專利名稱：：微機電系統(tǒng)雙穩(wěn)態(tài)光學(xué)開關(guān)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：這些技術(shù)教導(dǎo)大體上涉及MEMS光學(xué)開關(guān)。
背景技術(shù)：
：光學(xué)開關(guān)是沿著光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的選定光纖傳送光學(xué)信號的裝置。這些開關(guān)構(gòu)成現(xiàn)代光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)構(gòu)建基塊?，F(xiàn)有技術(shù)光學(xué)開關(guān)主要是基于執(zhí)行機械運動、改變波導(dǎo)耦合比且執(zhí)行偏振旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)?；跈C械繼電器的光學(xué)開關(guān)具有大尺寸。在MEMS技術(shù)中已重在關(guān)注小尺寸的光學(xué)開關(guān)。其中，基于MEMS靜電旋轉(zhuǎn)鏡的裝置是最常見的一種方法。然而，這些裝置需要高電場來產(chǎn)生足夠的激勵力，這導(dǎo)致需要成本高的氣密封裝。此外，這些裝置是非閂鎖的，且在失去外部電力時開關(guān)狀態(tài)會丟失。使用電熱激勵的雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)也用于光學(xué)開關(guān)。然而，那些裝置針對垂直蝕刻鏡使用平面內(nèi)激勵，從而導(dǎo)致制造成本較高且鏡尺寸深度較小。因此，需要一種改進(jìn)的MEMS開關(guān)設(shè)計，其尺寸小、超穩(wěn)定、閂鎖、成本低且容易制造、尺度可適于多個輸出口。
發(fā)明內(nèi)容這些教示的光學(xué)開關(guān)的一個實施例包含雙穩(wěn)態(tài)組件，其包括一個或一個以上第一梁和一個或一個以上第二梁；反射組件，一個或一個以上第一梁從第一支撐件延伸到反射組件上的位置，一個或一個以上第二梁從第二支撐件延伸到反射組件上的所述位置，反射組件以操作方式連接到雙穩(wěn)態(tài)組件；第一電熱彎曲梁激勵器組件，其從第一電極延伸到第二電極；第一接觸組件，其以操作方式連接到第一電熱彎曲梁激勵器組件，第一電熱彎曲梁激勵器組件和第一接觸組件安置成使雙穩(wěn)態(tài)組件和反射組件能夠從第一穩(wěn)定配置推進(jìn)到第二穩(wěn)定配置;第二電熱彎曲梁激勵器組件，其從第三電極延伸到第四電極；以及第二接觸組件，其以操作方式連接到第二電熱彎曲梁激勵器組件，第二電熱彎曲梁激勵器組件和第二接觸組件安置成使雙穩(wěn)態(tài)組件和反射組件能夠從第二穩(wěn)定配置推進(jìn)到第一穩(wěn)定配置。本發(fā)明也揭示這些教示的光學(xué)開關(guān)的各種其它實施例。本發(fā)明也揭示這些教示的光學(xué)開關(guān)的操作方法的實施例和用于制造這些教示的光學(xué)開關(guān)的方法的實施例。為了更好地理解本發(fā)明教示以及本發(fā)明教示的其它和另外目標(biāo)，參看附圖和具體實施方式，且本發(fā)明教示的范圍將在所附權(quán)利要求書中指出。圖1是這些教不的光學(xué)開關(guān)的一個實施例的不意表不；圖1a和圖1b是這些教不的光學(xué)開關(guān)的另一實施例的不意表不。圖2是這些教示的光學(xué)開關(guān)的一個實施例中的雙穩(wěn)態(tài)組件中的位移一力關(guān)系的圖解表示；圖2a和圖2b展示利用這些教示的光學(xué)開關(guān)的實施例的光學(xué)系統(tǒng)；圖3是這些教示的光學(xué)開關(guān)的又一實施例的示意表示；圖4a和圖4b是這些教示的光學(xué)開關(guān)的一個組件的實施例的示意表示；以及圖5a到圖5e是用于制造這些教示的裝置的過程的實施例的圖解說明。具體實施例方式以下具體實施方式描述進(jìn)行這些教示的當(dāng)前最佳預(yù)期模式。不應(yīng)在限制性意義上理解所述描述，而是僅為了說明這些教示的一般原理而進(jìn)行所述描述，這是因為這些教示的范圍最佳是由所附權(quán)利要求書界定。