MEMS光開關(guān)提高穩(wěn)定性的研究.pdf

1、新型的以MEMS為基礎(chǔ)的微機械光開關(guān)以其具有體積小、易于集成、對波長、折射率、溫度等物理參數(shù)不敏感的特性，成為大容量交換光網(wǎng)絡(luò)開關(guān)發(fā)展的主流方向。但相關(guān)設(shè)計理論和設(shè)計工具尚不能滿足設(shè)計需求，設(shè)計中仍然以反復試驗(trial and error)方法為主，導致成品率低，可靠性差，制約了產(chǎn)品的研發(fā)速度和產(chǎn)業(yè)化水平。 本文針對靜電梳齒驅(qū)動結(jié)構(gòu)的MEMS光開關(guān)，以平行板電容理論為基礎(chǔ)，基于虛位移原理，導出了靜電梳齒的靜電力(或力矩)的計

2、算模型；分析了因微結(jié)構(gòu)彈性力與靜電力的耦合作用而產(chǎn)生的吸合效應(yīng)(pull-in or snap-down)；求解了微梁的臨界撓度(pull-in deflection)；分析了氣膜阻尼對微鏡響應(yīng)速度的影響；設(shè)計了具有較大阻尼的靜電驅(qū)動MEMS光開關(guān)，并建立光開關(guān)的系統(tǒng)仿真模型。 提出了在光開關(guān)系統(tǒng)中加入反饋電容的方法，使靜電驅(qū)動力的非線性得到改善，降低了微鏡在移動過程中加速度的變化，從而提高了光開關(guān)的穩(wěn)定性，并突破了靜電驅(qū)動吸合