A मेम ऑप्टिकल स्विचएक प्रकार का ऑप्टिकल स्विच है जो उपयोग करता हैमाइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस)प्रौद्योगिकीशारीरिक रूप से पुनर्निर्देशित प्रकाश पथछोटे जंगम दर्पणों या माइक्रोमैकेनिकल घटकों का उपयोग करना . यह इसके लिए डिज़ाइन किया गया हैउच्च गति, विश्वसनीय और स्केलेबल ऑप्टिकल सिग्नल रूटिंग, आमतौर पर उपयोग किया जाता हैदूरसंचार, डेटा केंद्र, परीक्षण उपकरण और ऑप्टिकल सेंसिंग सिस्टम.
क्या है एकमेम ऑप्टिकल स्विच?
एमईएमएस ऑप्टिकल स्विच प्रकाश पथों में हेरफेर करते हैंमाइक्रोस्कोपिक दर्पण झुकावइनपुट फाइबर से आउटपुट फाइबर के लिए लाइट बीम को निर्देशित करने के लिए .
पारंपरिक यांत्रिक स्विच के विपरीत, एमईएमएस उपकरणों का उपयोग करते हैंमाइक्रोफैब्रिकेटेड घटक(आमतौर पर सिलिकॉन-आधारित), कॉम्पैक्ट, सटीक और कम-शक्ति संचालन को सक्षम करना .
वे संभाल सकते हैंएक साथ कई ऑप्टिकल चैनल, उन्हें जटिल ऑप्टिकल नेटवर्क के लिए आदर्श बनाना .
यह काम किस प्रकार करता है
प्रकाश मेम के माध्यम से स्विच में प्रवेश करता हैइनपुट ऑप्टिकल फाइबर.
A माइक्रोएक विशिष्ट की ओर प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए ठीक (1 डी या 2 डी गति) झुका हुआ हैआउटपुट फाइबर.
स्विच हैइलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित, आमतौर पर वोल्टेज या डिजिटल सिग्नल के माध्यम से .
जब वांछित दर्पण तैनात किया जाता है, तो यह ऑप्टिकल पथ को बनाए रखता है जब तक कि . को पुन: कॉन्फ़िगर नहीं किया जाता है
एमईएमएस ऑप्टिकल स्विच के प्रकार
| प्रकार | विवरण |
|---|---|
| 1 डी मेम्स | दर्पण एक दिशा में झुकाव (e . g . X- अक्ष के साथ) - सरल, तेजी से |
| 2 डी मेम | दर्पण दो दिशाओं में झुकाव (x और y) - n × n स्विचिंग की अनुमति देता है |
| अनुरूप मेम्स | बीम स्टीयरिंग के लिए मिरर की स्थिति लगातार भिन्न हो सकती है |
| अंकीय मेम | दर्पण में टिल्ट एंगल्स (ऑन/ऑफ पोजीशन) असतत होते हैं |
प्रमुख विनिर्देश
| पैरामीटर | विशिष्ट मूल्य |
|---|---|
| तरंग दैर्ध्य सीमा | 1260-1650 एनएम (सी-बैंड, एल-बैंड) |
| निविष्ट वस्तु का नुकसान | <1.0 dB |
| वापसी हानि | >50 डीबी |
| क्रॉसस्टॉक | >55 डीबी |
| स्विचिंग टाइम | ~ 1-20 एमएस |
| सहनशीलता | >1 बिलियन चक्र |
| विन्यास | 1 × 2, 1 × n, nxn (e . g ., 16 × 16, 32 × 32) |
