一種小型機械式光開關的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種小型機械式光開關，包括多光纖準直器、第一楔角片、第二楔角片及驅動器；第一楔角片設在多光纖準直器與第二楔角片之間；第一楔角片的兩通光面鍍覆有增透膜，第二楔角片的前通光面鍍覆有增透膜，后通光面鍍覆有高反射膜；多光纖準直器的一側設有一入射光纖線以及至少兩出射光纖線；將入射光纖線發(fā)出的光信號入射到多光纖準直器后，再入射到第一楔角片上，經(jīng)過其折射后，進入到第二楔角片上，經(jīng)過其前通光面的透射和后通光面的反射后，再次進入第一楔角片中，并再次經(jīng)過第一楔角片折射后，進入多光纖準直器，然后從一出射光纖線出射；通過驅動器控制第一楔角片插入或移除，進而實現(xiàn)光信號的切換。本實用新型使得插入損耗小。
【專利說明】
一種小型機械式光開關
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及光通訊技術領域，尤其涉及一種小型機械式光開關。
【背景技術】
[0002]光開關是一種具有一個或多個可選擇的傳輸窗口，可對光傳輸線路或集成光路中的光信號進行相互轉換或邏輯操作的器件。光開關是光纖通信網(wǎng)絡系統(tǒng)和光學測試系統(tǒng)中的關鍵器件之一，大力開發(fā)光開關技術并使之小型化對全光網(wǎng)絡至關重要。
[0003]在眾多門類的光開關中，機械式光開關是目前商業(yè)化的光開關中使用的最為普遍的一種。其原理主要是通過移動光纖頭(或是準直器)、各種棱鏡或是各種反射鏡等光路中的折光或是反光器件來改變光路，進而實現(xiàn)光路的切換，即開關的通斷切換。
[0004]美國專利US2003/0048982A1是通過平移反射鏡使其在或不在光路，從而實現(xiàn)開關機制；美國專利US2003/0081885A1采用一對雙光纖準直器，通過直角棱鏡轉換光路，將發(fā)射和接收準直器放置于開關同側，有效地減小了器件尺寸，通過移動反射鏡，從而實現(xiàn)開關機制。
[0005]但是，不論是哪種開關機制，都需要進行光纖耦合，在這一過程中，由于準直器和反射鏡對角度和間距非常敏感，移動準直器或反射鏡常會引入較大的插入損耗。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種小型機械式光開關，采用繼電器懸臂梁控制移動楔角片方式來實現(xiàn)光路切換，是使反射鏡不動，只移動楔角片，解決了角度敏感性問題，同時只需要加工一種光學件就可以滿足要求，使得插入損耗小、封裝體積小、元件少、成本低、一體式全膠封裝、具有明顯優(yōu)勢。
[0007]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0008]—種小型機械式光開關，包括一多光纖準直器、一第一楔角片、一第二楔角片及一驅動器;所述第一楔角片設在所述多光纖準直器與所述第二楔角片之間；所述第一楔角片的兩通光面鍍覆有增透膜，所述第二楔角片的前通光面鍍覆有增透膜，后通光面鍍覆有高反射膜;所述多光纖準直器的一側設有一入射光纖線以及至少兩出射光纖線；
[0009]將所述入射光纖線發(fā)出的光信號入射到所述多光纖準直器后，再入射到所述第一楔角片上，經(jīng)過其折射后，進入到所述第二楔角片上，經(jīng)過其前通光面的透射和后通光面的反射后，再次進入所述第一楔角片中，并再次經(jīng)過所述第一楔角片折射后，進入所述多光纖準直器，然后從一所述出射光纖線出射;通過所述驅動器控制所述第一楔角片插入或移除光路，進而實現(xiàn)光路中光信號的切換。
[0010]進一步地，所述驅動器為繼電器。
[0011]進一步地，所述第一楔角片和所述第二楔角片的尺寸相同。
[0012]本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型能夠有效地避免準直器的角度對插入損耗的敏感性問題;使光發(fā)射端口和光接收端口位于準直器的同一側，減小了光開關的封裝尺寸；由于光開關的封裝尺寸較小，所以可以采用全膠封裝方式，無需焊接，避免了含鉛焊錫對環(huán)境的污染；只采用了兩個相同加工尺寸的光學器件(第一楔角片及第二楔角片)，加工工藝簡單，成本低廉，適合光開關的批量化生產(chǎn)。