在一個實施例中，本發(fā)明教示通過提供一種光學(xué)開關(guān)來克服上述問題，所述光學(xué)開關(guān)使用微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置的與一個或一個以上光纖準(zhǔn)直器對準(zhǔn)的一個或一個以上元件以將光束從一個或一個以上輸入口導(dǎo)引到一個或一個以上輸出口。在那個實施例中，MEMS芯片具有懸掛在自閂鎖雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)上的平面內(nèi)光學(xué)反射組件(例如但不限于鏡)和兩個電熱激勵器組件。激勵器將雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)從其第一穩(wěn)定位置驅(qū)動到其第二穩(wěn)定位置和從其第二穩(wěn)定位置驅(qū)動到其第一位置。因此，通過光束的透射或反射，懸掛鏡在不同穩(wěn)定位置處將垂直于MEMS裝置平面的平面中的光束引導(dǎo)到不同輸出口。在本發(fā)明教不的一個實施例中，上述光學(xué)開關(guān)包含MEMS雙穩(wěn)態(tài)鏡配置,其包括具有平面表面的框架；兩個MEMS激勵器，其將平面表面中的反射鏡驅(qū)動到其穩(wěn)定位置，以導(dǎo)引從電磁福射源(例如但不限于光纖)傳輸?shù)墓馐Ｔ谝粋€實施例中，反射鏡表面是由多個相同的并聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)懸掛，這些機構(gòu)約束鏡在鏡面平面中的運動。在一個實施例中，由彎曲梁段形成的雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)布置成相對于懸掛鏡對稱且錨定在外框架處。在一個實施例中，每一激勵器組件是由具有最佳位移輸出的多個平行的電熱V形梁形成。在一個實施例中，每一組激勵器具有沿著雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的一個中心或多個接觸表面以將鏡推到不同穩(wěn)定位置。當(dāng)使用多個接觸表面時，不同的接觸表面可能具有不同的接觸時序。這可減低每一接觸表面上的機械磨損以增加接觸循環(huán)壽命。偏心激勵也可增加鏡的行進(jìn)距離。在一個實施例中，一個或一個以上接觸表面具有柔性表面和剛性表面，以在施加接觸力時形成自接觸。這可減低每一表面上的接觸力，因此增加了接觸使用壽命。當(dāng)不同的接觸表面具有不同的時序時，可進(jìn)一步提聞接觸持續(xù)時間。在一個實施例中，可通過雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的組件(在一個實施例中是硅導(dǎo)線)的電阻改變來檢測鏡位置，所述電阻改變是由雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的應(yīng)變引起。在此第一穩(wěn)定位置處，雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)實質(zhì)上無應(yīng)變，而在第二穩(wěn)定位置處，產(chǎn)生應(yīng)變。在一個實施例中，可通過電容改變來檢測鏡位置，所述電容改變是由在每一穩(wěn)定位置處接觸表面之間的間隙改變弓I起。在一個實施例中，通過僅使用幾個步驟來簡化MEMS制造步驟，其中最少量的遮罩使用絕緣體上硅(SOI)晶片。圖1說明MEMS雙穩(wěn)態(tài)光學(xué)開關(guān)芯片的實施例的不意圖。MEMS雙穩(wěn)態(tài)光學(xué)開關(guān)芯片I包含襯底49(雙穩(wěn)態(tài)光學(xué)開關(guān)芯片從襯底被提起的實施例也在這些教不的范圍內(nèi))，其具有平面表面框架16;反射鏡2，其布置在平面表面16上；雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3，其是由兩個彎曲梁4和5形成且相對于鏡2的中心對稱；兩個電熱激勵器6和11。雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3將鏡2懸掛在框架16上。