G - Physics – 02 – B
Patent
G - Physics
02
B
G02B 6/26 (2006.01) G02B 6/35 (2006.01)
Patent
CA 2377377
A microelectromechanical system (MEMS) optical switch is introduced which includes a mirror (1) constructed on a substrate (2). The mirror (1) is movable parallel to the surface of the substrate (2) and either allows an input ray incident at an oblique angle, preferably 45~, to the mirror surface to pass undisturbed through a transparent part (49) of a substrate (2) or reflects the ray to an alternate output. Three embodiments of the switch are shown. The first includes a variation on a comb-drive designed to produce larger forces than usual by using an envelope-like electrode into which the mirror (1) is drawn. Larger forces can be obtained by designing the electrode edges to have a long perimeter line, such as in a fractal form. A second implementation supports a mirror (1) on flexible beams which are attracted or repelled by electrostatically charging curved electrodes thereby actuating the mirror. In a third implementation, a magnetic field around the switch induces lateral forces when electric current flows in conductive supporting beams to cause switching.
L'invention concerne un commutateur optique pour système microélectromécanique (MEMS), ce commutateur comprenant un miroir construit sur un substrat. Le miroir est mobile en parallèle à la surface du substrat et permet soit le passage d'un rayon avec une incidence d'angle oblique, de préférence 45· par rapport à la surface du miroir, sans perturbation au travers d'une partie transparente du substrat, soit la réflexion du rayon sur une sortie alterne. Trois modes de réalisation du commutateur sont décrits. Le premier comprend une variation sur une unité de type peigne conçue pour produire des forces plus grandes que celles produites normalement et ce par l'utilisation d'une électrode de type enveloppe dans laquelle le miroir est dessiné. Les forces plus importantes peuvent être obtenues en donnant aux bords de l'électrode une ligne périmétrique longue, comme dans une forme fractale. Dans un second mode de réalisation, un miroir est soutenu par des bras flexibles qui sont attirés ou repoussés par des électrodes incurvées de charge électrostatique qui activent le miroir. Dans un troisième mode de réalisation, un champ magnétique autour du commutateur induit des forces latérales lorsqu'un courant électrique circule dans les bras conducteurs de support pour provoquer la commutation. L'invention décrit des réseaux bidimensionnels de ces commutateurs qui sont capables de commuter l'un des rayons d'un ensemble de rayons d'entrée sur un rayon de sortie. Des réseaux tridimensionnels permettent d'effectuer la commutation avec des trajets de rayons plus courts et moins de miroirs qu'avec d'autres commutateurs classiques. L'invention décrit un tel mode de réalisation tridimensionnel. Un dispositif de combinaison et de séparation de longueurs d'ondes est utilisé pour diviser un rayon de longueurs d'ondes multiples en un faisceau de rayons parallèles à une seule longueur d'ondes. En inversant le fonctionnement de ce dispositif, les rayons parallèles à une seule longueur d'ondes peuvent être recombinés. Un tel dispositif, combiné à l'un des commutateurs décrits, est utile dans les applications de multiplexage à division de longueurs d'ondes. Des procédés classiques de fabrication sont suggérés mais, afin d'améliorer la qualité des miroirs et la précision de leur positionnement et de leur déplacement ainsi que leur vitesse de fonctionnement, il est proposé de les fabriquer sur la surface des tranches de substrats. Un procédé innovant est décrit pour la fabrication de réseaux bidimensionnels et tridimensionnels de ces commutateurs impliquant le positionnement d'éléments commutateurs sur les tranches et l'empilement vertical des tranches selon une configuration définie.
Fetherstonhaugh & Co.
Memlink Ltd.
LandOfFree
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