| नियंत्रण इंटरफ़ेस | Ttl, rs -232, i ,c, ईथरनेट |
लाभ
| विशेषता | फ़ायदा |
|---|---|
| उच्च बंदरगाह गणना | आसानी से 100+ पोर्ट के लिए तराजू |
| कम बिजली की खपत | MEMS सक्रियण ऊर्जा कुशल है |
| कॉम्पैक्ट फार्म फैक्टर | माइक्रो-स्केल घटक घने पैकेजिंग की अनुमति देते हैं |
| लंबा जीवनकाल | >1 बिलियन स्विचिंग चक्र |
| तेजी से स्विचिंग समय | आमतौर पर पारंपरिक यांत्रिक स्विच की तुलना में तेज |
सीमाएँ
| परिसीमन | प्रभाव |
|---|---|
| जटिल संरेखण | सटीक माइक्रो-मिरर कंट्रोल की जरूरत है |
| सम्मिलन हानि परिवर्तनशीलता | बंदरगाहों में भिन्न हो सकते हैं |
| उच्च लागत | छोटे पोर्ट काउंट पर सरल यांत्रिक स्विच की तुलना में अधिक महंगा |
| कंपन संवेदनशीलता | MEMS दर्पण कुछ मामलों में सदमे/कंपन के तहत बहाव कर सकते हैं |
अनुप्रयोग
| उद्योग | उदाहरण |
|---|---|
| दूरसंचार | विकल्प |
| आंकड़ा केंद्र | ऑप्टिकल सिग्नल रूटिंग, बैकअप पथ स्विचिंग |
| परीक्षण और माप | परीक्षण सेटअप में स्वचालित फाइबर पथ स्विचिंग |
| फाइबर संवेदन | बहु-बिंदु एफबीजी सेंसर पूछताछ |
| सैन्य और वायु | सुरक्षित कॉम्स सिस्टम में बीहड़ ऑप्टिकल स्विचिंग |
सारांश
| विशेषता | विवरण |
|---|---|
| प्रकार | माइक्रोकेनिकल स्विच माइक्रो-मिरर्स का उपयोग करके |
| स्विचिंग विधि | मिरर टिल्ट रीडायरेक्ट्स लाइट बीम |
| बनाने का कारक | कॉम्पैक्ट (चिप-स्केल से रैक-माउंट) |
| सामान्य आकार | 1 × 2, 1 × 8, 1 × एन, एनएक्सएन (100 × 100 तक) |
| नियंत्रण | अंकीय/अनुरूप इलेक्ट्रॉनिक्स |
| अनुप्रयोग | उच्च गति ऑप्टिकल नेटवर्क और परीक्षण प्रणाली |
माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) क्या है
माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस)हैंलघु यांत्रिक और इलेक्ट्रो-मैकेनिकल उपकरणपर बनाया गयामाइक्रोमीटर(आमतौर पर 1 से 1000 माइक्रोन तक) . मेम गठबंधनयांत्रिक घटक(जैसे चलती संरचनाएं, लीवर, या दर्पण) के साथइलेक्ट्रॉनिक सर्किट, सेमीकंडक्टर चिप्स के लिए उपयोग किए जाने वाले तकनीकों का उपयोग करके सभी गढ़े गए .
परिभाषा
एमईएमएसएकीकृत प्रणालियों को संदर्भित करता है जो गठबंधन करते हैंछोटे यांत्रिक संरचनाएं(e . g ., सेंसर, एक्ट्यूएटर्स, गियर, या दर्पण) के साथइलेक्ट्रॉनिक सर्किटएक एकल सिलिकॉन सब्सट्रेट का उपयोग करकेमाइक्रोफैब्रिकेशनप्रौद्योगिकी .