多個相同的并聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3用來限制鏡在平面16中沿著雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的對稱軸或Y軸的運動。圖2中展示雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的典型的位移一力關(guān)系。兩個穩(wěn)定位置是如在標(biāo)繪圖中所標(biāo)記。如圖2所標(biāo)記，每一穩(wěn)定位置具有最大斷開力。雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的數(shù)個可能實施例在這些教示的范圍內(nèi)。例如但不限于在頒予Qui等人的美國專利第6，911，891號(其全文出于所有目的而以引用的方式并入本文中)中所揭示的實施例和在以下文獻(xiàn)中所揭示的實施例的實施例在這些教示的范圍內(nèi).TinQiu、Lang,1.H.、Slocum,A.H.的Acurved-beambistablemechanism(彎曲梁雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu))，JournalofMicro-electromechanicalSystems(微機電系統(tǒng)學(xué)報)，2004年4月，第13卷第2期第137到146頁；Casals-Terre,J.、Shkel,A.的DynamicAnalysisOfASnap-ActionMicromechanism(快動微機構(gòu)的動態(tài)分析)，2005IEEESensorsC2005IEEE傳感器)，2005年；以及YoungseokOh的SynthesisofMultistableEquilibriumCompliantMechanisms(多穩(wěn)態(tài)平衡柔順機構(gòu)的合成)，博士論文，密歇根大學(xué)，2008年，所有這些文獻(xiàn)的全文出于所有目的而以引用的方式并入本文中。電熱激勵器6用來將雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)從第一穩(wěn)定位置切換到第二穩(wěn)定位置，或?qū)㈢R2從第一穩(wěn)定位置切換到第二穩(wěn)定位置。電熱激勵器11用來將雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)從第二穩(wěn)定位置切換到第一穩(wěn)定位置，或?qū)㈢R2從第二穩(wěn)定位置切換到第一穩(wěn)定位置。激勵器6具有多個相同的并聯(lián)V形梁導(dǎo)線結(jié)構(gòu)54、力與位移轉(zhuǎn)換梁7以及接觸表面8、9和10(力與位移轉(zhuǎn)換梁7以及接觸表面8、9和10是第一接觸組件的一個實施例，且力與位移轉(zhuǎn)換梁12以及接觸表面13、14和15是第二接觸組件的一個實施例)，以與雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3相互作用。應(yīng)注意，單個接觸表面9可用于激勵且為本專利所涵蓋。激勵器6具有在框架表面16上的兩個電極37和38。當(dāng)在電極上施加電壓差時，驅(qū)動電流將會施加到激勵器6的導(dǎo)線(梁)54，導(dǎo)線54以及接觸表面8、9和10將會沿著Y軸移動到接近于雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3和鏡2。那些接觸表面處的接觸力將會把雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3和鏡2推到其第二穩(wěn)定位置。多個表面8、9和10與雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3和鏡2嚙合的時序不同，其中首先是表面9與雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3和鏡2嚙合，然后是表面8和10與雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3和鏡2嚙合。此不同的接觸時序可極大地減少每一表面處的機械磨損，因此增加了開關(guān)循環(huán)壽命。偏心接觸表面8和10也可增加鏡2的行進(jìn)距離，且因此增加了鏡尺寸。