驅動(dòng)技術(shù)升級賦能光開(kāi)關(guān)性能突破

驅動(dòng)系統是MEMS光開(kāi)關(guān)的核心動(dòng)力來(lái)源，其性能直接決定了開(kāi)關(guān)的切換速度、功耗和穩定性。傳統靜電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)在某些高精度、低功耗場(chǎng)景下已難以滿(mǎn)足需求，而壓電驅動(dòng)技術(shù)的應用為光開(kāi)關(guān)的性能升級提供了新方向。廣西科毅光通信研發(fā)的壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)，憑借壓電材料的反向壓電效應，實(shí)現了更精準、低功耗的光路切換，適用于對性能要求嚴苛的高端光通信場(chǎng)景。

一、壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)的技術(shù)架構

（一）核心驅動(dòng)組件設計

壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)的核心區別在于驅動(dòng)系統，其壓電驅動(dòng)部件由第一驅動(dòng)電極、第二驅動(dòng)電極及中間的壓電膜構成，替代了傳統的靜電驅動(dòng)電極組件：

1.      驅動(dòng)電極：第一驅動(dòng)電極和第二驅動(dòng)電極均采用Ti基底層+Au主層的層狀結構，厚度約0.55μm，具有優(yōu)異的導電性和附著(zhù)力。第二驅動(dòng)電極經(jīng)規定布線(xiàn)接地，確保驅動(dòng)信號的穩定性。

2.      壓電膜：采用PZT（鋯鈦酸鉛固溶體）、摻雜Mn的ZnO、AIN等壓電材料制成，厚度約1.5μm。壓電材料具有反向壓電效應，即在電場(chǎng)作用下會(huì )產(chǎn)生面內方向的應變，為可移動(dòng)懸臂結構提供驅動(dòng)力。

3.      基礎結構：基板、可移動(dòng)懸臂結構、固定件、接觸導體、固定接觸電極等基礎組件與靜電驅動(dòng)型一致，可移動(dòng)懸臂結構仍采用單晶硅材料，厚度不小于5μm，固定接觸電極厚度不小于5μm，保障低插入損耗和結構穩定性。

（二）壓電驅動(dòng)工作原理

當規定電勢施加于第一驅動(dòng)電極時(shí)，第一驅動(dòng)電極與接地的第二驅動(dòng)電極之間形成電場(chǎng)，壓電膜在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生面內方向的收縮力。由于壓電膜與可移動(dòng)懸臂結構的連接方式，收縮力從第一驅動(dòng)電極一側向第二驅動(dòng)電極一側逐漸增大，帶動(dòng)可移動(dòng)懸臂的延伸部分彈性變形，使接觸導體與固定接觸電極接觸，光路導通；當停止施加電壓，電場(chǎng)消失，壓電膜恢復自然狀態(tài)，延伸部分在彈性作用下復位，接觸導體與電極分離，光路斷開(kāi)。

相比靜電驅動(dòng)，壓電驅動(dòng)的優(yōu)勢在于驅動(dòng)力更強、響應速度更快，且功耗更低，尤其適用于高精度、高頻次切換的場(chǎng)景。同時(shí)，壓電驅動(dòng)的位移控制更精準，可實(shí)現微米級的光路調節，進(jìn)一步提升了光開(kāi)關(guān)的性能穩定性。

第三實(shí)施例的微型開(kāi)關(guān)器件的平面圖

 沿著(zhù)圖 18 中的線(xiàn)XX-XIX截取的剖面圖

二、壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)的核心技術(shù)優(yōu)勢

（一）更快的切換速度

壓電材料的應變響應速度極快，在電場(chǎng)作用下可瞬間產(chǎn)生收縮力，帶動(dòng)懸臂結構變形。壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)的切換速度≤5ms，相比傳統靜電驅動(dòng)型（切換速度≤10ms）提升一倍以上，能更好地滿(mǎn)足高頻信號切換需求，適用于對響應速度要求嚴苛的光通信系統。

（二）更低的驅動(dòng)功耗

壓電驅動(dòng)無(wú)需產(chǎn)生靜電吸引力所需的高電壓，驅動(dòng)電壓僅為靜電驅動(dòng)的1/3~1/2，功耗顯著(zhù)降低。這一優(yōu)勢使得壓電驅動(dòng)型光開(kāi)關(guān)更適用于便攜式光通信設備、衛星通信等對功耗敏感的場(chǎng)景，延長(cháng)設備的續航時(shí)間。

