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《浙江大学》 2002年
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一种基于体硅微机械工艺的微机械光开关的研究

刘东栋  
【摘要】: 互联网的发展使得人们对现有的通信体系提出了更高的要求,其中一个目标就是建立全光通信的网络平台以提高数据传输的透明性。光开关是全光网络的基石,目前世界上各大公司和高校的研究小组都纷纷参与到光开关的研究当中。在光开关众多种类种,微机械光开关以其消光比大的特点备受世人瞩目。 本论文在比较各种类型光开关的特点的基础上,结合现有的工艺条件,完成了一种使用常规体硅微机械加工工艺实现的光开关的设计和制作。并初步完成了光纤的耦合封装工作。 本论文使用传统的KOH腐蚀液,利用硅材料的各向异性的特点,加工出了垂直于衬底表面的微镜结构,利用这种微镜结构可以完成光线的切换,实现光路的开关功能。 本论文在阐述了常用的微机械加工工艺的基础上,重点介绍了这种微机械光开关的制作过程。同时对工艺中出现的问题就其原因进行了分析,给出了改进的办法。 本光开关使用静电作为微镜驱动的方式,所以本论文在对微机械中悬臂梁加质量块结构进行力学推导后,分析了在静电驱动下悬臂梁和质量块的运动规律,找出了一组光开关执行结构的参数,并用ANSYS软件对其进行了分析。 在完成光开关论文的过程中,还对光纤与光波导端面耦合封装进行了研究,分析了二者耦合损耗产生的原因并提出了一种耦合方案。在此基础上,对光开关的耦合封装进行了试验。对由于工艺的离散性造成微镜厚度对光纤封装耦合产生的损耗进行了分析。并提出了使用光束准直器改善光路传输效率的问题。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN256

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贾翠萍;硅基8×8MEMS光开关阵列关键技术的研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 朱永梅;基于微流控技术的阵列光开关的波导层的研制[D];南京邮电大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 杨齐民,王崇真,钟丽云,张文碧,冯薇;激光束与光纤耦合的研究[J];云南工业大学学报;1995年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 武智平;潘淼;庞爱锁;李艳华;陈朝;;物理冶金法多晶硅片磷吸杂工艺的优化[J];半导体光电;2011年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 张海涛;于晓梅;王小保;张大成;;MEMS与SOI CMOS单片集成的模拟研究[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
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9 赵慧;徐晨;霍文晓;赵林林;沈光地;邹德恕;;一种适用于薄膜结构的静电键合方法[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
10 吕树海;罗蓉;杨拥军;吕苗;;SDB技术在MEMS加速度计中的应用[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石晶;基于硅微通道板的新型三维传感器[D];华东师范大学;2011年
2 孙丽波;微板多物理场耦合非线性动力学研究[D];燕山大学;2011年
3 慈朋亮;硅微通道板制备及其热电性能研究[D];华东师范大学;2011年
4 闫社平;硅纳米线的机电特性研究[D];浙江大学;2011年
5 姜成山;转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
6 徐峥谊;微机械热电堆红外探测器[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
7 刘卫丽;多孔硅外延层转移SOI新材料制备与改性多孔硅发光性能的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
8 席占稳;MEMS传感器及在引信中的应用研究[D];南京理工大学;2003年
9 董涛;微管道换热器内微流体的流动与换热[D];南京理工大学;2003年
10 张正元;射频微机械开关与放大器关键技术研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴江宏;晶体硅太阳电池表面织构化工艺的研究[D];五邑大学;2010年
2 李国熠;硅基长波红外光波导器件的研究[D];浙江大学;2011年
3 王锦妍;大功率半导体激光器高效耦合技术研究[D];山东建筑大学;2011年
4 朱华章;基于电磁带隙的RF MEMS可切换滤波器研究[D];北京邮电大学;2011年
5 张安元;湿法刻蚀制备黑硅及性能研究[D];电子科技大学;2011年
6 薛阳;硅微通道电化学腐蚀过程中的输运特性[D];长春理工大学;2011年
7 路昱;二维硅光子晶体制备及带隙研究[D];长春理工大学;2011年
8 姜振华;多孔硅的制备及发光特性的研究[D];长春理工大学;2011年
9 陈少军;高深宽比微结构加工技术研究[D];上海交通大学;2011年
10 毛胜平;闭锁电热双稳态微开关研究[D];上海交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高红,李庆绵;真空蒸发镀膜膜厚影响因素的实验研究[J];鞍山师范学院学报;2003年02期
2 罗元,李向东,付红桥,黄尚廉;MEMS工艺中TMAH湿法刻蚀的研究[J];半导体光电;2003年02期
3 宋学鹏;杨广强;张霞;黄永清;陈雪;任晓敏;;高非线性微结构光纤环镜开关效应的实验研究[J];半导体光电;2006年02期
4 袁明权;硅基微机械加工技术[J];半导体技术;2001年08期
5 朱健;MEMS技术的发展与应用[J];半导体技术;2003年01期
6 王振宇,成立,祝俊;微/纳米级微电子机械系统制造新技术[J];半导体技术;2005年08期
7 邓俊泳,冯勇建;TMAH单晶硅腐蚀特性研究[J];微纳电子技术;2003年12期
8 王刚,明安杰,梁静秋;光开关研究进展[J];微纳电子技术;2005年04期
9 鲍敏杭,沈绍群,胡澄宇,马青华;硅各向异性腐蚀<110>条补偿图形腐蚀前沿控制[J];半导体学报;1994年11期
10 张庆鑫,刘理天,李志坚;(100)Si在KOH中各向异性腐蚀的凸角补偿新方法[J];半导体学报;1996年12期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 董玮;体硅微机械光开关的设计与制作工艺的研究[D];吉林大学;2004年