在圖1所示的實施例中，激勵器11具有多個V形梁(也被稱為“彎曲梁”)導(dǎo)線(梁)結(jié)構(gòu)53。當(dāng)通過表面16上的電極41和42向?qū)Ь€53施加電流時，導(dǎo)線53的中心將會把接觸表面13、14和15移動到接近于鏡2和雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3。接觸力將會把雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3和鏡2從第二穩(wěn)定位置移動到第一穩(wěn)定位置。多個接觸表面13、14和15用來減低機械磨損、增加接觸持續(xù)時間且增加鏡2沿著Y軸的行進(jìn)距離。多種彎曲梁激勵器在這些教示的范圍內(nèi)。激勵器是例如但不限于在以下文獻(xiàn)中所揭示的激勵器K.Cochran的美國專利第6，853，76號；以及LongQue等人的Bent-BeamElectrothermalActuators—Part1:SingleBeamandCascadedDevices(彎曲梁電熱激勵器一第I部分單梁和級聯(lián)裝置)，JournalofMicroelectromechanicalSystems(微機電系統(tǒng)學(xué)報)，2001年6月，第10卷第2期，這兩篇文獻(xiàn)的全文出于所有目的而以引用的方式并入本文中。除了雙金屬激勵器以外的激勵器在這些教示的范圍內(nèi)。在沿著Y方向的鏡尺寸等于或小于雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)沿著Y方向的(最大)行進(jìn)距離(鏡在實質(zhì)上垂直于接觸表面的方向上行進(jìn)的距離)的情況下，當(dāng)垂直于平面16的平面中的光束具有等于或小于鏡尺寸的光束尺寸時，鏡2可在一個穩(wěn)定位置處完全阻擋光束且將光束導(dǎo)引到不同方向，而在另一穩(wěn)定位置處使光束無影響地繼續(xù)在原始方向上傳播。多個光束與這些MEMS芯片可用來形成具有多個輸入口和多個輸出口的開關(guān)。鏡2的穩(wěn)定位置可由雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3的固有應(yīng)變計屬性檢測。在第一穩(wěn)定位置處，雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)實質(zhì)上無應(yīng)變，而在第二穩(wěn)定位置處，產(chǎn)生大的應(yīng)變。因此，通過測量電極39與電極40之間的電阻改變，可檢測鏡2的位置。用來檢測鏡2的位置的方法的另一實施例是檢測電極37和39或39和41處的電容改變，所述電容改變是由不同穩(wěn)定位置處的接觸表面之間的間隙改變引起。在圖1a和圖1b所示的另一實施例中，雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)3是由兩個彎曲梁(83、84)組成，且每一彎曲梁激勵器6、11的一個梁是由兩個部分組成(第一彎曲梁激勵器6是由部分60、65組成，第二彎曲梁激勵器11是由部分75、70組成)。在圖1a和圖1b所示的實施例中，第一接觸組件81具有單個接觸表面85，且第二接觸組件89具有單個接觸表面87。圖1a展示處于第一穩(wěn)定配置的雙穩(wěn)態(tài)組件3，且圖1b展示處于第二穩(wěn)定配置的雙穩(wěn)態(tài)組件3。在圖3所不的又一實施例中,MEMS雙穩(wěn)態(tài)光學(xué)開關(guān)17包括襯底50(雙穩(wěn)態(tài)光學(xué)開關(guān)從襯底被提起的實施例也在這些教示的范圍內(nèi))，其具有平面表面框架17;反射鏡18，其布置在平面表面17上；雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)19,其將鏡18懸掛到框架17。多個相同的并聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)19用來限制鏡在平面16中沿著雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的對稱軸或Y軸的運動。電熱激勵器22用來將鏡18從其第一穩(wěn)定位置切換到其第二穩(wěn)定位置。