[发明专利]MEMS阵列电可调谐光衰减器及其制备方法

说明书

本发明揭示了一种MEMS阵列电可调谐光衰减器及其制备方法，所述衰减器包括：MEMS阵列光阻挡驱动器芯片、输入光纤阵列、输出光纤阵列；所述输入光纤阵列、输出光纤阵列进行直接光学对准耦合，MEMS阵列光阻挡驱动器芯片中的MEMS光阻挡器阵列设置于输入光纤阵列、输出光纤阵列的间隙中，实现N路通道的光信号功率的独立控制，其中，N≥2。本发明提出的阵列电可调谐光衰减器，具有小体积、低单通道成本、良好一致性、衰减范围大、驱动电压低等优点。

技术领域

本发明属于微电子技术及光通信技术领域，涉及一种光衰减器，尤其涉及一种阵列电可调谐光衰减器；同时，本发明还涉及一种阵列电可调谐光衰减器的制备方法。

背景技术

随着光通信业务的迅猛增长，智能光网络进入高速发展的实用化阶段。智能光网络具有波长动态可配置能力，解决了目前DWDM系统组网灵活性较差、动态分配能力弱的问题。智能光网络由具有高度灵活性、可调谐的光通信设备构成，需要大量的智能化、动态可调谐的光器件与模块。动态可调谐的光器件与模块是智能光网络的核心与基础，是构建智能光网络的关键。微机电系统(MEMS)技术与微光学、光通信技术相结合而产生的微光机电系统(MOEMS)技术，被认为是智能化、可调谐光通信器件制造最为可行的技术，同时兼具小型化、阵列化、低成本化等优点。近年来，随着MOEMS工艺技术的发展，基于MOEMS技术的相关智能光器件也获得了长足的进步，已被广泛的应用于光通信网络。其中MOEMS可变光衰减器（VOA）成为目前智能光网络发展中大量使用的MOEMS光器件，业已成为电控可变光衰减器（EVOA）的主流制造技术。

光衰减器（OA）是光通信系统的需求量最大的器件之一，其输入、输出均为光纤，主要功能是用来平衡、控制光信号功率，保证光通信系统运行在最佳的信噪比(S/N)状态。光衰减器包括固定式和可调式光衰减器（Variable OpticalAttenuator）两大类。对于WDM光网络系统，多波长通道(channel)之间光信号功率可能存在差别，特别是智能光网络的波长路由动态变化导致多波长通道间光信号功率快速、大幅度的变化，波长通道间的光功率差别通过光纤放大器（EDFA）将被放大，同时EDFA的光增益谱存在静态和动态不平坦特性，需要对每个波长通道配备可变光衰减器用来缩小波长通道间的光功率差别和维持所有通道的信噪比(S/N)满足DWDM光通信系统要求。

目前固定式光衰减器价格较低，大量装设于光通信系统用以平衡、控制光信号功率，一旦安装就不可调节，因此其市场份额逐渐减小，被可调光衰减器逐渐替代。可调光衰减器（VOA）能主动精确、快速调节光信号功率，并朝向结合各种光模块、子系统如光发射模块、光接收模块、光纤放大器、波分复用器／解复用器、可重构光分插复用器（ROADM）的方向发展，构成增益平坦化、光信号功率可调控的光模块与子系统，满足智能光网络技术的发展，具有广阔的市场。可调光衰减器包括手动式和电控式两种控制方式。手动式VOA速度慢、体积大，主要用于实验室。电控式VOA（EVOA）的实现技术主要包括微步进电机、MEMS、波导、液晶、磁光、声光等技术。由于MEMS VOA具有优良的光学性能、低成本、低电压、低功耗、速度快、微型化，成为主要的EVOA制造技术。

MEMS VOA实现光衰减的机制有微挡光片、光束偏转、光束衍射、光反射率和光反射面积调控等几种：