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光線路交換(OCS)簡介- n* Y4 d1 s( ^2 e; R% q
光線路交換(OCS)技術(shù)通過光纖網(wǎng)絡(luò)中的光路直接傳輸數(shù)據(jù),無需轉(zhuǎn)換為電信號,實(shí)現(xiàn)端到端連接。這種技術(shù)具有顯著優(yōu)勢:1 g9 T. M- F/ h% }; a% p! z/ o; }
高速數(shù)據(jù)傳輸能力降低傳輸延遲提高帶寬利用率
7 ~2 T2 r: @5 b( [% n. |. U7 T, ~: S+ q9 L: y
這些特點(diǎn)使OCS在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用:
! R7 V: @3 ^% ]- S. s! ?8 D數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施高容量通信網(wǎng)絡(luò): }3 H/ P; e7 h' K( V* W1 q
/ R9 A; V0 P$ H2 M. H3 M t$ B; ~0 H Q9 D
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3 K' l* S, g. C& T: a9 \. M
MEMS技術(shù)在光線路交換中的應(yīng)用6 t3 z- A% c/ |2 z
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)通過微小的機(jī)械運(yùn)動(dòng)精確控制光波導(dǎo)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(shí),電場產(chǎn)生吸引力吸引力促使懸浮電極向固定電極移動(dòng)懸浮電極的彈簧結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反作用力,平衡吸引力當(dāng)電壓達(dá)到臨界點(diǎn)(Pull-in Voltage)時(shí),電場吸引力急劇增強(qiáng),超過彈簧的恢復(fù)力懸浮電極隨即快速向固定電極移動(dòng)
- F- S) ]+ o# ~) A* C2 a0 A[/ol]
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5 ?4 B6 P2 j5 r1 |& w+ |
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) _) s3 e8 d8 z4 c/ ]& I" c0 L0 z& H& I+ W" |9 \2 \% W0 p& V
5 o5 X3 {+ e' Z8 p3 E
硅基光電子技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用1 K3 P1 \# V2 u9 q0 i
最新研究成果包括:
( _$ A# q, k- c; `: q1 u1. 大規(guī)模數(shù)字硅基光電子交換機(jī)
* J9 n; j& q7 `* T: Z) x64x64硅基光電子開關(guān)最多4,096個(gè)開關(guān)單元采用垂直漸逝耦合器和MEMS電容驅(qū)動(dòng)器
& Q0 R. p" p( L, n1 Q q; C5 M z0 S j' `% t
2. 硅基光電子MEMS相位調(diào)節(jié)器
: p* a# V# j) i& m2 c采用雙階段驅(qū)動(dòng)機(jī)制通過調(diào)節(jié)波導(dǎo)間距實(shí)現(xiàn)精確相位控制
4 J+ o3 v" j u& b1 Q. `
2 d; |8 x7 w" o4 h
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% Z0 x' _5 w% A& d
: c- u- Q# `0 Q0 E1 U3 d( fMEMS Studio仿真案例研究
# Y: E# ]; V9 A6 ~1 r網(wǎng)格設(shè)置與幾何結(jié)構(gòu)
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1 ]3 ~& W# V5 R. R$ C! ]
( e* P' E" O7 ?1 p( A$ _ [* E仿真采用三角形網(wǎng)格類型,確保MEMS結(jié)構(gòu)建模的準(zhǔn)確性。幾何設(shè)計(jì)包含光開關(guān)功能所需的關(guān)鍵元素,網(wǎng)格劃分在保證計(jì)算精度的同時(shí)兼顧仿真時(shí)間。
7 p7 E1 m2 R6 K% W i
' v$ P0 \! L0 Z2 O3 ]% A! v制造工藝配置
$ P5 a2 q9 q7 j0 |6 w% B- ^5 r, k制造過程包含三個(gè)不同層次:
0 f5 d* j6 D- k# X0 T
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5 Z! N8 U( U5 w. E
5 U4 [! C5 H7 U1 L3 M( n/ L/ N# @2 `& ~ n/ Q( l! H
邊界條件+ `$ q3 ]' G' r H
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6 Y* F" L0 W- N
& G1 l8 e( b. @8 D* i h' h
仿真設(shè)置了以下邊界條件:; q; K2 B0 v: h! {5 ?6 ?
1. 電極配置:
0 |( m& J2 @: X+ h1 Z" P8 C頂面:0V(沉積 1)底面:1V(沉積 2)
. I; C* r+ L! g: Q- ?9 ^4 Z8 f. T7 l9 @5 n3 R
2. 位移約束:" `" ~ m+ ~. m6 h$ F4 `4 I
Z軸方向:頂面和底面鎖定(沉積 3)橋接起始點(diǎn)固定橋接邊緣X軸鎖定橋接邊緣和起始點(diǎn)Y軸鎖定
& P' F4 _6 S) ?8 L5 Q
. O' g. V8 c6 n- V仿真結(jié)果分析
, I. [& H) r- N' w3 s) E# C
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( r: L' n$ V' c) D" r
+ c# X, ]% d8 H: h6 R* h
位移仿真揭示了施加電壓與電極位移的關(guān)系:
. x9 `. J0 F7 H/ n
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* Y/ {1 c' ^. J& a3 T( ]: h( q: ^3 _2 i
結(jié)果顯示施加電壓與位移之間存在非線性關(guān)系,電壓增加導(dǎo)致位移逐漸增大。這一現(xiàn)象與MEMS執(zhí)行器的理論性能預(yù)測相符。. g2 K# q/ I% j" h6 ^+ e
_, T7 V! n @: c- f
結(jié)論
, F7 |% P) J3 b- @: `MEMS Studio在光線路交換器件仿真方面表現(xiàn)出色。仿真結(jié)果為MEMS光開關(guān)的機(jī)械特性提供了深入認(rèn)識,有助于優(yōu)化實(shí)際應(yīng)用中的器件設(shè)計(jì)。精確的網(wǎng)格配置、詳細(xì)的制造工藝仿真以及全面的邊界條件設(shè)置,使MEMS器件性能建模更加準(zhǔn)確。- Y" e# a5 c) u, \1 ~( P8 d! b
3 o0 \4 M) L( a3 g |5 Y- @本案例展示了MEMS Studio在分析復(fù)雜光開關(guān)機(jī)制方面的強(qiáng)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。) O+ Q: ^- X/ I8 r
0 ~" Q( h/ u% q- C+ H( x+ [/ L
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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?bào)w驗(yàn)免費(fèi)版PIC Studio軟件。無論是研究還是商業(yè)應(yīng)用,PIC Studio都可提升您的工作效能。
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, v8 s4 Q3 [1 y+ f0 V
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; C3 ?4 @! J, W9 ?! o) e( O* b
; d& e# T* [; L* _轉(zhuǎn)載請注明出處,請勿修改內(nèi)容和刪除作者信息!
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深圳逍遙科技有限公司(Latitude Design Automation Inc.)是一家專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的高科技軟件公司。我們自主開發(fā)特色工藝芯片設(shè)計(jì)和仿真軟件,提供成熟的設(shè)計(jì)解決方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio,分別針對光電芯片、微機(jī)電系統(tǒng)、超透鏡的設(shè)計(jì)與仿真。我們提供特色工藝的半導(dǎo)體芯片集成電路版圖、IP和PDK工程服務(wù),廣泛服務(wù)于光通訊、光計(jì)算、光量子通信和微納光子器件領(lǐng)域的頭部客戶。逍遙科技與國內(nèi)外晶圓代工廠及硅光/MEMS中試線合作,推動(dòng)特色工藝半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,致力于為客戶提供前沿技術(shù)與服務(wù)。
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