電熱激勵器27用來將鏡18從其第二穩(wěn)定位置切換到其第一穩(wěn)定位置。激勵器22具有接觸表面24、25和26以與雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)19相互作用。如圖4a所示，接觸表面25具有柔性框架33和內(nèi)部臨近剛性表面34。當(dāng)施加接觸力時,接觸表面25將變得自接觸。這可減低每一表面上的接觸力，因此增加了接觸使用壽命。圖4b展示自接觸偏心接觸表面26的設(shè)計。相似地，當(dāng)施加接觸力時，柔性框架35將與內(nèi)部臨近剛性表面36接觸。因此，針對每一表面的接觸力減低。相似地，如圖4a和圖4b所示，用于將鏡18從其第二穩(wěn)定位置切換到其第一穩(wěn)定位置的激勵器27具有如下接觸表面自接觸表面29、30和31。在一個實施例中，這些教示的方法包含提供如上文所描述的光學(xué)開關(guān)，其中雙穩(wěn)態(tài)組件和反射組件處于初始狀態(tài)，初始狀態(tài)是第一穩(wěn)定配置或第二穩(wěn)定配置；在激勵組件上施加預(yù)定電壓，取決于初始狀態(tài)，激勵組件是第一電熱彎曲梁激勵器或第二電熱彎曲梁激勵器。預(yù)定電壓使等于或高于預(yù)定電流的電流流過激勵組件。激勵組件中的電流使激勵組件和驅(qū)動組件(驅(qū)動組件是第一接觸組件或第二接觸組件)將反射組件的雙穩(wěn)態(tài)組件從初始狀態(tài)推進(jìn)到第二狀態(tài)，第二狀態(tài)是另一穩(wěn)定配置。通過將反射組件從一個穩(wěn)定配置移動到另一穩(wěn)定配置，一個或一個以上光束被切換。這些教示的方法的上述實施例也可包含測量雙穩(wěn)態(tài)組件的電阻改變，以便確定雙穩(wěn)態(tài)組件是處于第一穩(wěn)定配置還是處于第二穩(wěn)定配置。在另一例子中，所述方法的實施例包含測量第一電熱彎曲梁激勵器與雙穩(wěn)態(tài)組件之間或第二電熱彎曲梁激勵器與雙穩(wěn)態(tài)組件之間的電容改變。這些教不的方法的以上實施例并不限于雙穩(wěn)態(tài)組件處于第一穩(wěn)定配置或第二穩(wěn)定配置的配置。適用于任一配置的方法在這些教示的范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)谝唤佑|組件具有第一數(shù)目個接觸表面且第二接觸組件具有第二數(shù)目個接觸表面時，在激勵組件(第一電熱彎曲梁激勵器或第二電熱彎曲梁激勵器)上施加預(yù)定電壓會使每一接觸表面(在第一數(shù)目個接觸表面中或第二數(shù)目個接觸表面中)在時序中的不同時間(也被稱為在數(shù)個預(yù)定時間中的一個預(yù)定時間)進(jìn)行接觸。圖2a和圖2b說明光學(xué)系統(tǒng)的一個實施例中的光學(xué)開關(guān)的操作，這些教示并不僅限于那個光學(xué)系統(tǒng)。參看圖2a和圖2b，其中所示的實施例100包括例如上文所揭示的光學(xué)開關(guān)I;第一光學(xué)系統(tǒng)101和第二光學(xué)系統(tǒng)102;以及光束108、109,其在光學(xué)系統(tǒng)101與光學(xué)系統(tǒng)102之間傳播。光束104和105射入/射出第一光學(xué)系統(tǒng)101，且光束106和107射出/射入第二光學(xué)系統(tǒng)102。在圖2a所不的配置中，兩個光束108、109在第一光學(xué)系統(tǒng)101與第二光學(xué)系統(tǒng)102之間無阻礙地傳播。當(dāng)操作光學(xué)開關(guān)且反射組件移動到另一穩(wěn)定配置(如圖2b所示)時，反射組件與傳播光束108、109相交。傳播光束108、109可偏轉(zhuǎn)到不同于另一光學(xué)系統(tǒng)的位置。在一個實施例中，通過使用絕緣體上硅(SOI)晶片來簡化MEMS制造步驟。MEMS制造步驟僅包括以下5個步驟使正面和背面圖案化；正面深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE);背面DRIE;內(nèi)埋氧化層(box)氧化物釋放；以及前后金屬沉積。此處理具有以下優(yōu)點每個步驟因晶片結(jié)構(gòu)而具有界定的終止層；因此強有力地簡化了過程控制監(jiān)視。