專利名稱：可靠性較高的光纖耦合光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請基于1998年6月19日提交的美國臨時(shí)申請60/090，021，因此要求該臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及一種可靠性較高的光纖耦合開關(guān)。尤其，本發(fā)明涉及一種起雙向光學(xué)縱橫接線器作用的熔融耦合器光開關(guān)(FCOS)。這種光開關(guān)用磁場彎曲耦合區(qū)，以便在交叉狀態(tài)和條形狀態(tài)之間切換。由彎曲引起的應(yīng)變使耦合光纖處于不同的彎曲半徑狀態(tài)，從而產(chǎn)生可變的功率耦合比。
背景技術(shù)：
目前，光纖通信系統(tǒng)用光纜在諸如廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)等通信網(wǎng)內(nèi)傳遞信息。開關(guān)允許改變網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光路，以便將信息傳送到特定的單元，或繞過特定的單元。此等用途的開關(guān)必須在經(jīng)歷許多次切換循環(huán)后仍具有高度的可靠性、需具有較低的插入損耗、較低的串?dāng)_以及較短的切換時(shí)間。
已知幾種形式的光纖開關(guān)。在一些開關(guān)結(jié)構(gòu)中，切換功能是通過將一光學(xué)器件放在光路內(nèi)來實(shí)現(xiàn)的。一種類型的現(xiàn)有光開關(guān)是用可移動(dòng)的阻塞元件將光從一根光纖切換至另一根光纖，或者切換至關(guān)斷位置。授予Calaby等人的美國專利4,790,621揭示了用可移動(dòng)棱鏡將光從一根光纖切換到另一根光纖的方案。授予Wagner的美國專利4,261,638揭示了用反射部件沿不同光路切換光的方案。
機(jī)械式開關(guān)結(jié)構(gòu)也是已知的。在這類器件中，光纖固定安裝在一個(gè)可移動(dòng)的部件上，而可移動(dòng)部件本身從第一位置移到第二位置，實(shí)現(xiàn)光路切換。授予Lee的美國專利4,911,520使用一種半懸的玻璃舌狀物，光纖固定在舌狀物的邊緣。用相同的方法沿一固定塊的邊緣固定第一和第二光纖。玻璃部件從第一位置移至第二位置，使得固定在上面的光纖離開包含第一固定光纖的第一光路，并進(jìn)入包含另一固定光纖的第二光路。
在授予Young的美國專利4,407,562中，光纖固定在可移外罩外表面的槽中。移動(dòng)外罩使得光纖端面與其它光纖陣列對準(zhǔn)和不對準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)切換。使用對準(zhǔn)槽可以影響可移外罩與放置外罩的外殼對準(zhǔn)。授予Kraetsch等人的美國專利4,896,937提供了兩個(gè)V形槽，一個(gè)在蓋子中，另一個(gè)在外罩的基座中。將固定有光纖的鐵磁條移入一個(gè)V形槽內(nèi)，便可實(shí)現(xiàn)切換。
授予Lemonde的美國專利4,759,597將光纖固定在磁性搖臂上。搖臂的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)使光纖在上下支持板中各槽內(nèi)的相應(yīng)光纖之間移動(dòng)。
授予Dautartus等人的美國專利4,946,236揭示了一種開關(guān)，該開關(guān)將移動(dòng)力施加到光纖身上。開關(guān)包括多根由磁性套管包裹著的光纖。諸光纖位子槽內(nèi)，而槽是由一根穿過某個(gè)部件的細(xì)長菱形內(nèi)通道的轉(zhuǎn)角限定的。施加磁場，使光纖從槽的一個(gè)角移至另一個(gè)角。
美國專利5,175,776揭示了一種光纖開關(guān)，它包括一基座，基座上有一塊狀部分。在塊狀部分的一個(gè)表面上至少形成第一和第二槽。光纖的第一預(yù)定長度部分靠近位于一個(gè)槽內(nèi)的光纖端面。光纖中沿此第一預(yù)定部分的軸在第一部分之后分離，位于一傾斜的坡道上，使這部分光纖向前彎曲。光纖的彎曲產(chǎn)生偏置力。最好，坡道表面相對基座成一角度，角度在5至15度的范圍內(nèi)。如果需要，坡道可以帶槽。切換部件可以相對基座從第一位置到第二位置來回移動(dòng)。切換部件的移動(dòng)一般與偏置力的方向橫交。在其移動(dòng)期間，切換部件在操作上與光纖接合，從而反抗偏置力將第一預(yù)定部分移離一個(gè)槽，并移入另一個(gè)槽。當(dāng)移動(dòng)光纖時(shí)，偏置力作用在光纖上，迫使光纖的第一預(yù)定部分移向另一槽的底部。在較佳的情況下，切換部件呈軛狀，通過一搖桿裝置與一致動(dòng)螺線管連接。軛狀物在操作上與光纖中位于坡道和帶槽的塊之間的部分接合。