2 王浙辉;硅基微机械光开关研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 许高攀;用于光纤通信的MEMS光开关[D];厦门大学;2002年
2 杨艺榕;转动竖直微镜的硅微机械光开关研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
3 葛峻;MEMS光开关的研究[D];东南大学;2004年
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5 兰卫华;MOEMS光开关阵列芯片的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 李永刚;PDMS微流控芯片关键工艺技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
7 刘文娟;基于透明铁电陶瓷高速光开关的设计与实验研究[D];浙江大学;2008年
8 夏飞;PDMS微流控芯片的制备工艺研究[D];南京理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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2 廖廷,邹义榕;高斯光束经球端面抛物型GRIN棒传播与变换特性分析[J];激光技术;1994年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈高庭;自锁型2×2和1×4光开关[J];激光与光电子学进展;2002年11期
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3 张培玉;微光机电系统技术的研究与应用(上)[J];电子产品世界;2001年12期
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5 董玮,阮圣平,张歆冬,刘彩霞,张龙,陈维友;降低扭臂结构微机械光开关驱动电压的新方法[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年01期
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9 蒋庄德,赵则祥,王海容;基于ME MS的光开关研发与产业化问题[J];微细加工技术;2001年04期
10 陈高庭 ,蔡海文 ,方祖捷;光纤通信网络系统中的全光交换技术[J];现代通信;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 曹钟慧;鲍俊峰;吴兴坤;;一种超小型1×2微机械光开关[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 黄珊;何治柯;;核酸分子“光开关”用于银离子的测定[A];湖北省化学化工学会第十一届分析化学专业年会论文集[C];2007年
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5 贾玉斌;陈良惠;李玉璋;;一种微机械光开关理论分析[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年
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7 王运;何治柯;;核酸分子“光开关”特性钌(Ⅱ)配合物研究进展[A];湖北省化学化工学会第十一届分析化学专业年会论文集[C];2007年
8 宋金声;;光开关的技术进展和应用[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
9 朱红生;何胜;赵采凡;;硅微加速度计在动态测斜中的应用[A];2001年飞行器惯性器件学术交流会论文集[C];2001年
10 罗元;胡章芳;;MEMS光开关阵列扩展性的研究[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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5 吴映红;半导体光开关——光网络核心元件[N];中国电子报;2000年
6 冯卫东;科学家制造出世界最小光开关[N];科技日报;2008年
7 ;ZnO薄膜的MOCVD生长技术[N];科技日报;2006年
8 孙喜庭 实习生 侯颖 本报记者 李兵;德国老专家情系中国企业[N];锦州日报;2006年
9 叶建平;自驾游前应做到“三先”[N];人民公安报·交通安全周刊;2008年
10 记者 尹一平;彰显魅力 成果丰硕[N];锦州日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董玮;体硅微机械光开关的设计与制作工艺的研究[D];吉林大学;2004年
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7 曹钟慧;应用于光通信的非硅基底光开关与光衰减器的研究[D];浙江大学;2005年
8 鲍俊峰;基于微加工技术的光开关及光互连结构研究[D];浙江大学;2006年
9 梁静秋;微光机电器件及其关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
10 李海军;基于光通信应用的MOEMS光学无源器件技术研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨艺榕;转动竖直微镜的硅微机械光开关研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
2 纪平;微机械光开关微反射镜的制作和驱动结构的有限元分析[D];吉林大学;2004年
3 刘东栋;一种基于体硅微机械工艺的微机械光开关的研究[D];浙江大学;2002年
4 徐永青;2×2微机械(MEMS)光开关[D];西安电子科技大学;2006年
5 潘建旋;基于(100)硅片的MOEMS光开关的研制[D];吉林大学;2005年
6 韩晓星;用于热光光开关的聚合物薄膜波导制作[D];华中科技大学;2004年
7 占恒正;光注入全内反射型光开关的研究[D];浙江大学;2003年
8 袁野;非硅基微机械光开关及可调光衰减器的设计,制作与分析[D];浙江大学;2004年
9 赵波;面向OXC的MEMS光开关设计与分析技术[D];东南大学;2004年
10 冯志芳;几种光子器件的原理及应用的研究[D];北京工业大学;2003年
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