具體來說，正面DRIE將在內(nèi)埋氧化層處終止，背面DRIE也將在內(nèi)埋氧化層處終止，氧化物釋放將具有對Si材料的最小蝕刻速率，且金屬沉積步驟(優(yōu)選為干式處理步驟)對回位彈簧的影響將最小。圖5a到圖5b中展示過程流程。過程從圖5a的SOI晶片襯底開始，進(jìn)行到圖5b的裝置層圖案化，接著進(jìn)行到圖5c的用來保護裝置的BOX層圖案化，接著進(jìn)行到圖5d的背面釋放蝕亥IJ，且最后進(jìn)行到圖5e的剩余BOX剝離，從而形成已完成的光學(xué)開關(guān)。出于描述和界定本發(fā)明教示的目的，應(yīng)注意，術(shù)語“實質(zhì)上”在本文中用來表示可歸因于任何定量比較、值、測量或其它表示的固有不確定度。術(shù)語“實質(zhì)上”在本文中也用來表示在不會導(dǎo)致爭論中的標(biāo)的物的基本功能改變的情況下定量表示可從規(guī)定參考變化的程度。盡管已關(guān)于各種實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)認(rèn)識到，這些教示也能夠適用于在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種各樣的另外和其它實施例。權(quán)利要求1.一種光學(xué)開關(guān)，其包括雙穩(wěn)態(tài)組件，其包括一個或一個以上第一梁和一個或一個以上第二梁；反射組件；所述一個或一個以上第一梁從第一支撐件延伸到所述反射組件上的位置；所述一個或一個以上第二梁從第二支撐件延伸到所述反射組件上的所述位置；所述反射組件以操作方式連接到所述雙穩(wěn)態(tài)組件；第一電熱彎曲梁激勵器組件，其從第一電極延伸到第二電極；第一接觸組件，其以操作方式連接到所述第一電熱彎曲梁激勵器組件；所述第一電熱彎曲梁激勵器組件和所述第一接觸組件安置成使所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件能夠從第一穩(wěn)定配置推進(jìn)到第二穩(wěn)定配置；第二電熱彎曲梁激勵器組件，其從第三電極延伸到第四電極；以及第二接觸組件，其以操作方式連接到所述第二電熱彎曲梁激勵器組件；所述第二電熱彎曲梁激勵器組件和所述第二接觸組件安置成使所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件能夠從所述第二穩(wěn)定配置推進(jìn)到所述第一穩(wěn)定配置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述第一接觸組件包括數(shù)個第一接觸表面；且其中所述第二接觸組件包括數(shù)個第二接觸表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述第一接觸組件包括第一接觸表面；且其中所述第二接觸組件包括第二接觸表面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述雙穩(wěn)態(tài)組件以及所述第一電熱彎曲梁激勵器組件和所述第二電熱彎曲梁激勵器組件實質(zhì)上位于平面表面中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極和所述第四電極以及所述第一支撐件和所述第二支撐件也實質(zhì)上位于所述平面表面中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述第一電熱彎曲梁激勵器組件包括多個彎曲梁激勵器；且其中所述第二電熱彎曲梁激勵器組件包括多個彎曲梁激勵器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述雙穩(wěn)態(tài)組件包括多個第一梁和多個第二8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述第一接觸組件中的接觸表面包括實質(zhì)上柔性框架和安置在所述實質(zhì)上柔性框架內(nèi)部的實質(zhì)上剛性表面；且其中所述第二接觸組件中的另一接觸表面包括另一實質(zhì)上柔性框架和安置在所述另一實質(zhì)上柔性框架內(nèi)部的另一實質(zhì)上剛性表面。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述反射組件在從所述第一接觸組件到所述第二接觸組件的行進(jìn)方向上的尺寸至多等于所述反射組件從所述第一穩(wěn)定配置行進(jìn)到所述第二穩(wěn)定配置的距離。