一种新颖的MEMS光开关测量平台的设计与实现

　　1 引言
　　随着光通信技术的迅速发展，MEMS光开关由于具有插入损耗和串话小、消光比高、稳定性好、透明性和可扩展性好、易于集成、偏振不灵敏等优点，将成为核心光交换器件的主流。其静电驱动是目前广泛研究的一种，常见的静电驱动方式有：梳状电极、SDA（scratch drive actuator）、悬臂驱动和扭臂驱动等。悬臂和扭臂驱动的驱动电压高 于前两者，但结构简单、工艺上容易实现。在选取其微反射镜最佳工作状态时，需要电压、频率，占空比连续可调的方波信号为激励源。传统的选取方法需要示波器、脉冲信号发生器，直流稳压源三台仪器协调工作才能完成，并且存在诸多弊端，如：测量仪器成本高、操作繁琐、测试周期长、测量精度低等。而在本文介绍的测量平台中，通过高幅值利用单片机控制脉冲频率的方法来选择器件。与当前同类方法相比，具有精度高、可靠性强、成本低、易操作等优点。

　　2 光开关工作原理
　　图1为2×2微机械光开关的结构示意图，可以采用体硅微机械加工的方法在（100）硅片上制作。微反射镜和上电极连在一起，在没有电压输入时，上电极的位置不动，微反射镜处在光通路上，从入射光纤发出的光被微反射镜反射，改变方向后进入到镜面同一侧的出射光纤中，这是开关的反射状态。当上电极和下电极之间有电压输入时，在静电力的作用下，上电极带动微反射镜移开光通路，入射光沿直线传播进入前方的出射光纤，这是开光的直通状态。图2为阈值电压随扭梁的厚度变化曲线，图3为驱动电压与悬梁位移之间的关系曲线。