專利名稱：超小型自鎖式1×2機械光開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于集成光電子器件領域，涉及機械光開關。
背景技術：
機械式光開關分為兩大類產品，即采用微精密電機控制的機械式多通道1×N光開關和采用電磁驅動方式的機械式光開關，如移動棱鏡式、光楔式，以1×2、2×2、1×4光開關等，目前已經能夠商業(yè)化規(guī)模生產。
從工作原理上說，現(xiàn)有的商用機械式光開關，都是采用光纖準直器與光纖準直器對準來實現(xiàn)輸入端與輸出端的耦合，通過移動準直器或移動光學元件，如棱鏡、反射鏡、光楔，使準直光束傳輸方向發(fā)生改變來實現(xiàn)輸入光路與輸出光路的切換，通過磁碰鎖式驅動準直器或光學元件，移動定位，多通道1×N光開關則由微精密電機步進角精度決定，來保證光開關插入損耗的一致性。因此，與使用的光波長、偏振態(tài)無關，不受系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)格式的限制，價格相對便宜。從結構及加工工藝上說，機械式光開關采用傳統(tǒng)的精密機械加工工藝，可以進一步將機械零部件、光學元件小型化，也可以在一定程度上級聯(lián)，如4×4光開關一般都采用2×2光開關級聯(lián)而成一體，但不能夠規(guī)模集成，因此，外型尺寸較大。另外，機械式光開關的光路切換，是通過移動準直器或光學元件來實現(xiàn)，移動的部件行程一般在0.1～10mm，因此，開關時間局限在3～15ms量級，多通道1×N光開關相鄰通道開關時間則在15ms左右。
通常的反射式1×2機械光開關的主要部件為繼電器、軸承及軸承座、反射鏡和兩個光纖準直器。當繼電器帶動機械系統(tǒng)使反射鏡處于光路中時，從輸入光纖進入的光從某一輸出光纖輸出；當反射鏡在繼電器的帶動下處于移出光路時，從輸入光纖進入的光將直接傳輸給另外的一根輸出光纖，從而實現(xiàn)了光路的交換。
上述的光開關由于采用兩側各有一個準直器并依靠機械運動反射鏡的方式來改變光路，這種結構的光開關一般體積較大，器件的整體封裝困難，氣密性較差，幾乎不能通過Telcordia可靠性實驗。另外由于體積較大，輸入光束和輸出光束之間的空間距離較長，因而帶來器件的插入損耗較大，典型值大于0.5dB；還有，由于體積較大，機械件之間的配合不可避免地存在少許間隙，所以反射鏡每次動作的位置有少許的變化，這必將影響反射光線的角度變化，從而導致插損的不同，也就是說重復性欠佳。再有，這種機械光開關選擇的繼電器不帶有斷電保持狀態(tài)功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種超小型自鎖式1×2機械光開關，以解決目前機械光開關器件存在的體積較大，器件的整體封裝困難，氣密性較差，重復性欠佳和選擇的繼電器不帶有斷電保持狀態(tài)功能的的問題。本發(fā)明采取的技術方案是包括帶有上蓋113的基座1，小平臺2固定在該基座1上，一面鍍有高反射膜的固定反射鏡5的另一面固定于該小平臺2的擋板201上，三尾纖準直器3固定粘接在基座1上的圓形開口處114內，在該基座內固定粘接微型繼電器7，該繼電器7上固定有懸臂梁6，活動反射鏡4的一面鍍有高反射膜，它的另一面固定于懸臂梁6的擋板601上；所述的三尾纖準直器3的三根光纖301、302、303固定在同一個玻璃管304中，該玻璃管304的端平面鍍有增透膜，該玻璃管304的該平面處與透鏡305固定粘接，三尾纖準直器3的三根光纖301、302、303在玻璃管304中的排列方式為直線形或等邊三角形；所述的繼電器7是一種微型的單刀雙擲帶自鎖的繼電器，它的兩個線圈701和702的驅動端分別與基座1上的管腳103和管腳110連接。
工作時，當管腳103的電位比管腳110電位高時，線圈701吸合，懸臂梁6帶著活動反射鏡移入光路；當管腳103的電位比管腳110電位低時，線圈702吸合，懸臂梁6帶著活動反射鏡移出光路，從面實現(xiàn)了1×2機械光開關的開關功能。繼電器7具有自鎖功能，當突然斷電時能保持原來的吸合狀態(tài)不變。
本發(fā)明的優(yōu)點在于結構新穎，所選用的繼電器是超小型帶自鎖低功耗繼電器，具有斷電自鎖功能，可以在斷電的情況下，保持原來狀態(tài)不變；不但開關時間快，也有效減小器件的體積，使器件的整體封裝容易，氣密性較好，重復性較佳。還具有損耗低，體積小，成本低，壽命長等優(yōu)點。本發(fā)明的方法適合于工業(yè)化生產。


