在光纖通信技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，光開關(guān)作為光路切換的核心器件，其性能直接影響通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性與傳輸效率。MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystemsSwitch）微型光開關(guān)憑借體積小、切換速度快等優(yōu)勢，已成為光纖通信領(lǐng)域的主流選擇。但傳統(tǒng)MEMS光開關(guān)在反射鏡芯片旋轉(zhuǎn)過程中，易出現(xiàn)非目標(biāo)光纖瞬態(tài)光信號泄露（即“Hit”現(xiàn)象），給系統(tǒng)判定帶來困擾。廣西科毅光通信科技有限公司深耕光通信領(lǐng)域多年，基于最新專利技術(shù)，研發(fā)的微型光開關(guān)通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效解決了這一行業(yè)痛點(diǎn)，顯著提升了光信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與可靠性。本文將詳細(xì)解析該微型光開關(guān)的核心結(jié)構(gòu)與技術(shù)優(yōu)勢，為行業(yè)伙伴提供專業(yè)參考。

一、微型光開關(guān)的核心組成部件

微型光開關(guān)的精準(zhǔn)運(yùn)行依賴于各部件的協(xié)同配合，其核心組成包括傳輸光纖、反射鏡芯片、遮擋芯片三大核心部件，以及透鏡、套筒等輔助部件。各部件各司其職，共同實(shí)現(xiàn)光路的精準(zhǔn)切換與穩(wěn)定傳輸。

（一）傳輸光纖：光信號的輸入與輸出載體

傳輸光纖是光信號傳輸?shù)幕A(chǔ)載體，其設(shè)計(jì)直接影響光信號的傳輸效率。該微型光開關(guān)采用多根傳輸光纖平行設(shè)置的結(jié)構(gòu)，其中一根作為光信號輸入端，其余作為光信號輸出端，確保光信號的定向輸入與多路輸出能力。

多根傳輸光纖的端部保持齊平，間距可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景靈活調(diào)整（相等或不等），保證光信號能夠準(zhǔn)確射向反射鏡芯片。光纖靠近反射鏡芯片的一端固定于套筒內(nèi)，通過套筒的限位作用，確保光纖之間的平行度與間距穩(wěn)定性，避免因光纖偏移導(dǎo)致光信號傳輸偏差。這種設(shè)計(jì)既提升了光開關(guān)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，又為后續(xù)光路切換的精準(zhǔn)性奠定了基礎(chǔ)。

（二）反射鏡芯片：光路切換的核心執(zhí)行部件

反射鏡芯片是實(shí)現(xiàn)光路切換的核心，其旋轉(zhuǎn)角度的精準(zhǔn)控制直接決定光信號的輸出方向。該部件由反射鏡芯片主體與反射鏡芯片引腳兩部分組成，結(jié)構(gòu)緊湊且響應(yīng)迅速。

反射鏡芯片引腳負(fù)責(zé)接收外部輸入的工作電壓，不同的工作電壓對應(yīng)不同的預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)角度。反射鏡芯片主體與引腳連接，能夠根據(jù)工作電壓的變化快速旋轉(zhuǎn)至目標(biāo)角度，將輸入端傳輸光纖射出的光信號反射至指定的輸出端傳輸光纖。例如，當(dāng)光信號從傳輸光纖A輸入時，通過向引腳輸入對應(yīng)工作電壓，驅(qū)動反射鏡芯片旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，即可將光信號精準(zhǔn)反射至傳輸光纖B，實(shí)現(xiàn)光路的定向切換。

反射鏡芯片的旋轉(zhuǎn)角度可根據(jù)輸入光纖與輸出光纖的位置關(guān)系靈活調(diào)整，適配不同的光路切換需求。其快速旋轉(zhuǎn)特性與精準(zhǔn)角度控制能力，確保了光開關(guān)的高切換速度與低傳輸延遲，滿足光纖通信系統(tǒng)對光路切換的高效要求。

