Diseño y análisis estático del interruptor óptico de guía de ondas de nitruro de silicio accionado por MEMS

Área de la Ciencia:

• Fotónica y ciencias de los materiales
• Sistemas ópticos y microelectromecánicos integrados (MEMS)

Sus antecedentes:

• Los interruptores ópticos son componentes cruciales en los sistemas modernos de comunicación óptica.
• Las tecnologías de conmutación óptica existentes se enfrentan a desafíos en términos de tamaño, consumo de energía e integración.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y simular un nuevo interruptor óptico que utilice un sistema microelectromecánico (MEMS) para modular las guías de onda de nitruro de silicio (Si3N4).
• Para lograr una funcionalidad de conmutación óptica basada en un mecanismo de acoplamiento direccional (DC) con estados distintos de barra y cruz.

Principales métodos:

• Utilizando un sistema microelectromecánico (MEMS) para accionar un cable de nitruro de silicio (Si3N4).
• Simulación de dos estados estáticos del dispositivo para optimizar los parámetros de la estructura del acoplamiento direccional (DC).
• Analizar las métricas de rendimiento clave, incluida la pérdida de inserción, la relación de extinción y la interferencia.

Principales resultados:

• El tamaño optimizado del dispositivo es de 8,8 μm × 55 μm.
• Las pérdidas de inserción alcanzadas oscilan entre 0,18 y 0,47 dB en la banda C.
• Se han demostrado excelentes índices de extinción (aprox. El sonido de cruce es muy bajo (aprox. - 24,60 dB) en el sentido de la letra a).

Conclusiones:

• El interruptor óptico propuesto basado en MEMS presenta excelentes características de rendimiento.
• Este dispositivo ofrece ventajas significativas para la óptica integrada y varias aplicaciones como las comunicaciones ópticas y los centros de datos.
• Los resultados proporcionan una referencia valiosa para los desarrollos futuros en tecnologías de conmutación óptica.