【附圖說明】

[0013]下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0014]圖1為本實用新型一種小型機械式光開關的光路實現(xiàn)原理圖。
[0015]圖2為本實用新型一種小型機械式光開關光纖頭端面的光纖排布圖。
[0016]圖3為本實用新型一種小型機械式光開關插入第一楔角片后的光路模擬仿真調試封裝結構示意圖。
[0017]圖4為本實用新型一種小型機械式光開關未插入第一楔角片后的光路模擬仿真調試封裝結構示意圖。
[0018]圖中標號說明:
[0019]圖1:101a-入射光纖線、1lb-第一出射光纖線、1lc-第二出射光纖線、1ld-第三出射光纖線、102-四纖線光纖準直器、103-第一楔角片、104-第二楔角片；
[0020]圖2: 201-四纖線光纖頭、20Ia-入射光纖線、201b_第一出射光纖線、20Ic-第二出射光纖線、20 Id-第三出射光纖線；
[0021]圖3、圖4:301a-入射光束、301b-出射光束、301c-出射光束、302-光纖線外包層、303-纖芯、304-毛細管、305-C-Lens透鏡、306-第一楔角片、307-第二楔角片。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例對本實用新型作出進一步地詳細說明，但本實用新型的結構并不僅限于以下實施例。本實施例中，采用的是四纖線光纖準直器的1X2機械式光開關。
[0023]請參閱圖1所示，本實用新型的一種小型機械式光開關，包括一四纖線光纖準直器102、一第一楔角片103、一第二楔角片104及一驅動器(未圖示);所述第一楔角片103設在所述四纖線光纖準直器102與所述第二楔角片104之間；所述第一楔角片103的兩通光面鍍覆有增透膜，所述第二楔角片104的前通光面鍍覆有增透膜，后通光面鍍覆有高反射膜;所述四纖線光纖準直器102的一側設有一入射光纖線101a、一第一出射光纖線101b、一第二出射光纖線1lc以及一第三出射光纖線101d，所述入射光纖線1la作為光信號的輸入端，所述第一出射光纖線101b、所述第二出射光纖線1lc及所述第三出射光纖線1ld作為光信號的輸出端；
[0024]將所述入射光纖線1la發(fā)出的光信號入射到所述四纖線光纖準直器102后，再入射到所述第一楔角片103上，經(jīng)過其折射后，進入到所述第二楔角片104上，經(jīng)過其前通光面的透射和后通光面的反射后，再次進入所述第一楔角片103中，并再次經(jīng)過所述第一楔角片103折射后，進入所述四纖線光纖準直器102，然后從所述第一出射光纖線101b、所述第二出射光纖線1lc或所述第三出射光纖線1ld出射;通過所述驅動器控制所述第一楔角片插入或移除光路，進而實現(xiàn)光路中光信號的切換。
[0025]所述驅動器為繼電器。
[0026]所述第一楔角片103和所述第二楔角片104的尺寸相同，且所述第一楔角片103的楔角α(0<α<90度)與所述第二楔角片104的β(0<β<90度)相同或不同。
[0027]如圖2所示，四纖線光纖頭201實際制作中我們規(guī)定了紅色纖線(第一入射光纖線)201a、無芯纖線(第一出射光纖線)201b、黑色纖線(第二出射光纖線)201c和透明色纖線(第三出射光纖線)201d在光纖頭毛細管中的排布順序。另外，所述四纖線光纖頭201有8°楔角，“高”和“低”分別表示所述四纖線光纖頭201的高端和低端。實際制作中，紅色纖線(第一入射光纖線)201a作為入射端，插入所述第一楔角片103時，出射端光纖線是透明色纖線(第三出射光纖線)201d;未插入所述第一楔角片103時，出射端光纖線切換為黑色纖線(第二出射光纖線)201c。圖2中，所述四纖線光纖頭201中的四根光纖線為一體組成，且呈“田”字陣列排列。圖2只是本實用新型的1x2光開關的纖線排布形式的一種，其他的排布方式和耦合順序仍然滿足簡便的調試要求。