圖1、本發(fā)明裝配結構示意圖；圖2、本發(fā)明機座1與上蓋結構示意圖；圖3、本發(fā)明基座1俯視圖；圖4、本發(fā)明三尾纖準直器3中三根光纖呈直線排列的橫截面結構示意圖；圖5、本發(fā)明三尾纖準直器3中三根光纖呈等邊三角形排列的橫截面結構示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1、圖2、圖3和圖4所示，包括帶有上蓋113的基座1，小平臺2固定在該基座1上，一面鍍有高反射膜的固定反射鏡5的另一面固定于該小平臺2的擋板201上，三尾纖準直器3固定粘接在基座1上的圓形開口處114內，在該基座內固定粘接微型繼電器7，該繼電器7上固定有懸臂梁6，活動反射鏡4的一面鍍有高反射膜，它的另一面固定于懸臂梁6的擋板601上；所述的三尾纖準直器3的三根光纖301、302、303固定在同一個玻璃管304中，該玻璃管304的端平面鍍有增透膜，該玻璃管304的該平面處與透鏡305固定粘接，三尾纖準直器3的三根光纖301、302、303在玻璃管304中的排列方式為直線形；所述的繼電器7是一種微型的單刀雙擲帶自鎖的繼電器，它的兩個線圈701和702的驅動端分別與基座1上的管腳103和管腳110連接。該繼電器的工作電壓5伏，工作電流小于30mA；轉換時間典型值2-3ms；具有斷電自鎖功能，可以在斷電的情況下保持原來狀態(tài)不變；在該繼電器上用激光焊接焊上金屬懸臂梁6，該繼電器的體積為4mm×4mm×3mm。
實施例2參見圖1、圖2、圖3和圖5，將實施例1所述的三尾纖準直器3中的三根光纖呈等邊三角形排列，其余不變。
典型測試結果為外形尺寸16.8mm×10mm×8mm性能指標波長范圍1260～1600nm；插入損耗典型0.3dB，最大0.4dB；極化依賴典型0.05dB；串音＜60dB；開關時間2～3ms；PMD＜0.1ps；消光比＞55dB。
權利要求1.一種超小型自鎖式1×2機械光開關，包括帶有上蓋(113)的基座(1)，小平臺(2)固定在該基座(1)上，一面鍍有高反射膜的固定反射鏡(5)的另一面固定于該小平臺(2)的擋板(201)上，其特征在于三尾纖準直器(3)固定粘接在基座(1)上的圓形開口處(114)內，在該基座內固定粘接微型繼電器(7)，該繼電器(7)上固定有懸臂梁(6)，活動反射鏡(4)的一面鍍有高反射膜，它的另一面固定于懸臂梁(6)的擋板(601)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的超小型自鎖式1×2機械光開關，其特征在于三尾纖準直器(3)的三根光纖(301)、(302)、(303)固定在同一個玻璃管(304)中，該玻璃管(304)的端平面鍍有增透膜，該玻璃管(304)的該平面處與透鏡(305)固定粘接。
3.根據(jù)權利要求2所述的超小型自鎖式1×2機械光開關，其特征在于三尾纖準直器(3)的三根光纖(301)、(302)、(303)在玻璃管(304)中的排列方式為直線形或等邊三角形。
4.根據(jù)權利要求1所述的超小型自鎖式1×2機械光開關，其特征在于所述的繼電器(7)是一種微型的單刀雙擲帶自鎖的繼電器，它的兩個線圈(701)和(702)的驅動端分別與基座(1)上的管腳(103)和管腳(110)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種超小型自鎖式1×2機械光開關，屬于集成光電子器件領域，涉及機械光開關。包括帶有上蓋113的基座1，固定反射鏡5及小平臺2和三尾纖準直器3，在基座上置有微型繼電器7，繼電器上固定有懸臂梁6，在懸臂梁的末端固定有活動反射鏡4。優(yōu)點在于結構新穎，所選用的繼電器是超小型帶自鎖低功耗繼電器，具有斷電自鎖功能，可以在斷電的情況下，保持原來狀態(tài)不變；不但開關時間快，也有效減小器件的體積，使器件的整體封裝容易，氣密性較好，重復性較佳。還具有損耗低，體積小，成本低，壽命長等優(yōu)點。本實用新型的方法適合于工業(yè)化生產。
文檔編號G02B6/35GK2738266SQ20042001228
公開日2005年11月2日 申請日期2004年7月28日 優(yōu)先權日2004年7月28日
發(fā)明者陳德龍, 唐燕, 崔勇, 張大明 申請人:長春華信光電子有限公司