專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)械式光開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)關(guān)，尤其是指一種應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)。
在以往的設(shè)計(jì)中，通常需要用到兩個(gè)準(zhǔn)直器元件用來(lái)準(zhǔn)直從輸入端輸出的光以及將輸出光耦合進(jìn)輸出端。如圓透鏡，GRIN透鏡。如


圖1所示的設(shè)計(jì)就是由兩個(gè)單光纖準(zhǔn)直器A，分別為輸入和輸出端，外加一個(gè)平行平板B組成。通過(guò)控制平行玻璃平板B的位置來(lái)達(dá)到改變光路，從而起到開(kāi)、關(guān)的目的。
當(dāng)平板B進(jìn)入光路中時(shí)，光線C被折射出去，從而接收端接收不到光信號(hào)，開(kāi)關(guān)處于關(guān)狀態(tài)，當(dāng)平板B被移出光路中時(shí)，光線C從輸入端直接輸出到輸出端，開(kāi)關(guān)處于開(kāi)狀態(tài)。但是準(zhǔn)直元件A的使用，不僅會(huì)提高產(chǎn)品成本，還會(huì)為整個(gè)系統(tǒng)引入不必要的插損。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其包括一個(gè)固定位置的用來(lái)反射光的反射元件；一對(duì)直接面對(duì)該反射鏡的光輸入、輸出元件，它們包括一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；一個(gè)完成改變光路功能的可移動(dòng)元件，它被置于輸入元件與反射元件之間；一個(gè)與可移動(dòng)元件連接的制動(dòng)器。
上述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其中可移動(dòng)元件是一個(gè)楔角鏡，當(dāng)楔角鏡的楔角為7-15°時(shí)，它相當(dāng)于一個(gè)折射元件，可以折射光線，這時(shí)它的兩個(gè)通光面分別被鍍上增透膜。當(dāng)楔角鏡的楔角θ＞3/2arcsin(1/n)(其中n為楔角鏡的折射率)時(shí)，它相當(dāng)于一個(gè)全反射元件，可以對(duì)輸入光進(jìn)行全反射；反射元件是一個(gè)凹面球面反射鏡；光輸入元件是一對(duì)光纖頭；這一對(duì)光纖頭是被緊貼在一起，形成一個(gè)平面陣列。
采用上述方案后，便提供一種無(wú)需準(zhǔn)直元件，而有效降低成本的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)。
整個(gè)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)原理如圖3所示當(dāng)楔角鏡4被移出光路時(shí)，也就是處在位置a，從輸入端b進(jìn)入的光信號(hào)經(jīng)凹面球面反射鏡1反射后從輸出端c輸出，也就是開(kāi)狀態(tài)。
當(dāng)楔角鏡4移入光路中，也就是處在位置a′，從凹面球面反射鏡1反射回來(lái)的光經(jīng)過(guò)楔角鏡4后偏離原來(lái)的光路，從而不能從輸出端c輸出，開(kāi)關(guān)處于關(guān)狀態(tài)。輸入端b和輸出端c的尾端置于凹面反射鏡的球心處。
從原理上來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型是根據(jù)折射定律、反射定律，以及球面反射鏡的反射性質(zhì)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
在圖4中，最顯眼的是兩條主光線，分別為L(zhǎng)1、L2。其中L1從輸入端b進(jìn)入，L2從輸出端c輸出，在圖3中，楔角4未進(jìn)入光路，凹面球面反射鏡1的球心位于輸入端b與輸出端c尾部端面的中心處。根據(jù)球面反射定律，當(dāng)L1入射到凹面球面反射鏡1凹面時(shí)，從L2的方向反射出來(lái)。這里可以根據(jù)輸入端b與輸出端c之間的距離，以及從輸入端b輸入光束的發(fā)散角β，求出凹面球面反射鏡1的球心位置，從而確定凹面球面反射鏡1的位置。
在圖5a中的楔角鏡4進(jìn)入光路，楔角鏡4立體結(jié)構(gòu)圖6a或圖6b，θ為其楔角7-15°，這時(shí)L1經(jīng)楔角鏡4變?yōu)長(zhǎng)3，我們可以作L3的反相延長(zhǎng)線使其交于一點(diǎn)d，這也就是說(shuō)加入楔角鏡4的效果相當(dāng)于光從d點(diǎn)輸入，L3經(jīng)凹面球面反射鏡1反射，再次通過(guò)楔角鏡4，根據(jù)凹面球面反射鏡1的反射定律和折射定律，光將從圖中e的位置輸出，這樣接收端c已不可能接收到光，此時(shí)偏移量應(yīng)大于2倍的兩根光纖中心的間距，故而可以確定楔角為θ。在圖5b中楔角鏡4進(jìn)入光路，楔角鏡4立體結(jié)構(gòu)圖6a或圖6b，θ為其楔角，θ＞3/2arcsin(1/n)(其中n為楔角鏡的折射率)，為了描述方便，我們給出了L1的光路，從圖中可以看出，L1在楔角鏡4的楔角度產(chǎn)生全反射而形成L4從而不可能被輸出端c接收到。
權(quán)利要求1.機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于包括一個(gè)固定位置的用來(lái)反射光的反射元件；一對(duì)直接面對(duì)該反射鏡的光輸入、輸出元件，它們包括一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；一個(gè)完成改變光路功能的可移動(dòng)元件，它被置于輸入輸出元件與反射元件之間；一個(gè)與可移動(dòng)元件連接的制動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于可移動(dòng)元件是一個(gè)楔角鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于楔角鏡的楔角為7-15°時(shí)，其為一個(gè)可以折射光線的折射元件。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于折射元件的兩個(gè)通光面分別鍍上增透膜。
5.如權(quán)利要求2所述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于楔角鏡的楔角θ＞3/2arcsin(1/n)(其中n為楔角鏡的折射率)時(shí)，其為一個(gè)可以對(duì)輸入光進(jìn)行全反射的全反射元件。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于反射元件是一個(gè)凹面球面反射鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于光輸入輸出元件是一對(duì)光纖頭。
8.如權(quán)利要求5所述的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于這一對(duì)光纖頭是被緊貼在一起，形成一個(gè)平面陣列。
專(zhuān)利摘要機(jī)械式光開(kāi)關(guān),包含一個(gè)固定位置的反射鏡,一對(duì)并排放置的光纖頭,它們直接面對(duì)反射鏡,分別為一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端,在光纖頭與反射鏡之間還安置了一個(gè)用來(lái)完成改變光路功能的可移動(dòng)元件。另外還包括一個(gè)與可移動(dòng)元件相連的制動(dòng)器,以控制該元件位置的改變,從而達(dá)到開(kāi)關(guān)的目的。
文檔編號(hào)G02B6/35GK2499850SQ0126276
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月12日
發(fā)明者林斌, 殷東亮, 阮玉, 楊中文 申請(qǐng)人:福州康順光通訊有限公司