在光纖通信技術高速發(fā)展的當下，光開關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）微型光開關憑借體積小、切換速度快等優(yōu)勢，已成為光纖通信領域的主流選擇。但傳統(tǒng)MEMS光開關在反射鏡芯片旋轉過程中，易出現(xiàn)非目標光纖瞬態(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域多年，基于最新專利技術，研發(fā)的微型光開關通過創(chuàng)新結構設計，有效解決了這一行業(yè)痛點，顯著提升了光信號傳輸?shù)臏蚀_性與可靠性。本文將詳細解析該微型光開關的核心結構與技術優(yōu)勢，為行業(yè)伙伴提供專業(yè)參考。

一、微型光開關的核心組成部件

微型光開關的精準運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，共同實現(xiàn)光路的精準切換與穩(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載體，其設計直接影響光信號的傳輸效率。該微型光開關采用多根傳輸光纖平行設置的結構，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)實際應用場景靈活調整（相等或不等），保證光信號能夠準確射向反射鏡芯片。光纖靠近反射鏡芯片的一端固定于套筒內，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，避免因光纖偏移導致光信號傳輸偏差。這種設計既提升了光開關的結構穩(wěn)定性，又為后續(xù)光路切換的精準性奠定了基礎。

（二）反射鏡芯片：光路切換的核心執(zhí)行部件

反射鏡芯片是實現(xiàn)光路切換的核心，其旋轉角度的精準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，結構緊湊且響應迅速。

反射鏡芯片引腳負責接收外部輸入的工作電壓，不同的工作電壓對應不同的預設旋轉角度。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至目標角度，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，當光信號從傳輸光纖A輸入時，通過向引腳輸入對應工作電壓，驅動反射鏡芯片旋轉預設角度，即可將光信號精準反射至傳輸光纖B，實現(xiàn)光路的定向切換。

反射鏡芯片的旋轉角度可根據(jù)輸入光纖與輸出光纖的位置關系靈活調整，適配不同的光路切換需求。其快速旋轉特性與精準角度控制能力，確保了光開關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)新設計

遮擋芯片是該微型光開關的核心創(chuàng)新部件，專門用于解決傳統(tǒng)MEMS光開關的瞬態(tài)光信號泄露問題。其通過可移動設計，在反射鏡芯片旋轉過程中實現(xiàn)對光信號的精準遮擋與釋放，從根源上避免非目標光纖的瞬態(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，驅動主體進行位置移動。在反射鏡芯片旋轉至預設角度之前，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；當反射鏡芯片旋轉到位后，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。

為進一步提升遮擋效果，遮擋芯片的兩側表面均設置有吸光材料層（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），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），適配不同的光開關結構設計需求。

（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，對提升光開關的傳輸效率與結構穩(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，主要承擔光信號的準直與聚焦功能。輸入端傳輸光纖射出的光信號經透鏡準直后，光線更加集中，能夠精準射向反射鏡芯片；反射鏡芯片反射的光信號經透鏡聚焦后，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。透鏡的設計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直；可移動透鏡則可根據(jù)輸入光纖的位置靈活調整，針對性地對準直光信號，進一步提升光傳輸精準度。

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，確保光纖之間的平行設置與間距一致性。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致光信號入射角度偏差，為光信號的穩(wěn)定傳輸提供結構保障。

二、微型光開關的結構示意圖與技術細節(jié)

為更直觀地展示微型光開關的結構設計，以下結合專利原文中的核心附圖，詳細說明各部件的位置關系與裝配邏輯。

（一）基礎結構示意圖

 圖1 微型光開關基礎結構示意圖

該圖（圖1）展示了微型光開關的最簡結構，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，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可移動設置于光纖與反射鏡芯片之間，通過位置切換實現(xiàn)光信號的遮擋與釋放。這種基礎結構設計簡潔緊湊，適用于對體積要求較高的場景，如小型光纖通信設備、便攜式光模塊等。

（二）完整結構示意圖

圖2 微型光開關完整結構示意圖

該圖展示了包含透鏡與套筒的完整結構，微型光開關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，實現(xiàn)光信號的準直與聚焦；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，驅動部件運行。完整結構通過各部件的協(xié)同配合，實現(xiàn)了光信號的低損耗、高精準傳輸，適用于對傳輸效率與穩(wěn)定性要求較高的骨干網通信、數(shù)據(jù)中心等場景。

三、微型光開關的核心技術優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)MEMS光開關，該微型光開關通過結構創(chuàng)新與優(yōu)化，具備以下三大核心技術優(yōu)勢，能夠更好地滿足光纖通信系統(tǒng)的應用需求。

（一）徹底解決“Hit”現(xiàn)象，提升傳輸準確性

傳統(tǒng)MEMS光開關在反射鏡芯片旋轉過程中，非目標光纖會出現(xiàn)瞬態(tài)光信號輸出，即“Hit”現(xiàn)象，給系統(tǒng)判定帶來干擾。該微型光開關通過遮擋芯片的精準控制，在反射鏡芯片旋轉到位前完全阻擋光信號，旋轉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)臏蚀_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，傳輸光纖的平行設置與套筒固定設計，確保了光信號入射角度的穩(wěn)定性，避免因光纖偏移導致的傳輸損耗增加。遮擋芯片的吸光材料層設計，進一步減少了光反射與漏光造成的能量損失，使光開關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）結構緊湊可靠，適配多場景應用

該微型光開關采用模塊化設計，各部件結構緊湊、協(xié)同性強，整體體積小巧，適用于空間受限的通信設備。反射鏡芯片與遮擋芯片的電壓控制方式響應迅速，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裝配，提升了光開關的結構穩(wěn)定性與使用壽命，可適配工業(yè)級、通信級等多場景應用，包括數(shù)據(jù)中心、骨干網、光纖傳感系統(tǒng)等。

四、廣西科毅光通信的技術實力與產品應用

廣西科毅光通信科技有限公司作為光通信領域的專業(yè)廠商，始終致力于光開關等核心器件的研發(fā)與創(chuàng)新?；谠搶＠夹g研發(fā)的微型光開關，已通過嚴格的性能測試，各項指標均達到行業(yè)領先水平。產品憑借高準確性、低損耗、高可靠性等優(yōu)勢，已廣泛應用于數(shù)據(jù)中心光路調度、骨干網通信鏈路切換、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)團隊與生產基地，能夠根據(jù)客戶的個性化需求，提供定制化的光開關產品與技術服務。

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