微機(jī)電系統(tǒng)功能檢測(cè)(編輯修改稿)
2025-08-03 13:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 著在波分復(fù)用（WDM）光通信系統(tǒng)中波長(zhǎng)密度和比特率的不斷提高，服務(wù)質(zhì)量（QoS）逐漸成為了一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)。光纖布拉格光柵（FBG）傳感器以及光網(wǎng)絡(luò)都需要高速的動(dòng)態(tài)光譜監(jiān)測(cè)，然而傳統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備掃描速率比較低或沒有足夠?qū)挼牟ㄩL(zhǎng)掃描范圍，因此不能滿足要求。新一代使用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的測(cè)試設(shè)備則可以很好地滿足高比特率測(cè)試的要求，同時(shí)降低了成本，減小了設(shè)備尺寸。在設(shè)計(jì)一種測(cè)試設(shè)備時(shí)，使用MEMS技術(shù)比使用傳統(tǒng)技術(shù)要優(yōu)越得多。MEMS可以集成到諸如光譜分析儀（OSA）、WDM光監(jiān)測(cè)器等設(shè)備中，以便測(cè)試那些使用傳統(tǒng)設(shè)備無法精確觀測(cè)的高速率光現(xiàn)象。這是技術(shù)的自然進(jìn)步，因?yàn)镸EMS如今已經(jīng)成為眾多光設(shè)備的組成部分。原因很簡(jiǎn)單：MEMS固有的很多優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)技術(shù)所不具備的。它將機(jī)械組件、傳感器、激勵(lì)源以及電子器件集成在同一塊硅基片上。電子器件應(yīng)用集成電路加工工藝制作，如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）或雙極性CMOS。而微機(jī)械組件則使用與之兼容的所謂“微機(jī)械加工”工藝制作，即選擇性地蝕刻掉部分硅芯片或者添加新的結(jié)構(gòu)層，從而制作出機(jī)械器件和電動(dòng)機(jī)械器件。通常我們將微電子集成電路比作一個(gè)系統(tǒng)的“大腦”。而有了MEMS，微系統(tǒng)則可以探測(cè)并控制外界環(huán)境，正如給系統(tǒng)加上了“眼睛”和“手臂”，使之更具有自己決策的能力。首先傳感頭通過測(cè)試機(jī)械的、溫度的、生物學(xué)的、化學(xué)的、光學(xué)的以及磁場(chǎng)的各種參數(shù)，收集了眾多信息，然后由電子器件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并據(jù)此通過一種特殊的方法控制激勵(lì)源。簡(jiǎn)而言之，只要在這樣一個(gè)小芯片上加上MEMS器件，就能以相當(dāng)?shù)偷某杀緲O大地增強(qiáng)功能和提高可靠性。MEMS技術(shù)可以用在光譜分析儀中，使其能夠更加精確地測(cè)試WDM信號(hào)。光譜分析模塊由透鏡、法拉第旋光器、衍射光柵、MEMS光掃描儀以及一個(gè)光電二極管組成。首先光通過光纖進(jìn)入光譜分析模塊，經(jīng)過透鏡的校準(zhǔn)射到衍射光柵上，衍射光再射到MEMS光掃描儀上并被其反射回衍射光柵。最后，衍射光柵將具有某個(gè)特殊波長(zhǎng)的光入射到光電二極管上，而這個(gè)特殊波長(zhǎng)則可以通過旋轉(zhuǎn)MEMS掃描儀連續(xù)地改變。光譜分析模塊由透鏡、法拉第旋光器、衍射光柵、MEMS光掃描儀以及光電二極管組成。將法拉第旋光器合成到模塊中的目的是為了消除衍射光柵的偏振依賴性，否則如果一束未知偏振態(tài)的光入射進(jìn)來，就必須首先對(duì)其偏振態(tài)進(jìn)行測(cè)試。模塊驅(qū)動(dòng)器生成信號(hào)驅(qū)動(dòng)MEMS光掃描儀。而光電二極管的輸出信號(hào)則由一個(gè)數(shù)
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