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述反射組件在從所述第二接觸組件到所述第一接觸組件的行進(jìn)方向上的尺寸至多等于所述反射組件從所述第二穩(wěn)定配置行進(jìn)到所述第一穩(wěn)定配置的距離。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述雙穩(wěn)態(tài)組件包括硅。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述第一電熱彎曲梁激勵器組件包括硅；且其中所述第二電熱彎曲梁激勵器組件包括硅。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)開關(guān)，其中所述第一支撐件包括第五電極；且其中所述第二支撐件包括第六電極。14.一種用于切換一個或一個以上光束的方法，所述方法包括以下步驟提供開關(guān)，所述開關(guān)包括雙穩(wěn)態(tài)組件，其包括一個或一個以上第一梁和一個或一個以上第二梁；反射組件，所述一個或一個以上第一梁從第一支撐件延伸到所述反射組件上的位置，所述一個或一個以上第二梁從第二支撐件延伸到所述反射組件上的所述位置；所述反射組件以操作方式連接到所述雙穩(wěn)態(tài)組件；第一電熱彎曲梁激勵器組件，其從第一電極延伸到第二電極；第一接觸組件，其以操作方式連接到所述第一電熱彎曲梁激勵器組件；所述第一電熱彎曲梁激勵器組件和所述第一接觸組件安置成使所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件能夠從第一穩(wěn)定配置推進(jìn)到第二穩(wěn)定配置；第二電熱彎曲梁激勵器組件，其從第三電極延伸到第四電極；以及第二接觸組件，其以操作方式連接到所述第二電熱彎曲梁激勵器組件，所述第二電熱彎曲梁激勵器組件和所述第二接觸組件安置成使所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件能夠從所述第二穩(wěn)定配置推進(jìn)到所述第一穩(wěn)定配置；所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件處于選自所述第一穩(wěn)定配置和所述第二穩(wěn)定配置的初始狀態(tài)；當(dāng)將所述第一穩(wěn)定配置選擇為所述初始狀態(tài)時，所述第一電熱彎曲梁激勵器組件是激勵組件且所述第一接觸組件是驅(qū)動組件；當(dāng)將所述第二穩(wěn)定配置選擇為所述初始狀態(tài)時，所述第二電熱彎曲梁激勵器組件是所述激勵組件且所述第二接觸組件是所述驅(qū)動組件；在所述激勵組件上施加預(yù)定電壓；所述預(yù)定電壓至少使預(yù)定電流流過所述激勵組件；以及將所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件從所述初始狀態(tài)推進(jìn)到選自所述第二穩(wěn)定配置和所述第一穩(wěn)定配置的第二狀態(tài)；所述預(yù)定電流使所述激勵組件和所述驅(qū)動組件推進(jìn)所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件；當(dāng)所述反射組件從所述初始狀態(tài)推進(jìn)到所述第二狀態(tài)時，所述一個或一個以上光束被切換。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一支撐件包括第五電極；且其中所述第二支撐件包括第六電極；且其中所述方法進(jìn)一步包括測量所述雙穩(wěn)態(tài)組件的電阻改變的步驟；由此可將所述初始狀態(tài)或所述第二狀態(tài)確定為所述第一穩(wěn)定配置或所述第二穩(wěn)定配置。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一支撐件包括第五電極；且其中所述第二支撐件包括第六電極；且其中所述方法進(jìn)一步包括測量所述第一電熱彎曲梁激勵器組件與所述雙穩(wěn)態(tài)組件之間的電容改變的步驟；由此可將所述初始狀態(tài)或所述第二狀態(tài)確定為所述第一穩(wěn)定配置或所述第二穩(wěn)定配置。