專利名稱：光路轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種光路轉(zhuǎn)換裝置，特別是指一種具有可旋轉(zhuǎn)光學(xué)固持器的多端口機(jī)械式光開關(guān)。
背景技術(shù)：
光開關(guān)是一種重要的光無(wú)源器件，其可用于光纖通信系統(tǒng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、光纖測(cè)量系統(tǒng)及光纖傳感系統(tǒng)中，起光路轉(zhuǎn)換的作用，是光通信領(lǐng)域中不可缺少的重要元件。
根據(jù)光開關(guān)端口數(shù)量，可分為1×1、1×2、1×N、2×2、4×4、N×M等類型。其中，1×N光開關(guān)是一種多端口光開關(guān)，其具有一共用端口與N個(gè)可選擇端口，光信號(hào)可從該共用端口傳輸至N個(gè)可選擇端口，也可反向傳輸。
根據(jù)光開關(guān)的工作原理，可分為機(jī)械式光開關(guān)及非機(jī)械式光開關(guān)兩類。機(jī)械式光開關(guān)是利用機(jī)械、電磁方式使光纖或光學(xué)元件發(fā)生移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)光束在不同輸出端口之間的切換。其中，移動(dòng)光纖型機(jī)械式光開關(guān)一般具有活動(dòng)光纖與固定光纖，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將活動(dòng)光纖移動(dòng)，使之與不同固定光纖耦合，實(shí)現(xiàn)光路的切換，但因光纖直徑小，活動(dòng)光纖在移動(dòng)過(guò)程中容易產(chǎn)生彎曲變形，與固定光纖難以精確耦合，導(dǎo)致插入損耗較大，影響光信號(hào)傳輸，而且，此種類型光開關(guān)不適合多端口光傳輸。移動(dòng)光學(xué)元件型光開關(guān)是另一種機(jī)械式光開關(guān)，其輸入端光纖與輸出端光纖固定不動(dòng)，通過(guò)光學(xué)元件的移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)光路切換，此種光開關(guān)插入損耗較低(一般不大于2dB)，隔離度較高(一般大于45dB)，可構(gòu)成多端口光開關(guān)；且不受波長(zhǎng)及偏振的影響，是目前應(yīng)用較為普遍的一種機(jī)械式光開關(guān)。
如圖1所示，美國(guó)專利第5,420,946號(hào)所揭示的1×N多端口機(jī)械式光開關(guān)包括輸入端、反射裝置及N個(gè)輸出端。其中，輸入端包括一輸入光纖112及一漸變折射率透鏡116，該漸變折射率透鏡116用以準(zhǔn)直光束。反射裝置包括一基底130；一反射鏡124設(shè)于基底130上，且與輸入光纖112輸入的光束成45度夾角；一孔132設(shè)于該基底130上，可與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的連桿(圖未示)配合，以驅(qū)動(dòng)該反射裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，為使反射裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸入光纖112輸入的光束耦合至輸出端，該孔132與輸入光纖112位于同一直線，且該反射裝置以該直線為軸旋轉(zhuǎn)。N個(gè)輸出端包括N根光纖140、142、…、n，且各光纖分別與一漸變折射率透鏡160配合，該N個(gè)輸出端沿圓周固定排列。
通過(guò)旋轉(zhuǎn)反射鏡124至不同角度位置，輸入光纖112輸入的光束經(jīng)反射鏡124反射至不同輸出端，實(shí)現(xiàn)光路切換的目的。
上述光開關(guān)可實(shí)現(xiàn)1×N型光開關(guān)，為使輸入光束耦合至不同輸出端口，輸入光纖112、反射鏡124及輸出光纖須精確設(shè)定位置，且反射裝置形狀特殊，質(zhì)量分布不均，重心與旋轉(zhuǎn)中心難以一致，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中容易產(chǎn)生偏心問(wèn)題，進(jìn)而引起反射光路偏差，影響光信號(hào)傳輸質(zhì)量。
又請(qǐng)參見圖2與圖3，美國(guó)專利第6,275,626號(hào)所揭示的1×N光開關(guān)，包括一輸入端210、反射裝置228及多個(gè)輸出端250。其中，該輸入端210包括輸入光纖211及一漸變折射率透鏡212，用以輸入光束218；輸出端250包括光纖251，各與一漸變折射率透鏡252相連，該輸出端250分布在以該輸入端210為圓心的圓周上，且與該輸入端210平行設(shè)置，用以接收光信號(hào)并輸出；反射裝置228包括三反射鏡282、284及286，其中第一反射鏡282與輸入端210輸入的光束218耦合，可接收輸入光束218并反射至第二反射鏡284與第三反射鏡286，第二反射鏡284與第三反射鏡286相互垂直且緊靠設(shè)置，可將第一反射鏡282輸入的光束反射至一輸出端230，該三反射鏡282、284及286兩兩垂直，且第一反射鏡282與第二反射鏡284、第三反射鏡286之間具有一定間距，該反射裝置228與一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)224相連，可轉(zhuǎn)動(dòng)至不同角度位置，使入射光束218反射至不同輸出端。
