在高速大容量寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，全光網(wǎng)絡(luò)成為光通信領(lǐng)域的核心發(fā)展方向，而光信號(hào)的高效切換與互聯(lián)是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。廣西科毅光通信科技有限公司深耕光通信器件領(lǐng)域，推出基于專利技術(shù)的多路可擴(kuò)展微機(jī)械式光開關(guān)陣列，憑借高集成度、穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢(shì)，成為全光網(wǎng)絡(luò)中光信號(hào)切換的核心選擇。

一、產(chǎn)品核心結(jié)構(gòu)組成

多路可擴(kuò)展微機(jī)械式光開關(guān)陣列由基板、微反射單元、蓋板、輸出準(zhǔn)直器、輸入準(zhǔn)直器五大核心部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊且科學(xué)。

1.      基板（1）：表面開有V型槽、梯型槽或楔形槽（1a），為核心部件提供穩(wěn)定安裝基礎(chǔ)，材質(zhì)選用高強(qiáng)度鋁合金，保障器件整體穩(wěn)定性。

2.      微反射單元（2）：作為核心功能部件，每個(gè)單元由軸（2a）、軸承（2b）、擺桿（2c）、微鏡（2d）、線圈（2e）、永久磁鐵（2f）組成。

   軸與軸承采用微機(jī)械加工工藝，軸長(zhǎng)0.3~4mm，軸承直徑0.5~2mm，擺桿選用軟磁材料，微鏡鏡面與擺桿運(yùn)動(dòng)方向平行，確保光路切換精準(zhǔn)。

3.      蓋板（3）：表面開有m×n個(gè)與微反射單元位置對(duì)應(yīng)的通孔，可通過(guò)支架或墊塊替代，用于固定輸出準(zhǔn)直器和輸入準(zhǔn)直器。

4.      準(zhǔn)直器：m個(gè)輸出準(zhǔn)直器（4）和n個(gè)輸入準(zhǔn)直器（5）有序布置在蓋板上，m和n為正整數(shù)，可根據(jù)實(shí)際需求靈活配置。

圖1 多路可擴(kuò)展的微機(jī)械式光開關(guān)陣列結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 圖1的A-B向剖視圖

二、工作原理：精準(zhǔn)高效的光路切換

該光開關(guān)陣列的核心工作邏輯基于電磁驅(qū)動(dòng)與機(jī)械擺動(dòng)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的快速切換與自鎖穩(wěn)定。

1.      驅(qū)動(dòng)機(jī)制：線圈（2e）接通電脈沖時(shí)，會(huì)使軟磁材料制成的擺桿（2c）磁化，擺桿上端的微鏡（2d）在永久磁鐵（2f）兩極合力作用下擺動(dòng)。

2.      狀態(tài)控制：正向電脈沖使微鏡進(jìn)入光路，反向電脈沖使微鏡偏離光路，線圈不通電時(shí)，擺桿受所停靠磁極吸引實(shí)現(xiàn)自鎖，無(wú)需穩(wěn)恒電壓維持狀態(tài)。

3.      切換示例：1×2型號(hào)光開關(guān)（單微反射單元）中，反向脈沖使微鏡偏離光路，輸出準(zhǔn)直器（4）與輸入準(zhǔn)直器（5'）連接；正向脈沖使微鏡進(jìn)入光路，輸出準(zhǔn)直器（4）與輸入準(zhǔn)直器（5）連接。

圖3 實(shí)用新型的1x2微機(jī)械式光開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

圖4左 1x2微機(jī)械式光開關(guān)的一種工作狀態(tài)圖

圖4右  1x2微機(jī)械式光開關(guān)的另一種工作狀態(tài)圖

對(duì)于4×4光開關(guān)陣列（16個(gè)微反射單元），通過(guò)不同微反射單元的組合動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)16種工作連接方式，滿足多路光信號(hào)切換需求。

圖5 4x4微機(jī)械式光開關(guān)陣列示意圖

三、核心優(yōu)勢(shì)：賦能全光網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行

相較于傳統(tǒng)光開關(guān)及同類產(chǎn)品，本多路可擴(kuò)展微機(jī)械式光開關(guān)陣列具備六大核心競(jìng)爭(zhēng)力：

1.      高集成易擴(kuò)展：微反射單元占地面積僅7~12mm2，可靈活擴(kuò)展為N×N多路光開關(guān)矩陣，體積遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)機(jī)械式光開關(guān)。

2.      切換精準(zhǔn)易控：通過(guò)擺桿帶動(dòng)微鏡擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)光路切換，僅需控制微鏡進(jìn)出光路，對(duì)運(yùn)動(dòng)方式和距離無(wú)嚴(yán)格要求，控制邏輯簡(jiǎn)單可靠。

3.      工藝成熟量產(chǎn)：結(jié)構(gòu)可復(fù)制性強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)行程小且能精確定位，工藝簡(jiǎn)單，適合大批量生產(chǎn)，有效控制成本。

4.      低耗穩(wěn)定自鎖：自帶自鎖功能，僅需電脈沖即可完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換，無(wú)需穩(wěn)恒電壓，降低功率消耗，避免內(nèi)部積熱，提升工作穩(wěn)定性。

5.      低電壓驅(qū)動(dòng)：采用線圈電磁驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓≤5V，遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品的高電壓要求，使用更安全便捷。

6.      寬帶無(wú)波長(zhǎng)限制：微鏡表面可涂覆寬帶高反射膜，無(wú)波長(zhǎng)控制要求，適配寬帶高速傳輸場(chǎng)景。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

該光開關(guān)陣列作為全光網(wǎng)絡(luò)核心器件，廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

7.      全光交叉連接（OXC）系統(tǒng)：作為核心部件實(shí)現(xiàn)大規(guī)模光路交叉互聯(lián)，支撐全光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)高效運(yùn)行。

8.      寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)：滿足高速大容量光信號(hào)的切換與互聯(lián)需求，解決電子處理帶來(lái)的傳輸瓶頸。

9.      城市環(huán)網(wǎng)建設(shè)：與波分復(fù)用器結(jié)合構(gòu)成光分插復(fù)用器，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)網(wǎng)的光信號(hào)分插與保護(hù)。

10.    用戶網(wǎng)分路轉(zhuǎn)換：適配光纖到戶等場(chǎng)景的多路光信號(hào)分配與切換需求。

擇合適的光開關(guān)是一項(xiàng)需要綜合考量技術(shù)、性能、成本和供應(yīng)商實(shí)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(xì)對(duì)比關(guān)鍵參數(shù)，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術(shù)扎實(shí)、質(zhì)量可靠、服務(wù)專業(yè)的合作伙伴。

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