एमईएमएस को कभी -कभी इस के रूप में भी संदर्भित किया जाता है:
माइक्रोसिस्टम्स
माइक्रो मशीनों
माइक्रोस्ट्रक्चर
माइक्रोफाइब्रिकेट सिस्टम
मेमों के प्रमुख घटक
| अवयव | भूमिका |
|---|---|
| सेंसर | भौतिक परिवर्तन (दबाव, प्रकाश, त्वरण, आदि .) का पता लगाता है |
| गति देनेवाला | मूव्स या इनपुट पर प्रतिक्रिया करता है (मिरर टिल्ट, वाल्व कंट्रोल, आदि .) |
| माइक्रोस्ट्रक्चर | बीम, झिल्ली या लीवर जैसे छोटे यांत्रिक भागों |
| इलेक्ट्रानिक्स | सेंसर से सिग्नल की प्रक्रियाएं या एक्ट्यूएटर को नियंत्रित करती हैं |
मेम कैसे बने हैं
MEMS उपकरणों को आमतौर पर उपयोग करके गढ़े जाते हैंफोटोलिथोग्राफी, एचिंग, पतली फिल्म बयान, औरसतह/थोक micromchining- कंप्यूटर चिप्स बनाने के समान . प्रमुख प्रक्रियाओं में शामिल हैं:
सिलिकॉन माइक्रोमैचिनिंग
गहरी प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी (DRIE)
वेफ बॉन्डिंग
वैक्यूम/सील वातावरण में पैकेजिंग
एमईएमएस उपकरणों के उदाहरण
| प्रकार | उदाहरण अनुप्रयोग |
|---|---|
| मेम एक्सेलेरोमीटर | स्मार्टफोन, गेम कंट्रोलर, ड्रोन |
| मेम्स गाइरोस्कोप | नेविगेशन, वीआर हेडसेट |
| मेमस माइक्रोफ़ोन | मोबाइल फोन, श्रवण यंत्र |
| मेम ऑप्टिकल स्विच | दूरसंचार नेटवर्क, परीक्षण प्रणाली |
| मेम मिरर (स्कैनर) | लिडार, बारकोड स्कैनर |
| मेम्स प्रेशर सेंसर | मोटर वाहन, चिकित्सा, HVAC |
| मेम्स ऑसिलेटर | इलेक्ट्रॉनिक्स में समय (क्वार्ट्ज क्रिस्टल की जगह) |
| बायोमेम्स | लैब-ऑन-चिप, माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण |
स्केल तुलना
| वस्तु | आकार |
|---|---|
| ह्यूमन हेयर | ~ 70 माइक्रोन चौड़े |
| मेम्स संरचनाएँ | 1-1000 माइक्रोन |
| अर्धचालक ट्रांजिस्टर | <10 nanometers |
मेमों के लाभ
| विशेषता | फ़ायदा |
|---|---|
| लघुरूपण | छोटे, हल्के उपकरणों को सक्षम करता है |
| कम बिजली का उपयोग | बहुत ऊर्जा-कुशल |
| बैच विनिर्माण | लागत-प्रभावी जन उत्पादन |
| शुद्धता | सटीक संवेदन और आंदोलन |
| एकीकरण | यांत्रिक + विद्युत कार्यों को जोड़ती है |
चुनौतियां
| मुद्दा | प्रभाव |
|---|---|
| जटिल निर्माण | उच्च-सटीक, विशेष प्रक्रियाओं की आवश्यकता है |
| पैकेजिंग | चलती भागों को धूल या नमी से बचाना मुश्किल है |
| संवेदनशीलता | सदमे या स्थैतिक से नुकसान होने की संभावना है |
उद्योग द्वारा आवेदन
| उद्योग | एमईएमएस अनुप्रयोग |
|---|---|
| उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स | फ़ोन (गति संवेदन, माइक्रोफोन) |
| ऑटोमोटिव | एयरबैग सेंसर, टायर प्रेशर मॉनिटरिंग |
| स्वास्थ्य देखभाल | इनहेलर्स, इम्प्लांटेबल सेंसर, लैब-ऑन-चिप |
| दूरसंचार | MEMS ऑप्टिकल स्विच, ट्यून करने योग्य फ़िल्टर |
| विमानन व रक्षा | नेविगेशन, जड़त्वीय माप इकाइयाँ (IMU) |
| औद्योगिक स्वचालन | कंपन और दबाव निगरानी |
सारांश
| वर्ग | विवरण |
|---|---|
| MEMS क्या है? | चलती भागों और इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ छोटे एकीकृत उपकरण |
| मुख्य विशेषताएं | माइक्रोन-स्केल, कम शक्ति, उच्च प्रदर्शन |
| से बना | सिलिकॉन, पॉलिमर, धातुएं |
| में इस्तेमाल किया | सेंसर, एक्ट्यूएटर्स, स्विच, ऑप्टिक्स, बायोटेक |