[发明专利]微镜单元及制备方法、微镜阵列和光交叉连接模块

说明书

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种微镜单元及制备方法、微镜阵列和光交叉连接模块。该微镜阵列包括呈阵列分布的多个微镜单元；光交叉连接模块包括微镜阵列。该微镜单元包括镜片和驱动装置，所述镜片朝向所述驱动装置的一侧设有支撑柱；所述驱动装置包括支撑框、与所述支撑柱固定连接的转动块、设置于所述转动块的周边的多个压电驱动臂；每一个所述压电驱动臂的一端固定于所述支撑框，另一端与所述转动块之间通过弹性件连接，且所述压电驱动臂包括上电极、下电极、以及夹设在所述上电极和下电极之间的压电材料。该微镜单元结构简单、便于制造、切换速度快且镜片占空比高。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种微镜单元及制备方法、微镜阵列和光交叉连接模块。

背景技术

现代通信技术，尤其是近几年发展起来的高速移动互联网、云计算和大数据技术，给人们在日常生活中随时随地接入互联网进行购物、观看高清视频和查询数据等需求提供了便利性和畅快感。这些新的互联网体验必然会带来海量通信数据处理需求，而现有的通信设备面对如此巨大的信息传输和交换业务时，阻塞和延时现象时有发生，无形中削弱了用户的体验感受。

利用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)微镜阵列搭建的光交叉连接(Optical Cross-Connect，OXC)模块可以帮助通信系统实现光传输和光交换的无电转换，使信息传输的容量和速率可以得到保障。而基于微镜阵列的光交叉连接模块具备低损耗、低串扰、低偏振敏感性和高消光比等优点，因此广泛应用于骨干网或中大型数据中心，从而实现全光网路径下的高速信息传输，能够对未来海量信息交换业务进行强有力的支撑。

现有技术中，如图1a以及图1b结构所示的一种静电驱动的微镜阵列的微镜单元100，该微镜单元100包括镜片101、静电驱动装置102和电极部分103；镜片101和静电驱动装置102分置于不同的平面A、B上，镜片101的支撑柱与静电驱动装置102的转动块键合连接，静电驱动装置102铰接于框架104，以使静电驱动装置102在电极部分103的静电吸引作用下能够进行动作，而电极部分103放置于第三个平面C上，框架104的支架105与设置有电极1031的电极部分103键合连接，因此，现有微镜单元100采用静电驱动装置102且具有三层结构，在制造过程中需要进行两次键合连接，导致微镜单元100结构复杂和制造困难。

发明内容

本发明提供了一种微镜单元及制备方法、微镜阵列和光交叉连接模块，该微镜阵列包括呈阵列分布的多个微镜单元，光交叉连接模块包括微镜阵列，该微镜单元结构简单、便于制造、切换速度快且镜片占空比高。

第一方面，提供一种微镜单元，包括镜片和驱动装置，所述镜片朝向所述驱动装置的一侧设有支撑柱；所述驱动装置包括支撑框、与所述支撑柱固定连接的转动块、设置于所述转动块的周边的多个压电驱动臂；每一个所述压电驱动臂的一端固定于所述支撑框，另一端与所述转动块之间通过弹性件连接，且所述压电驱动臂包括上电极、下电极、以及夹设在所述上电极和下电极之间的压电材料。

结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述支撑框为硅材料制备的支撑框；和/或，

所述支撑柱为硅材料制备的支撑柱；和/或，

所述弹性件为硅材料制备的弹性件；和/或，

所述转动块为硅材料制备的转动块。

由于硅材料具有化学性质稳定、热传导效果好、可靠性好以及使用寿命长的特点，因此，采用由硅材料制备的支撑框、支撑柱、弹性件以及转动块，使微镜单元具有散热效果好、使用寿命长和可靠性好的特点。

结合上述第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述弹性件为至少一个弹簧。

结合上述第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述驱动装置中具有的多个压电驱动臂绕所述转动块的周向均匀分布。