（三）更高的切換精度

壓電膜的應變位移可通過(guò)電壓精準控制，實(shí)現微米級的光路調節，確保接觸導體與固定電極的精準接觸，進(jìn)一步降低插入損耗，提升信號傳輸質(zhì)量。同時(shí)，精準的位移控制也減少了電極磨損，延長(cháng)了產(chǎn)品使用壽命。

（四）更強的環(huán)境適應性

壓電驅動(dòng)組件的結構穩定性高，受溫度、濕度等環(huán)境因素影響較小。在-40℃~85℃的寬溫度范圍內，壓電膜的應變性能保持穩定，確保光開(kāi)關(guān)在惡劣環(huán)境下的可靠工作，適用于戶(hù)外光通信設備、工業(yè)控制等場(chǎng)景。

三、壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)的典型應用場(chǎng)景

（一）高端光纖通信設備

在高速率、大容量的光纖通信設備中，壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)憑借快切換速度和低功耗，可實(shí)現高頻信號的精準切換，提升設備的傳輸效率。例如，在100G/200G光纖收發(fā)模塊中，光開(kāi)關(guān)用于光路的快速切換與校準，確保模塊的穩定工作。

（二）精密光纖傳感系統

在激光雷達、醫療傳感等精密傳感場(chǎng)景中，需要光開(kāi)關(guān)具備極高的切換精度和穩定性。壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)可實(shí)現微米級的光路調節，滿(mǎn)足傳感信號的精準采集需求，提升傳感系統的檢測精度。

（三）衛星與航空航天通信

衛星、航空航天設備對器件的功耗、體積、可靠性要求極高。壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)的低功耗、微型化設計適配設備的輕量化需求，寬溫度范圍適應性確保了在空間環(huán)境中的穩定工作，為衛星通信、航空航天通信提供可靠的光路切換解決方案。

（四）測試測量?jì)x器

在光通信測試儀器中，需要光開(kāi)關(guān)快速切換不同的測試光路，實(shí)現對設備的多維度檢測。壓電驅動(dòng)型光開(kāi)關(guān)的快切換速度和高精度，可提升測試儀器的工作效率和檢測準確性，適用于光纖測試儀、光功率計等設備。

四、廣西科毅光通信壓電驅動(dòng)光開(kāi)關(guān)的研發(fā)與生產(chǎn)實(shí)力

廣西科毅光通信專(zhuān)注于壓電驅動(dòng)光開(kāi)關(guān)的研發(fā)與生產(chǎn)，組建了由資深工程師組成的研發(fā)團隊，在壓電材料選型、驅動(dòng)電路設計、結構優(yōu)化等方面積累了豐富的經(jīng)驗：

1.      與國內頂尖高校合作，開(kāi)展壓電驅動(dòng)技術(shù)的深度研發(fā)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能；

2.      采用先進(jìn)的濺射法制備壓電膜和驅動(dòng)電極，確保膜層厚度均勻、附著(zhù)力強；

3.      建立了完善的質(zhì)量控制體系，對每批產(chǎn)品進(jìn)行驅動(dòng)性能、切換速度、插入損耗等關(guān)鍵參數的嚴格檢測；

4.      提供定制化服務(wù)，可根據客戶(hù)需求優(yōu)化驅動(dòng)電壓、切換速度、尺寸等參數，適配不同應用場(chǎng)景。

作為光通信領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商，廣西科毅光通信始終致力于技術(shù)創(chuàng )新，為客戶(hù)提供高品質(zhì)的光開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。高頻光開(kāi)關(guān)作為公司的核心產(chǎn)品之一，壓電驅動(dòng)型MEMS光開(kāi)關(guān)已通過(guò)多項行業(yè)認證，廣泛應用于高端光通信、精密傳感、航空航天等領(lǐng)域。

擇合適的光開(kāi)關(guān)是一項需要綜合考量技術(shù)、性能、成本和供應商實(shí)力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后，詳細對比關(guān)鍵參數，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術(shù)扎實(shí)、質(zhì)量可靠、服務(wù)專(zhuān)業(yè)的合作伙伴。

訪(fǎng)問(wèn)廣西科毅光通信官網(wǎng)www.www.hellosk.com瀏覽我們的光開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，或聯(lián)系我們的銷(xiāo)售工程師，獲取專(zhuān)屬的選型建議和報價(jià)！

其他相關(guān)文章：

《MEMS光開(kāi)關(guān)技術(shù)原理與低插入損耗優(yōu)勢解析》

《多通道MEMS光開(kāi)關(guān)設計與光通信系統應用》

《MEMS光開(kāi)關(guān)的制造工藝與質(zhì)量控制體系》