[發明專利]多軸MEMS反射鏡駐停

有效

• 申請號: 202011453027.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112526679B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 鄭興建;凱文·亞蘇穆拉
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 周亞榮;鄧聰惠

本公開涉及多軸MEMS反射鏡駐停。提供一種駐停微機電系統(MEMS)反射鏡陣列中的MEMS反射鏡的改進方法，該方法防止驅動器中的單個高壓通道故障。兩個單獨的電壓被施加到每個MEMS反射鏡，以將反射鏡移動并駐停在伺服系統中的相機傳感器視野之外。例如，可以在正X方向上施加第一電壓，且可以在正Y方向上施加第二電壓。這將使反射鏡在對角線方向上移動。在高壓通道中的一個發生故障的情況下，反射鏡仍將被駐停并處于相機傳感器的視野之外。使用兩個電壓，每個反射鏡都將具有4個可能的駐停位置。在高壓通道發生故障的情況下，伺服系統能夠將受故障影響的反射鏡駐停在相對的拐角中。如果2軸駐停不可行，諸如兩個Y軸都故障，則反射鏡能夠使用單電壓駐停。

相關申請的交叉引用

本申請要求2020年2月14日提交的美國臨時專利申請No.62/976,826的提交日的權益，其公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及多軸MEMS反射鏡駐停。

背景技術

光學通信使用調制光束通過光學光纖、自由空間或波導傳遞信息。光束能夠直接通過調制到光源的電流來調制，或者在外部通過使用光學調制器來調制由光源產生的連續波光束來調制。外部調制的優勢在于，它能夠處置更高的功率和頻率；然而，所需的部件可能更大、更復雜并且更昂貴。

光通路交換機(OCS)是一種全光學3D交換矩陣，通過改變一個或者多個微機電系統(MEMS)反射鏡陣列中反射鏡的角度，所述全光學3D交換矩陣能夠將光從任何輸入光纖N導向到任何輸出光纖M。該交換器被設計用于寬波長范圍上的低插入損耗，因此每個光纖能夠承載許多波長。OCS還被設計用于通過MEMS反射鏡陣列進行快速、可靠的交換。光學性能要求包括插入損耗、回波損耗、動態光學串擾和靜態光學串擾。

發明內容

本公開提供了多種安全措施，有助于防止驅動器中的單個高壓通道故障。至少兩個單獨的電壓被施加到每個MEMS反射鏡，以將反射鏡移動并“駐停”在伺服系統中的相機傳感器視野之外。例如，具有4軸驅動器配置的2軸MEMS反射鏡可以具有單獨的電壓驅動器通道，以使MEMS反射鏡在正X方向、負X方向、正Y方向和負Y方向中的每一個方向移動。在該示例中，可以在正X方向上施加第一電壓，并且可以在正Y方向上施加第二電壓。然后，這將使反射鏡在對角線方向上移動。在所述電壓驅動器通道中的一個發生故障的情況下，反射鏡仍將“駐?！?。使用至少兩個電壓，每個反射鏡都將定義4個可能的駐停位置：X_POS、Y_POS；X_POS、Y_NEG；X_NEG、Y_NEG；以及X_NEG、Y_POS。在電壓通道故障的情況下，伺服系統能夠將受故障影響的反射鏡駐停在相對的拐角中。盡管前面的示例描述了4軸驅動器通道配置，但是應理解，多軸駐停也可以在具有不同配置的系統中實現，諸如3軸驅動器配置。

本公開的一方面提供了一種用于配置OCS的方法，其中，該方法包括在OCS中選擇多個MEMS反射鏡中的一個MEMS反射鏡，所述多個MEMS反射鏡中的每一個MEMS反射鏡都具有至少兩個旋轉軸，其中，所選擇的MEMS反射鏡是交換所不需要的，將第一電壓施加到所選擇的MEMS反射鏡的第一軸以在第一方向上移動所選擇的MEMS反射鏡，并且將第二電壓施加到所選擇的MEMS反射鏡的第二軸以在第二方向上移動所選擇的MEMS反射鏡，其中，在第一方向和第二方向上的移動引起所選擇的MEMS反射鏡被駐停。

本公開的另一方面提供了一種光通信系統，其包括：多個MEMS反射鏡，所述個MEMS反射鏡被各種成接收光束并重定向光束；電壓源；以及一個或多個處理器，所述一個或多個處理器與多個MEMS反射鏡和電壓源進行通信。所述一個或多個處理器被配置成向多個MEMS反射鏡中的所選擇的MEMS反射鏡的第一軸施加第一電壓以在第一方向上移動所選擇的MEMS反射鏡，并向所選擇的MEMS反射鏡的第二軸施加第二電壓以在第二方向移動所選擇的MEMS反射鏡，其中在第一方向和第二方向上的移動引起所選擇的MEMS反射鏡被駐停。