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光線路交換(OCS)簡(jiǎn)介
3 S! u0 b0 R R" k* b2 u/ Y0 _光線路交換(OCS)技術(shù)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)中的光路直接傳輸數(shù)據(jù),無(wú)需轉(zhuǎn)換為電信號(hào),實(shí)現(xiàn)端到端連接。這種技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì):; f& u! m& S4 _1 h7 d
高速數(shù)據(jù)傳輸能力降低傳輸延遲提高帶寬利用率( O. P( h" D. p2 Z
1 R9 ~) a5 e: B
這些特點(diǎn)使OCS在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用:
% n0 Y% j# e) i# b: o `數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施高容量通信網(wǎng)絡(luò)
) v4 M e! n% d3 H& P- O3 N; W
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MEMS技術(shù)在光線路交換中的應(yīng)用
, Y! @* J0 n7 p7 ]8 r7 e6 b: x7 N+ n微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)通過(guò)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(chǎng)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(chǎng)吸引力急劇增強(qiáng),超過(guò)彈簧的恢復(fù)力懸浮電極隨即快速向固定電極移動(dòng)
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. S; |" j& v3 [6 V$ G: t1 Y8 O# {
3 [, T" O g, e! u4 C
硅基光電子技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用3 ]6 |. `) c) U% ~0 b* E3 z
最新研究成果包括:. a3 G# c6 [% j$ z
1. 大規(guī)模數(shù)字硅基光電子交換機(jī)
! q& i9 d6 x; U; {64x64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6 S9 D% C! @) r; c+ e
7 k: c d4 U/ `& H( k2. 硅基光電子MEMS相位調(diào)節(jié)器- \2 o! T3 ?+ Z
采用雙階段驅(qū)動(dòng)機(jī)制通過(guò)調(diào)節(jié)波導(dǎo)間距實(shí)現(xiàn)精確相位控制
! i1 J* D' z3 \' y! _: S' N$ p' A
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3 o8 Z- L% o5 U% K! [! b* b! _1 U5 ?6 I, h) Y& r& g+ w
MEMS Studio仿真案例研究- o. O% K4 x5 B) o8 P8 D
網(wǎng)格設(shè)置與幾何結(jié)構(gòu). S: U/ A9 x5 d7 @6 ^9 f/ s
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& d" l2 `5 e% }) y
9 b, H, s) o' m0 k1 W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。; E ?& J0 Z, ^
; H3 x" l1 q1 A制造工藝配置) e2 p. p+ V5 I+ O& Y: m
制造過(guò)程包含三個(gè)不同層次:1 \3 p8 k0 i$ W, J9 S7 q
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- y+ R. H! K% a" x# J% L4 e9 n" U- r6 x) d7 F* g2 U" h
邊界條件
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! W' Q v1 i- D4 q! r, K2 c" p* I仿真設(shè)置了以下邊界條件:& U v* d4 t( t
1. 電極配置:
; i4 j5 n" G* w! r1 V4 v: h2 t頂面:0V(沉積 1)底面:1V(沉積 2)- J2 v5 S' A! f8 {9 `9 W' b( j/ D
4 V) R/ }$ V+ D7 K1 B o2. 位移約束:
* B2 r" O; M1 z6 D4 ]1 zZ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
# S' f0 Q0 X {( h) P) P M, x0 p8 O/ C5 Y
仿真結(jié)果分析6 E3 a A! q2 N" x$ P7 x
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k1 e1 ?' m) A" e$ @0 ^' J! [% ^# z
位移仿真揭示了施加電壓與電極位移的關(guān)系:& D) V2 [) B: a& c' T
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- i ]1 e$ E8 `5 l9 P
* y& J' a, s# o- C" {) D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(cè)相符。/ w0 U: U% n6 L5 v
4 d i- C/ B, a- h( J3 w結(jié)論
) F( x" A: b, h( B- L$ ?# _2 v5 GMEMS 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(shí),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。
$ _+ o* r: n& C+ ^' W
( l+ U: h) B) S: d$ b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。
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- END -8 v& n9 J# L0 M# d& y
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軟件申請(qǐng)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(qǐng)?bào)w驗(yàn)免費(fèi)版PIC Studio軟件。無(wú)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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6 D3 L+ @6 E9 R# ]2 @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(duì)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(guó)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)。) E4 o8 V8 o; L2 q2 x; ` y, R
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