（三）遮擋芯片：解決“Hit”現(xiàn)象的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

遮擋芯片是該微型光開關(guān)的核心創(chuàng)新部件，專門用于解決傳統(tǒng)MEMS光開關(guān)的瞬態(tài)光信號泄露問題。其通過可移動設(shè)計(jì)，在反射鏡芯片旋轉(zhuǎn)過程中實(shí)現(xiàn)對光信號的精準(zhǔn)遮擋與釋放，從根源上避免非目標(biāo)光纖的瞬態(tài)光信號輸出。

遮擋芯片由遮擋芯片主體與遮擋芯片引腳組成，引腳接收移動電壓，驅(qū)動主體進(jìn)行位置移動。在反射鏡芯片旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)角度之前，遮擋芯片主體移動至輸入端傳輸光纖與反射鏡芯片之間，阻擋光信號射向反射鏡芯片；當(dāng)反射鏡芯片旋轉(zhuǎn)到位后，遮擋芯片主體離開輸入端與輸出端傳輸光纖和反射鏡芯片之間的區(qū)域，允許光信號正常入射與反射。

為進(jìn)一步提升遮擋效果，遮擋芯片的兩側(cè)表面均設(shè)置有吸光材料層（如黑色磨砂材料），能夠有效吸收光信號，避免遮擋過程中出現(xiàn)光反射或漏光現(xiàn)象，確保非切換狀態(tài)下所有傳輸光纖均無光信號輸出。遮擋芯片的移動方向可靈活選擇，既可以沿傳輸光纖排列方向水平移動（至最前或最后一根光纖的外側(cè)），也可以垂直于光纖與反射鏡芯片所在平面上下移動（高于光纖上邊緣或低于光纖下邊緣），適配不同的光開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求。

（四）輔助部件：透鏡與套筒的性能優(yōu)化作用

除三大核心部件外，透鏡與套筒作為輔助部件，對提升光開關(guān)的傳輸效率與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性發(fā)揮著重要作用。

透鏡位于傳輸光纖與反射鏡芯片之間，主要承擔(dān)光信號的準(zhǔn)直與聚焦功能。輸入端傳輸光纖射出的光信號經(jīng)透鏡準(zhǔn)直后，光線更加集中，能夠精準(zhǔn)射向反射鏡芯片；反射鏡芯片反射的光信號經(jīng)透鏡聚焦后，可高效入射至輸出端傳輸光纖，有效降低光信號傳輸損耗，提升傳輸效率。透鏡的設(shè)計(jì)分為固定位置與可移動兩種類型：固定位置的透鏡長度大于所有傳輸光纖陣列的寬度，確保所有光纖射出的光信號均可被準(zhǔn)直；可移動透鏡則可根據(jù)輸入光纖的位置靈活調(diào)整，針對性地對準(zhǔn)直光信號，進(jìn)一步提升光傳輸精準(zhǔn)度。

套筒的核心作用是固定傳輸光纖，將多根傳輸光纖靠近透鏡的一端固定于套筒內(nèi)，確保光纖之間的平行設(shè)置與間距一致性。同時，光纖端面與套筒靠近反射鏡芯片的一面保持齊平，避免因光纖伸出長度不一致導(dǎo)致光信號入射角度偏差，為光信號的穩(wěn)定傳輸提供結(jié)構(gòu)保障。

二、微型光開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖與技術(shù)細(xì)節(jié)

為更直觀地展示微型光開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以下結(jié)合專利原文中的核心附圖，詳細(xì)說明各部件的位置關(guān)系與裝配邏輯。

（一）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖

 圖1 微型光開關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖

該圖（圖1）展示了微型光開關(guān)的最簡結(jié)構(gòu)，主要包括多根傳輸光纖11、反射鏡芯片12和遮擋芯片13。傳輸光纖11平行排列，端部齊平；反射鏡芯片12位于光纖端部一側(cè)，與光纖保持合理間距，確保光信號能夠有效反射；遮擋芯片13可移動設(shè)置于光纖與反射鏡芯片之間，通過位置切換實(shí)現(xiàn)光信號的遮擋與釋放。這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡潔緊湊，適用于對體積要求較高的場景，如小型光纖通信設(shè)備、便攜式光模塊等。

（二）完整結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 微型光開關(guān)完整結(jié)構(gòu)示意圖

