MEMS光開關的建模與仿真.pdf

1、隨著互聯(lián)網的發(fā)展，對傳輸速度與帶寬提出了更高的要求，傳統(tǒng)的機械光開關難以適應高速、大容量光傳送網發(fā)展的需求，新型的以MEMS為基礎的微機械光開關以其具有體積小、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絡開關發(fā)展的主流方向。 本文針對靜電梳齒驅動結構的MEMS光開關，介紹了光開關的工作原理，選擇微反射鏡的位移作為系統(tǒng)的廣義坐標，通過計算系統(tǒng)的動能、勢能、磁能及電能構造了系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)，確定了耗散

2、函數(shù)，最終建立了系統(tǒng)的機電動力學方程。在此基礎上，通過仿真計算，得出了階躍電壓驅動下的動態(tài)響應過程，并對影響微反射鏡位移與響應時間的因素進行了分析，得出以下結論：驅動電壓與鎳梁的尺寸是影響梳齒光開關性能的關鍵因素，此外，平板電容的邊緣效應對系統(tǒng)的影響不可忽略，且它對提高微反射鏡的位移具有重要作用。最后，為了提高微反射鏡的響應速度，對系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計，選擇鎳梁的質量作為舊標函數(shù)，通過減小鎳梁的質量提高微反射鏡的加速度，以鎳梁的寬高作為設