[发明专利]一种多级MEMS光开关单元和光交叉装置

权利要求书

1.一种多级微机电系统MEMS光开关单元，其特征在于，多级MEMS光开关单元包括：微反射镜、悬臂梁、N个电极和M个阻挡器，所述N、M均为大于或等于2的正整数，其中，

所述悬臂梁，用于在所述N个电极都未产生作用力时使得所述微反射镜保持初始状态；在所述N个电极中的至少一个电极产生作用力时使得所述微反射镜处于目标偏转状态；当所述作用力为零时，使所述微反射镜恢复初始状态；

所述N个电极中的至少一个电极，用于产生作用力，控制所述微反射镜进入偏转状态；

所述微反射镜，用于在所述N个电极中的至少一个电极的作用力下进入偏转状态；

所述M个阻挡器中的至少一个阻挡器，用于阻挡所述微反射镜，使得所述微反射镜停止到目标偏转状态。

2.根据权利要求1所述的多级MEMS光开关单元，其特征在于，所述悬臂梁，用于在所述N个电极都未施加电压时使得所述微反射镜保持初始状态；在所述N个电极中的至少一个电极产生静电力时，使得所述微反射镜处于目标偏转状态；当所述静电力为零时，使所述微反射镜恢复初始状态；

所述N个电极中的至少一个电极，用于施加电压后对所述微反射镜产生静电力。

3.根据权利要求1所述的多级MEMS光开关单元，其特征在于，所述多级MEMS光开关单元，还包括：N个硅通孔和电极控制电路，其中，

所述N个电极通过所述N个硅通孔分别与所述电极控制电路相连接；

所述电极控制电路，用于控制所述N个电极中的至少一个电极产生作用力。

4.根据权利要求1所述的多级MEMS光开关单元，其特征在于，所述N和所述M相等，所述N个电极与所述M个阻挡器之间一一对应；

所述N个电极在基底均匀分布，且所述M个阻挡器在所述基底均匀分布；

当第i个电极产生作用力时，第i个阻挡器对所述微反射镜提供阻挡，使得所述微反射镜停止在目标偏转状态，所述i为小于或等于所述N的一个正整数。

5.根据权利要求4所述的多级MEMS光开关单元，其特征在于，当所述基底为圆形结构时，所述N个电极围绕所述圆形结构的中心位置均匀分布，所述N个电极中相邻两个电极之间的夹角等于360°/N。

6.根据权利要求1所述的多级MEMS光开关单元，其特征在于，所述微反射镜包括：圆形的反射镜片。

7.根据权利要求1所述的多级MEMS光开关单元，其特征在于，所述悬臂梁的个数为K，所述K为正整数，且所述K小于所述N；

所述M大于所述N。

8.一种光交叉装置，其特征在于，所述光交叉装置包括：多级微机电系统MEMS开关阵列，所述多级MEMS开关阵列包括：如权利要求1至7中任一项的多级MEMS光开关单元。

9.根据权利要求8所述的光交叉装置，其特征在于，所述多级MEMS开关阵列具体为第一多级MEMS开关阵列，或第二多级MEMS开关阵列；

所述光交叉装置，还包括：输入端光纤阵列、输入端准直器阵列、透镜、输出端准直器阵列和输出端光纤阵列，其中，

所述输入端光纤阵列，用于光束耦合输入；

所述输入端准直器阵列，用于对从所述输入端光纤阵列输出的光束进行准直；

所述第一多级MEMS开关阵列，包括S个第一多级MEMS光开关单元，所述第一多级MEMS光开关单元如权利要求1至7中任一项的多级MEMS光开关单元，所述S为正整数；所述第一多级MEMS开关阵列，用于将所述输入端准直器阵列输出的光束，通过所述透镜映射至所述第二多级MEMS开关阵列；

所述第二多级MEMS开关阵列，包括T个第二多级MEMS光开关单元，所述第二多级MEMS光开关单元如权利要求1至7中任一项的多级MEMS光开关单元，所述T为正整数；所述第二多级MEMS开关阵列，用于将来自所述第一多级MEMS光开关阵列的光束输出至所述输出端准直器阵列；

所述输出端准直器阵列，用于对从所述第二多级MEMS开关阵列输出的光束进行准直；

所述输出端光纤阵列，用于光束耦合输出。