في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية ، تُستخدم المفاتيح الضوئية (Switch ، OS) بشكل أساسي لتحقيق التبديل المادي للإشارات الضوئية أو العمليات المنطقية الأخرى في المسار البصري ، وتستخدم في الغالب في تقنية الاتصال المتقاطع البصري (OXC) كجهاز رئيسي لتبديل المسارات الضوئية. يحتوي المفتاح البصري على نافذة نقل واحدة أو أكثر قابلة للتحديد ، والتي يمكن تقسيمها إلى أشكال تكوين منافذ متعددة 2 × 2 ، 1 × N ، M × N. تحتوي المفاتيح الضوئية على مجموعة واسعة من التطبيقات في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية ، وتتنوع تقنيات تنفيذها ، بما في ذلك: المفاتيح الضوئية الميكانيكية ، والمفاتيح الحرارية الضوئية ، والمفاتيح الصوتية الضوئية ، والمفاتيح الكهروضوئية ، والمفاتيح المغناطيسية الضوئية ، والمفاتيح الضوئية البلورية السائلة مفاتيح ومفاتيح ضوئية MEMS ، إلخ.
من بينها ، المفاتيح الضوئية الميكانيكية والمفاتيح البصرية MEMS هما مفتاحان ضوئيان يستخدمان على نطاق واسع. يتمثل مبدأ عمل المفتاح البصري الميكانيكي في إعادة توجيه الإشارة الضوئية عن طريق تحريك الألياف الضوئية فعليًا بمساعدة جهاز ميكانيكي.
عن طريق تحريك المنشور أو المقرن الاتجاهي ، يتم توجيه الضوء في نهاية الإدخال إلى منفذ الإخراج المطلوب. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المفاتيح الضوئية الميكانيكية: أحدهما يستخدم المنشور لتبديل تقنية المسار البصري ، والآخر يستخدم تقنية تبديل المرآة ، والثالث هو تبديل المسار البصري عن طريق تحريك الألياف الضوئية. يعتمد المفتاح البصري MEMS على نظام ميكانيكي كهروميكاني دقيق ، والذي يستخدم مرآة دقيقة بصرية أو مصفوفة مرآة دقيقة بصرية لتغيير اتجاه شعاع الضوء لتبديل مسار الضوء.
مبدأ التبديل البصري MEMS بسيط للغاية. عند تبادل الضوء ، يتم تحريك زاوية مرآة MEMS أو تغييرها بواسطة محرك القوة الكهروستاتيكية أو الطاقة المغناطيسية ، ويتم تحويل ضوء الإدخال إلى أطراف الإخراج المختلفة للمفتاح البصري لتحقيق التبديل والتشغيل والإيقاف المسار البصري.
مع التطور السريع للاتصالات الضوئية ، أصبحت حالة التوصيل البيني البصري والتبديل البصري كعقد شبكة بصرية أكثر أهمية ، وأصبح تطبيق المحولات الضوئية أكثر وأكثر شمولاً.
تتميز مفاتيح التبديل الضوئية MEMS بمزايا الاكتناز وسرعة التحويل السريع والتوسع السهل. في الوقت نفسه ، لديهم فقدان إدخال منخفض ، تداخل منخفض ، حساسية استقطاب منخفضة ، نسبة انقراض عالية وسرعة تحويل عالية لمفاتيح الدليل الموجي ، حجم صغير ، وتمديد سهل للمفاتيح البصرية الميكانيكية. مزايا التكامل على نطاق واسع. سيكون الاتجاه السائد لتطوير محولات الشبكة الضوئية عالية السعة.
