yè)鏈發(fā)展,致力于為客戶提供前沿技術與服務。
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