該圖展示了包含透鏡與套筒的完整結(jié)構(gòu)，微型光開關(guān)20由傳輸光纖21、反射鏡芯片22、遮擋芯片23、透鏡24和套筒25組成。套筒25固定傳輸光纖21的端部，確保光纖排列整齊；透鏡24位于遮擋芯片23與反射鏡芯片22之間，實(shí)現(xiàn)光信號的準(zhǔn)直與聚焦；反射鏡芯片22的引腳222與遮擋芯片23的引腳232用于接收控制電壓，驅(qū)動部件運(yùn)行。完整結(jié)構(gòu)通過各部件的協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)了光信號的低損耗、高精準(zhǔn)傳輸，適用于對傳輸效率與穩(wěn)定性要求較高的骨干網(wǎng)通信、數(shù)據(jù)中心等場景。

三、微型光開關(guān)的核心技術(shù)優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)MEMS光開關(guān)，該微型光開關(guān)通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與優(yōu)化，具備以下三大核心技術(shù)優(yōu)勢，能夠更好地滿足光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

（一）徹底解決“Hit”現(xiàn)象，提升傳輸準(zhǔn)確性

傳統(tǒng)MEMS光開關(guān)在反射鏡芯片旋轉(zhuǎn)過程中，非目標(biāo)光纖會出現(xiàn)瞬態(tài)光信號輸出，即“Hit”現(xiàn)象，給系統(tǒng)判定帶來干擾。該微型光開關(guān)通過遮擋芯片的精準(zhǔn)控制，在反射鏡芯片旋轉(zhuǎn)到位前完全阻擋光信號，旋轉(zhuǎn)到位后再釋放光信號，確保只有指定輸出光纖接收光信號，從根源上消除了“Hit”現(xiàn)象，顯著提升了光信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，適用于對信號純度要求極高的精密通信系統(tǒng)。

（二）低損耗傳輸，優(yōu)化傳輸效率

透鏡的準(zhǔn)直與聚焦功能有效減少了光信號在傳輸過程中的發(fā)散與損耗，提升了光信號的傳輸效率。同時，傳輸光纖的平行設(shè)置與套筒固定設(shè)計(jì)，確保了光信號入射角度的穩(wěn)定性，避免因光纖偏移導(dǎo)致的傳輸損耗增加。遮擋芯片的吸光材料層設(shè)計(jì)，進(jìn)一步減少了光反射與漏光造成的能量損失，使光開關(guān)的整體傳輸損耗降至較低水平，滿足長距離、高帶寬通信的需求。

（三）結(jié)構(gòu)緊湊可靠，適配多場景應(yīng)用

該微型光開關(guān)采用模塊化設(shè)計(jì)，各部件結(jié)構(gòu)緊湊、協(xié)同性強(qiáng)，整體體積小巧，適用于空間受限的通信設(shè)備。反射鏡芯片與遮擋芯片的電壓控制方式響應(yīng)迅速，切換速度快，能夠滿足高頻次光路切換需求。同時，套筒對光纖的固定作用與各部件的精準(zhǔn)裝配，提升了光開關(guān)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與使用壽命，可適配工業(yè)級、通信級等多場景應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)中心、骨干網(wǎng)、光纖傳感系統(tǒng)等。

四、廣西科毅光通信的技術(shù)實(shí)力與產(chǎn)品應(yīng)用

廣西科毅光通信科技有限公司作為光通信領(lǐng)域的專業(yè)廠商，始終致力于光開關(guān)等核心器件的研發(fā)與創(chuàng)新?；谠搶＠夹g(shù)研發(fā)的微型光開關(guān)，已通過嚴(yán)格的性能測試，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。產(chǎn)品憑借高準(zhǔn)確性、低損耗、高可靠性等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心光路調(diào)度、骨干網(wǎng)通信鏈路切換、光纖傳感系統(tǒng)信號傳輸?shù)葓鼍?，為客戶提供穩(wěn)定高效的光路切換解決方案。

公司擁有專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與生產(chǎn)基地，能夠根據(jù)客戶的個性化需求，提供定制化的光開關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)服務(wù)。

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