機械式光開關之熱變形分析

INVESTIGATION OF THERMAL DEFORMATION OF MECHANICAL OPTICAL SWITCH

曾桄洺(KUANG-MING TSENG)

指導教授 ： 王偉中

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00357

摘要

本研究對機械式1×2光開關進行一系列的實驗和ANSYS熱變形的模擬，實驗方面使用雷射位移量測系統針對繼電器做探討，繼電器係光開關中最主要切換光纖訊號的元件，考慮繼電器在不同電壓、不同溫度、及高溫高濕與高溫烘烤循環作用下，對繼電器內部類似翹翹板機構之端點位移做分析。模擬分析則首先用3D繪圖軟圖Pro/E繪製光開關各元件，再一一彙入商用有限單元套裝軟體ANSYS做熱變形分析。熱負載的設定則參考業界廣泛使用的Telcordia GR-1073-CORE光開關產品之可靠度測試規範，分別給予光開關75℃及-40℃的溫度環境，假設為穩態的情況對光開關做熱變形分析，獲得光開關每個元件在溫度效應下之熱變形，藉由更改元件的材質，比較光開關各元件的最大絕對位移與最大相對位移，找出最適合的元件材質，進而提升光開關的良率。

關鍵字

機械式1×2光開關 ； ANSYS熱變形 ； 雷射位移量測系統 ； 繼電器 ； 翹翹板端點位移

參考文獻

[18] 藍志傑, “壓電致動器應用於陣列式光開關與拓樸最佳化微撓性放大機構之設計與製作”, 國立高雄應用科技大學機械與精密工程研究所論文, 2004.

[23] 東盈光電科技股份有限公司1×2光開關之型錄, 2005.

[9] K. E. Petersen, “Siliocon Torsional Scanning Mirror”, IBM J. Res. Develop., Vol. 24, pp. 631-637, 1980.

[10] H. Toshiyoshi, and H. Fujita, “Electrostatic Micro Torsion Mirrors for an Optical Switch Matrix”, Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 5, No. 4, pp. 231-237, 1996.

[11] C. Marxer. and N. F. de Rooij, “Micro-Optical-Mechanical 2x2 Switch for Single-mode Fibers Based on Plasma-Etched Silicon Mirror and Electrostatic Actuation”, Journal of Lightwave Technology, Vol. 17, No. 1, pp. 2-6, 1999.