[0028]圖3和圖4分別是本實用新型小型機械式光開關插入第一楔角片后和未插入第一楔角片的光路模擬仿真圖。多光纖準直器包括光纖頭及透鏡，光纖頭包括光纖及毛細管，光纖包括光纖線、纖芯及光纖線外包層。其中:30Ia為入射光束、30Ib為一出射光束、30Ic為另一出射光束、302為光纖線外包層(外徑125um)、303為纖芯(外徑8.2um)、304為毛細管(只畫出了端面部分)、305為C-Lens透鏡、306和307分別為具有相同楔角的第一楔角片和第二楔角片。
[0029]其中:X、Y、Z坐標軸為光開關光學件調節(jié)時的空間參考軸，X軸與毛細管304的8°楔角高端點和低端點的連線垂直，Y軸與毛細管304的8°斜角高端點和低端點的連線平行，Z軸與毛細管304、C-Lens305、第一楔角片306和第二楔角片307的中心軸線重合。
[0030]圖4中，調試時(未插入第一楔角片306)，所述第二楔角片307的高反面一側放置在所述透鏡305的焦點位置，然后依次繞X、Y、Z軸旋轉一定量的小角度(約小于1°)，直至出射光束301c的光功率最大，此時就可以用膠將所述第二楔角片307固定在基座上。接下來將所述第一楔角片306插入到所述透鏡305與所述第二楔角片307之間，如圖3所示，并使其楔角面與所述第二楔角片307的楔角面近似正交放置，按照調節(jié)所述第二楔角片307的方式調節(jié)所述第一楔角片306直至所述出射光束301b的輸出光功率最大。
[0031]綜上所述，本實用新型是使用一個四纖線光纖準直器作為發(fā)射和接收光信號的共用端，在光路中放置兩個相同規(guī)格尺寸的第一楔角片和第二楔角片，其中第一楔角片的兩通光面鍍制增透膜，通過繼電器懸臂梁控制其在或不在光路，第二楔角片的前通光面鍍制增透膜，后通光面鍍制高反射膜，固定在光路中起到使入射光回返的作用，整個器件均通過膠粘結，使得成本較低。本實用新型能夠有效地避免準直器的角度對插入損耗的敏感性問題;使光發(fā)射端口和光接收端口位于準直器的同一側，減小了光開關的封裝尺寸;采用全膠封裝方式，無需焊接，避免了含鉛焊錫對環(huán)境的污染；只采用了兩個相同加工尺寸的光學器件(第一楔角片及第二楔角片)，加工工藝簡單，成本低廉，適合光開關的批量化生產(chǎn)。
[0032]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是熟悉本技術領域的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本實用新型的范圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本實用新型的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本實用新型的權利要求所保護的范圍內。
【主權項】
1.一種小型機械式光開關，其特征在于:包括一多光纖準直器、一第一楔角片、一第二楔角片及一驅動器;所述第一楔角片設在所述多光纖準直器與所述第二楔角片之間；所述第一楔角片的兩通光面鍍覆有增透膜，所述第二楔角片的前通光面鍍覆有增透膜，后通光面鍍覆有高反射膜;所述多光纖準直器的一側設有一入射光纖線以及至少兩出射光纖線； 將所述入射光纖線發(fā)出的光信號入射到所述多光纖準直器后，再入射到所述第一楔角片上，經(jīng)過其折射后，進入到所述第二楔角片上，經(jīng)過其前通光面的透射和后通光面的反射后，再次進入所述第一楔角片中，并再次經(jīng)過所述第一楔角片折射后，進入所述多光纖準直器，然后從一所述出射光纖線出射;通過所述驅動器控制所述第一楔角片插入或移除光路，進而實現(xiàn)光路中光信號的切換。2.如權利要求1所述的一種小型機械式光開關，其特征在于:所述驅動器為繼電器。3.如權利要求1所述的一種小型機械式光開關，其特征在于:所述第一楔角片和所述第二楔角片的尺寸相同。
【文檔編號】G02B6/35GK205720773SQ201620542813
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】校金濤, 黃玫瑰, 陳建林, 林玲
【申請人】福建華科光電有限公司