上述現(xiàn)有技術(shù)中的光開關(guān)在包裝方面有許多缺點(diǎn)，包括光纖彎曲半徑和環(huán)境靈敏性、性能和可靠性，以及可制造性。
在另一個(gè)現(xiàn)有文獻(xiàn)中，授予Miller等人的美國專利5,146,519(已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人)揭示了一種光纖耦合器光開關(guān)，此開關(guān)通過在一端在彎曲和耦合狀態(tài)之間旋轉(zhuǎn)耦合器來進(jìn)行工作，由此可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)程度來調(diào)諧耦合特性。
鑒于以上敘述，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光開關(guān)，它具有相對較大(應(yīng)力較低)的光纖彎曲半徑；對諸如溫度等環(huán)境條件的變化不太靈敏；性能的可靠性較高；容易且可以反復(fù)制造；并且可以根據(jù)線性移動(dòng)調(diào)節(jié)耦合特性。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的一個(gè)說明性實(shí)施例，光開關(guān)包括熔融耦合器，熔融耦合器最好由玻璃制成，具有第一端、第二端和在兩端之間的耦合區(qū)。在耦合器的第一端有第一和第四光學(xué)端口，在耦合器的第二端有第二和第三光學(xué)端口。夾持元件將耦合器第一端固定夾在一彈性支撐件中，用于減小耦合元件中的集中的應(yīng)力。耦合器的第二端是自由的。磁性套管圍繞自由端附近的耦合器。第一制動(dòng)部件位于套管的一側(cè)。第二制動(dòng)部件位于套管中遠(yuǎn)離第一制動(dòng)部件的另一側(cè)。有一磁路，用于生成第一磁場，使套管移入，與第一制動(dòng)部件接觸，并且用于生成第二磁場，使套管移入，與第二制動(dòng)部件接觸。在第一位置(耦合器與第一制動(dòng)部件接觸)，第一端口與第二端口光學(xué)連接，第四端口與第三端口光學(xué)連接。在第二位置(耦合器與第二制動(dòng)部件接觸)，第一端口與第三端口光學(xué)連接，第四端口與第二端口連接。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一制動(dòng)部件包括第一平型制動(dòng)件和第一V形槽制動(dòng)件。同樣，第二制動(dòng)部件可以包括第二平型制動(dòng)件和第二V形槽制動(dòng)件。本發(fā)明的光開頭可以包括諸如霍耳元件等傳感器元件，用于檢測第一磁場或第二磁場，從而檢測光開關(guān)的狀態(tài)。
在另一實(shí)施例中，有一絕熱接頭，它位于套管和耦合器之間。絕熱接頭由一種彈性材料制成，用于匹配耦合器和套管的熱膨脹系數(shù)。請注意，為絕熱目的而選擇制動(dòng)部件與基底的固定位置，并且固定位置受所用材料的影響。
附圖概述結(jié)合附圖將更好地理解以下詳細(xì)描述，但這些描述僅是舉例，并不限制本發(fā)明。附圖中，類似的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示，附圖有

圖1A、1B和1C示意地示出了本發(fā)明熔融耦合器光開關(guān)的工作情況；圖2A是一頂視圖，示出了依照本發(fā)明一說明性實(shí)施例的光開關(guān)的一部分；圖2B是一側(cè)視圖，示出了依照本發(fā)明一說明性實(shí)施例的圖2中光開關(guān)的一部分；圖3A是一透視圖，示出了依照本發(fā)明一說明性實(shí)施例的光開關(guān)；圖3B是一頂視圖，示出了依照本發(fā)明一說明性實(shí)施例的圖3A中的光開關(guān)；圖3C是一側(cè)視圖，示出了依照本發(fā)明一說明性實(shí)施例的圖3A中的光開關(guān)；圖4是一透視圖，示出了依照本發(fā)明另一說明性實(shí)施例的具有V形槽制動(dòng)件的光開關(guān)；圖5是光開關(guān)的截面?zhèn)纫晥D，示出了依照本發(fā)明另一說明性實(shí)施例的絕熱接頭。