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一支撐件包括第五電極；且其中所述第二支撐件包括第六電極；且其中所述方法進(jìn)一步包括測量所述第二電熱彎曲梁激勵器組件與所述雙穩(wěn)態(tài)組件之間的電容改變的步驟；由此可將所述初始狀態(tài)或所述第二狀態(tài)確定為所述第一穩(wěn)定配置或所述第二穩(wěn)定配置。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述驅(qū)動組件包括數(shù)個接觸表面；且其中所述在所述激勵組件上施加預(yù)定電壓的步驟包括如下步驟在數(shù)個預(yù)定時間中的一個預(yù)定時間起始所述數(shù)個接觸表面中的一個接觸表面與所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述以操作方式連接的反射組件之間的接觸。19.一種制造光學(xué)開關(guān)的方法，所述方法包括以下步驟使絕緣體上硅(SOI)晶片的正面和背面圖案化；且正面被圖案化以形成光學(xué)開關(guān)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)開關(guān)結(jié)構(gòu)包括雙穩(wěn)態(tài)組件，其包括一個或一個以上第一梁和一個或一個以上第二梁；反射組件，所述一個或一個以上第一梁從第一支撐件延伸到所述反射組件上的位置，所述一個或一個以上第二梁從第二支撐件延伸到所述反射組件上的所述位置；所述反射組件以操作方式連接到所述雙穩(wěn)態(tài)組件；第一電熱彎曲梁激勵器組件，其從第一電極延伸到第二電極；第一接觸組件，其以操作方式連接到所述第一電熱彎曲梁激勵器組件；所述第一電熱彎曲梁激勵器組件和所述第一接觸組件安置成使所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件能夠從第一穩(wěn)定配置推進(jìn)到第二穩(wěn)定配置；第二電熱彎曲梁激勵器組件，其從第三電極延伸到第四電極；以及第二接觸組件，其以操作方式連接到所述第二電熱彎曲梁激勵器組件，所述第二電熱彎曲梁激勵器組件和所述第二接觸組件安置成使所述雙穩(wěn)態(tài)組件和所述反射組件能夠從所述第二穩(wěn)定配置推進(jìn)到所述第一穩(wěn)定配置；對所述SOI晶片的所述正面進(jìn)行深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)；對所述SOI晶片的所述背面進(jìn)行深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE);以及釋放所述SOI晶片的內(nèi)埋氧化層(box)氧化物；所述釋放會產(chǎn)生所述光學(xué)開關(guān)結(jié)構(gòu)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括將材料沉積在可變光學(xué)衰減器結(jié)構(gòu)的預(yù)定部分上的步驟。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述沉積材料的步驟包括將反射層沉積在所述反射組件的至少一個表面上的步驟。全文摘要一種光學(xué)開關(guān)，其包含雙穩(wěn)態(tài)組件；反射組件，其以操作方式連接到雙穩(wěn)態(tài)組件；第一電熱彎曲梁激勵器；第一接觸組件，其以操作方式連接到第一電熱彎曲梁激勵器組件，第一電熱彎曲梁激勵器組件和第一接觸組件安置成使雙穩(wěn)態(tài)組件和反射組件能夠從第一穩(wěn)定配置推進(jìn)到第二穩(wěn)定配置；第二電熱彎曲梁激勵器組件；以及第二接觸組件，其以操作方式連接到第二電熱彎曲梁激勵器組件，第二電熱彎曲梁激勵器組件和第二接觸組件安置成使雙穩(wěn)態(tài)組件和反射組件能夠從第二穩(wěn)定配置推進(jìn)到第一穩(wěn)定配置。文檔編號G02B26/08GK102998794SQ20121021925公開日2013年3月27日申請日期2012年6月28日優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日發(fā)明者尹露中,鐘桂雄,壽援新,艾米特·戈薩,顏軍,趙京申請人:安捷訊公司