[發明專利]一種電磁驅動雙穩態光開關

在審

• 申請號: 201810419817.0
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108347239A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 丁桂甫;戴旭涵;楊卓青;張叢春;王艷;姚錦元
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H03K17/94
• 分類號: H03K17/94
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發明公開了一種電磁驅動雙穩態光開關，包括：光開關邊框；設置于所述光開關邊框內部鏤空區域的可動中央平臺；可扭轉的連接所述可動中央平臺和所述光開關邊框的一對扭梁，所述一對扭梁沿所述可動中央平臺的中心線對稱分布；設置在所述可動中央平臺正面第一側的第一驅動線圈和設置在所述可動中央平臺正面與所述第一側相對的第二側的第二驅動線圈；設置在所述可動中央平臺正面第一側的第一組軟磁條和設置在所述可動中央平臺正面與所述第一側相對的第二側的第二組軟磁條；設置在所述一對扭梁上的一對引線，所述一對引線的第一引線電連接第一驅動線圈至第一外部電極，所述一對引線的第二引線電連接第二驅動線圈至第二外部電極；以及第一限位結構和第二限位結構。

技術領域

本發明涉及微機電系統(MEMS)領域，尤其涉及一種電磁驅動的雙穩態MEMS光開關。

背景技術

20世紀90年代以來，光通信技術得到了快速的發展，尤其是2000年以后，隨著各類移動消費類電子產品的迅猛發展，移動消費類電子產品對網絡通信的速度、延遲等質量要求越來越高，而光通信技術很好的滿足了相應需求，從而進一步促進了其應用。

作為光通信關鍵環節的光互連與光開關的地位也變得越來越重要，傳統的以電為核心的開關已不能滿足高速、大容量光通信的需求。尤其是全光傳輸網，取而代之的是全光開關，全光開關是以光為核心實現光的通斷和交互連接的系統部件，在工作時，不存在光電的轉換，先天的優勢促使其逐漸成為傳統開關的替代者。

光開關為了滿足日益進步的光通信技術要求，必須具備低損耗、高穩定的特征，同時在移動通信中的應用，又需要滿足低功耗的要求。隨著微機電系統(MEMS)技術的發展，出現了MEMS光開光，它與通常的MEMS產品一樣，具有體積小、成本低、易集成、穩定性好以及容量大等特點。而現有的MEMS光開關一般采用靜電、電致、磁致、形狀記憶合金、熱等驅動原理來驅動微鏡進行升降、旋轉等移動來改變光路實現，普遍存在驅動過程中微鏡偏轉角度較小，微鏡偏轉后的狀態保持需要持續負載，從而導致光開關功耗較高等問題。

因此，需要一種新型的MEMS光開，關至少部分的解決以上問題，從而滿足市場的需求。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，根據本發明的一個實施例，提供一種電磁驅動雙穩態光開關，包括：光開關邊框；設置于所述光開關邊框內部鏤空區域的可動中央平臺；可扭轉的連接所述可動中央平臺和所述光開關邊框的一對扭梁，所述一對扭梁沿所述可動中央平臺的中心線對稱分布；設置在所述可動中央平臺正面第一側的第一驅動線圈和設置在所述可動中央平臺正面與所述第一側相對的第二側的第二驅動線圈；設置在所述可動中央平臺正面第一側的第一組軟磁條和設置在所述可動中央平臺正面與所述第一側相對的第二側的第二組軟磁條；設置在所述一對扭梁上的一對引線，所述一對引線的第一引線電連接第一驅動線圈至第一外部電極，所述一對引線的第二引線電連接第二驅動線圈至第二外部電極；以及第一限位結構和第二限位結構，所述第一限位結構和第二限位結構用于限制所述可動中央平臺的偏轉角度。

在本發明的一個實施例中，所述可動中央平臺的背面設置有反射鏡。

在本發明的一個實施例中，所述第一驅動線圈和所述第二驅動線圈的繞線方向相反，在通電時產生方向相反的電磁場。

在本發明的一個實施例中，所述第一組軟磁條設置在所述可動中央平臺正面第一側的第一驅動線圈的外側，且與扭梁垂直。

在本發明的一個實施例中，所述第二組軟磁條設置在所述可動中央平臺正面第二側的第二驅動線圈的外側，且與扭梁垂直。

在本發明的一個實施例中，所述第一限位結構為第一止擋橋，所述第二限位結構為第二止擋橋。

在本發明的一個實施例中，電磁驅動雙穩態光開關還包括設置在所述可動中央平臺上方和/或下方的永磁體，所述永磁體用于產生與所述可動中央平臺基本垂直的偏置磁場。