為避免偏心問(wèn)題，上述光開關(guān)在反射裝置228一端設(shè)有一平衡塊240，該平衡塊240與反射裝置228在Z軸方向可達(dá)到平衡，但是，因反射裝置228形狀特殊，在X軸方向質(zhì)量分布不均，難以通過(guò)平衡塊240達(dá)到平衡，不可避免在X軸方向?qū)?huì)產(chǎn)生偏心問(wèn)題；且該反射裝置228的三反射鏡282、284及286與平衡塊240皆固定，若該三反射鏡改變，例如增加鍍膜或因損壞而替換，則該平衡塊難以作出相應(yīng)改變，也會(huì)造成Z軸方向重量不平衡，仍會(huì)產(chǎn)生偏心問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有平衡結(jié)構(gòu)光學(xué)固持器的光路轉(zhuǎn)換裝置。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置包括一輸入端；若干輸出端，與該輸入端平行設(shè)置；一反射器，可將輸入光束反射至輸出端；一光學(xué)固持器，具有若干起平衡作用的平衡臂及若干設(shè)置于該平衡臂上的可調(diào)平衡塊，該光學(xué)固持器可容置該反射器于其中，且可通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)至不同角度位置，使反射光束與不同輸出端耦合，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)在不同端口之間切換的目的。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)因其具有若干起平衡作用的平衡臂及可調(diào)平衡塊，因此易于調(diào)節(jié)平衡及準(zhǔn)直，而使得插入損耗較小。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)光開關(guān)的立體示意圖。
圖2是另一現(xiàn)有技術(shù)光開關(guān)的立體示意圖。
圖3是圖2現(xiàn)有技術(shù)光開關(guān)的反射裝置立體圖。
圖4是本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的立體示意圖。
圖5是本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的立體分解圖。
圖6是本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的光學(xué)固持器剖面圖。
圖7是本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的光路示意圖。
圖8是本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的多端口示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參見圖4與圖5，本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置包括輸入端510、若干輸出端520(圖中僅示其一)、光束反射裝置400及其驅(qū)動(dòng)裝置330。其中，輸入端510包括用以輸入光信號(hào)的輸入光纖512，一輸入準(zhǔn)直器514與該輸入光纖512相連，用以準(zhǔn)直輸入光束，且該輸入端510固定不動(dòng)；若干輸出端520與輸入端510平行設(shè)置，且該若干輸出端520分布在以輸入端510為圓心的圓周上(請(qǐng)參照?qǐng)D8)，其中，若干輸出端520分別具有輸出光信號(hào)的輸出光纖522及輸出準(zhǔn)直器524，且該若干輸出端520均固定不動(dòng)；光束反射裝置400包括一光學(xué)固持器410、第一反射鏡422及第二反射鏡424，其中，該光學(xué)固持器410具有一本體412，它是由一支持臂411及兩平衡臂413、415構(gòu)成，該支持臂411、平衡臂413及415是連接于一中心點(diǎn)，大體構(gòu)成Y形平衡結(jié)構(gòu)，且以該中心點(diǎn)為平衡中心，該支持臂411具有一容置部420，它是用以容置該第一反射鏡422及第二反射鏡424，該兩平衡臂413、415各具有一平衡塊418，該平衡塊418的位置可調(diào)，一接合部416是連接于該光學(xué)固持器410底部，用以支撐該本體412并與一驅(qū)動(dòng)裝置330相連；驅(qū)動(dòng)裝置330包括驅(qū)動(dòng)器320及連桿310，該連桿310可與光學(xué)固持器410的接合部416相連接，用以驅(qū)使該光學(xué)固持器410轉(zhuǎn)動(dòng)至不同角度位置，該驅(qū)動(dòng)器320可為步進(jìn)電機(jī)等。
上述光路轉(zhuǎn)換裝置中，光學(xué)固持器410可容置第一反射鏡422及第二反射鏡424于容置部420內(nèi)，使得支持臂411承受稍大重量，為避免該光學(xué)因持器410因支持臂411、平衡臂413及415所承受的重量不均而產(chǎn)生偏心問(wèn)題，可調(diào)節(jié)平衡臂413與415上平衡塊418的位置，因平衡臂413與415與支持臂411不在同一直線上，從而，可使光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置400于X方向及Z方向均可達(dá)到平衡，則光束反射裝置400可繞中心軸平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。
