浦芮斯磁光開關切換壽命超過1000億次

  ICCSZ訊  作為全球磁光技術近二十年的引領者，浦芮斯光電(Primanex Corporation)自豪地宣布：經(jīng)過長達四個月的連續(xù)不間斷測試監(jiān)控，磁光開關的切換壽命實測超過1000億次。這是全球光電子產(chǎn)業(yè)有史以來針對光開關切換壽命的最長的實驗記錄，將進一步增強各業(yè)界客戶將磁光開關技術應用于高可靠性領域的信心。

圖一：浦芮斯新品-小型化集成1x4磁光開關模塊

圖二：在線監(jiān)控實驗原理示意圖

  該實驗設計思路為對待測磁光開關進行在線不間斷監(jiān)控，以驗證磁光開關在不間斷高速切換狀態(tài)下實際可以達到的壽命，并在線監(jiān)控磁光開關的光學性能和切換性能。以上圖二為實驗原理示意圖：通過信號發(fā)生器輸出方波信號至光開關驅(qū)動板并同步至多通道示波器;以直流電源供電之光開光驅(qū)動板輸出驅(qū)動信號控制待測光開光進行通道切換;1550nm光源輸出光信號至光開關輸入端，從待測光開關輸出的光信號分別送至高速響應光電探測器(PD)和光功率計模塊(PM)：PD將接受光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，由多通道示波器在線監(jiān)控通道切換性能;PM接收光信號，在線監(jiān)控光開關的插損變化。

  針對1x2光開關的切換次數(shù)，按傳統(tǒng)定義方式：從通道一切換到通道二，然后再從通道二切換回到通道一，此為一次完整的切換。本次實驗采用高速版磁光開關，切換頻率為10KHz。按目標切換次數(shù)1000億次計算，則實驗時間達到116天?？紤]到測試為期四個月，所有測試相關儀器均配以UPS不間斷電源;考慮到切換頻率高達10KHz，磁光開關內(nèi)部電磁線圈組件存在發(fā)熱，特安排以熱電偶附著于待測器件外殼體表面進行測溫;特別考慮到在測試過程中測試所用激光源功率可能存在長期漂移，在光源輸出端特別分出一路進行長期監(jiān)控，以歸一化光源功率漂移的影響。

  實驗從2018年1月13日開始，5月8日結(jié)束;每天兩個時間點記錄光功率模塊測量的插入損耗值和熱電偶監(jiān)控的待測樣品殼體表面的溫度值。過程監(jiān)控結(jié)果如下兩圖：

圖三：插入損耗在線監(jiān)控結(jié)果

圖四：器件殼體表面溫度在線監(jiān)控結(jié)果

  以上圖四顯示，在長達四個月的測試過程中，以高達10KHz頻率進行高速不間斷切換的磁光開關的殼體表面溫度維持在(38+/-2)攝氏度;圖三中記錄的插入損耗均為針對第一時刻點歸一化之后的結(jié)果，表征了測試過程中損耗的相對變化量，可以觀察到隨時間老化的跡象，損耗最大變化量在-0.2dB左右。在開始實驗之前對待測樣品的插入損耗、偏振相關損耗和通道串擾在常溫狀態(tài)進行了測量，在四個月的不間斷測試結(jié)束之后再次對以上光學性能在常溫下進行了測量，如下圖所示：

圖五：磁光開關在切換實驗前后的光學性能對比

  光纖通信行業(yè)針對光無源器件和光開關的可靠性標準Telcordia GR1073 /1221認為，可以通過最長達2000小時(兩個半月)的加速老化試驗的判據(jù)是插入損耗的前后變化量不大于0.5dB且須仍符合產(chǎn)品標稱技術指標。按此，磁光開關在實驗前后相對變化量和實驗過程中在線變化量這兩方面均成功通過了1000億次不間斷切換測試。

  由于實驗中插入損耗均按習慣記錄為正值，則以上圖三和圖五所示的約-0.2dB的插損變化量表明被測磁光開關樣品的損耗在測試過程中以及測試前后是變好了。這或許暗示被測樣品在生產(chǎn)過程中形成的殘余應力在長時間40攝氏度(殼體表面溫度)的運行中得到了緩慢的釋放，這個0.2dB左右的變化量對于經(jīng)受2000小時的GR1221可靠性測試的一般光無源器件是常見的;這無疑進一步說明長期不間斷的開關切換動作本身對磁光開關器件并未造成可觀察的變化，有理由相信不牽涉任何機械運動的磁光開關可以斬獲更為長久的切換壽命。

  由于一般機械式光開關和微機電(MEMS)光開關均依賴于機械運動實現(xiàn)光路的切換，其切換頻率和切換壽命均受到限制：機械式光開關的切換壽命一般是1000萬次，MEMS光開關為10億次，且兩者的切換頻率一般不高于10Hz。若以最高10Hz頻率不間斷切換工作，則一般機械式光開關的壽命不超過12天，而MEMS光開關壽命也只能到1200天。若以10Hz切換磁光開關，則已實測驗證的1000億次壽命可換算為317年!這無疑使得磁光開關成為某些無須擔心壽命的高端應用領域的當然之選。

  從即日起，浦芮斯光電官方網(wǎng)站(WWW.Primanex.Com.CN)上所有磁光開關類產(chǎn)品的技術指標更新切換壽命為1000億次。