又請(qǐng)一并參見圖6，本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的光學(xué)固持器410剖面圖，該光學(xué)固持器410的支持臂411上設(shè)有第一容置槽421與第二容置槽423，構(gòu)成容置部420，第一反射鏡422可容置并固定于該第一容置槽421，第二反射鏡424可容置并固定于該第二容置槽423，該第一容置槽421與該支持臂411成45度角，該第二容置槽423與該支持臂411成45度角。接合部416內(nèi)設(shè)有接合孔417，它可與驅(qū)動(dòng)裝置的連桿310配合，使該光學(xué)固持器410可于驅(qū)動(dòng)器320驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。
再請(qǐng)參見圖7，本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的光路示意圖，因輸入光纖512與光學(xué)固持器410的轉(zhuǎn)動(dòng)軸位于同一直線，光束反射裝置400位于一特定角度位置時(shí)，它輸入的光信號(hào)經(jīng)輸入準(zhǔn)直器514準(zhǔn)直，入射至第二反射鏡424并反射至第一反射鏡422，經(jīng)第一反射鏡422反射后，入射至輸出準(zhǔn)直器524，并由輸出光纖522輸出。
從而，光束反射裝置400位于不同角度位置則輸入光信號(hào)可反射至不同輸出光纖，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)于不同輸出端口間切換的目的。
再請(qǐng)參見圖8，本實(shí)用新型光路轉(zhuǎn)換裝置的多端口示意圖，輸入端510與光束反射裝置400的轉(zhuǎn)動(dòng)軸位于同一直線，若干輸出端520與該輸入端510相互平行，且分布于以輸入端510為圓心的圓周，輸入端510輸入的光信號(hào)經(jīng)光束反射裝置400的第二反射鏡424與第一反射鏡422的兩次反射，可耦合至輸出端520，并由輸出光纖522輸出。輸出端520的數(shù)目可為2至10，甚至更多。
另，本實(shí)用新型的光路轉(zhuǎn)換裝置還可有其它變化設(shè)計(jì)，例如將兩反射鏡改為三角棱鏡，或改為單一反射鏡；改變輸出端的數(shù)目、位置，與不同反射裝置配合；或?qū)⒐鈱W(xué)固持器的形狀改變?yōu)槠渌螤睿换蚋淖兤胶鈮K的數(shù)目等等。
權(quán)利要求1.一種光路轉(zhuǎn)換裝置，包括一輸入光信號(hào)的輸入端，若干輸出光信號(hào)的輸出端，一光束反射裝置，將該輸入端的輸入光信號(hào)反射至該輸出端，其特征在于該光束反射裝置具有平衡結(jié)構(gòu)的本體及若干位置可調(diào)的平衡塊，通過(guò)調(diào)節(jié)該平衡塊的位置，可使該光束反射裝置的重量以一中心軸為平衡軸均衡分布，該光束反射裝置可繞該中心軸平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于其中該輸入端包括一輸入光纖，一準(zhǔn)直器貼靠于該輸入光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于其中該輸出端包括若干光纖，若干準(zhǔn)直器貼靠于該若干光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于該平衡結(jié)構(gòu)為若干平衡臂，位置可調(diào)的平衡塊是設(shè)置在平衡臂上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于其中該若干輸出端與該輸入端平行設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于其中該本體呈Y型，包括一支持臂及兩平衡臂且兩平衡臂關(guān)于該支持臂鏡像對(duì)稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于其中該光束反射裝置具有第一反射鏡，是設(shè)置在支持臂上，可與該輸出端耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于其中該光束反射裝置具有第二反射鏡，是設(shè)置在支持臂上，可與該輸入端耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于其中該光路轉(zhuǎn)換裝置包括一驅(qū)動(dòng)裝置。
專利摘要一種光路轉(zhuǎn)換裝置，其包括輸入輸出裝置、光束反射裝置及驅(qū)動(dòng)裝置，其中，該光束反射裝置包括一光學(xué)固持器及一反射器，該反射器可固設(shè)于該光學(xué)固持器中，且該光學(xué)固持器具有平衡結(jié)構(gòu)及可調(diào)平衡塊，通過(guò)調(diào)節(jié)該平衡塊，可使該光學(xué)固持器與該反射器在該驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)下繞一中心軸平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)G02B6/28GK2522877SQ01258539
公開日2002年11月27日 申請(qǐng)日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者陳建呈, 吳熴燦 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司