圖6A、6B和6C示出了本發(fā)明可以使用的平型和V形槽制動(dòng)件。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的熔融耦合器光開關(guān)(FCOS)是一種可電切換的器件，它起閉鎖式雙向光學(xué)縱橫接線器的作用，帶有單模光學(xué)尾纖。在本文中，“閉鎖”是指FCOS在沒有附加電輸入的情況將保持所需的狀態(tài)。FCOS使用熔融耦合器技術(shù)和磁場，通過磁性套管或銜鐵，使耦合區(qū)機(jī)械彎曲，從而在交叉狀態(tài)和條形狀態(tài)之間切換。圖1A是本發(fā)明FCOS的示意圖。器件有四個(gè)端口，端口1和端口4位于器件的第一端，端口2和端口3位于器件的第二端。在圖1B所示的交叉狀態(tài)下，端口1與端口3光學(xué)連接，端口4與端口2光學(xué)連接。在圖1C所示的條形狀態(tài)下，端口1與端2連接，端口4與端口3連接。
如上所述，本發(fā)明的光學(xué)開關(guān)是基于熔融耦合器的。而熔融耦合器在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。例如，參見美國再頒專利33,296。作為舉例，熔融耦合器可以包括具有第一縱向部分的第一單模光纖，其中第一縱向部分包括折射率相對較高的內(nèi)纖芯，以及折射率相對較低的包層。器件還可以包括具有第二縱向部分的第二單模光纖，其中第二縱向部分包括折射率相對較高的內(nèi)纖芯，以及折射率相對較低的包層。耦合區(qū)包含在器件中，第一和第二縱向部分相互并排地熔合在一起。耦合器還包括一個(gè)外罩，用于使第一和第二縱向部分基本上保持平直，并且將第一和第二縱向部分保持在穩(wěn)定的環(huán)境中。其它的耦合器設(shè)計(jì)方法也是已知的。
作為舉例，在外罩的一端，一對尾纖形成端口1和端口4。在外罩的另一端，另一對尾纖形成端口2和端口3本發(fā)明的FCOS10利用了熔融耦合器具有可變光功率分束比的特性，其中可變光功率分束比是機(jī)械彎曲在耦合區(qū)內(nèi)引起的應(yīng)變的函數(shù)。將耦合器的一端放在一銜鐵中，并在磁場的幫助下使耦合器的一端機(jī)械彎曲。彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變使耦合波導(dǎo)處于不同的彎曲半徑狀態(tài)，從而產(chǎn)生可變的功能耦合比。這使得FCOS成為一個(gè)開關(guān)。
圖2A和2B示出了本發(fā)明熔融耦合器光開關(guān)10的一部分。如圖所示，F(xiàn)COS 10包括熔融光耦合器19。該熔融光耦合器具有一外罩或細(xì)長罩59，外罩59最好由硼硅玻璃制成，包含耦合光纖。外罩包括位于其第一端57的第一圓柱區(qū)61、位于其第二端58的第二圓柱區(qū)62，以及位于兩端之間的耦合區(qū)55。最好，熔融光耦合器19長50毫米，其中第一圓柱部分61長13毫米長，第二圓柱部分62長13毫米，而耦合區(qū)55長24毫米。另外，第一和第二圓柱部分的直徑分別為2.5毫米。
第一對尾纖21和23分別表示第一和第四光學(xué)端口，它們位于熔融光耦合器19的第一端57，而第二對尾纖25和27分別表示第二和第三光學(xué)端口，它們位于熔融光耦合器的第二端58。尾纖可以用例如具有CPC3涂層的CorningSMR-28制成。另外，每根尾纖的長度例如可以為2米。
如圖所示，光耦合器的第一端57通過夾持元件固定在基板18上。例如，基板大約3.380英寸長，0.895英寸寬，并且由諸如SiO2、INVAR 36或其它低CTE的材料制成。夾持元件的尺寸為0.50英寸×0.50英寸×0.19英寸(L、W、T)，并且可以用鋼、玻璃等材料制成。另外，磁性套管或銜鐵52圍繞熔融光耦合器的第二端58。磁性套管的長度和直徑分別為0.250英寸和0.188英寸。接觸套管62在磁性套管52的兩端與細(xì)莖部59結(jié)合并與磁性套管52結(jié)合。此接觸套管可滲磁(它由鐵合金制成)，并且包括0.188英寸的球面，用于接觸平型和V形槽制動(dòng)件。
參照圖3A、3B和3C，它們分別是本發(fā)明熔融耦合器光開關(guān)10(包括圖2和圖2B的各元件)之更完整實(shí)施例的透視圖、頂視圖和側(cè)視圖。具體地說，第一和第二端板28、29分別與基板18的第一和第二端連接。端板28和29的尺寸是0.72英寸×0.31英寸×0.355英寸(L、W、T)，并且可以用諸如鋁等材料制成。與每個(gè)端板28和29固定的分別是應(yīng)變釋放轂(strain relief hub)14和34，它們與端板構(gòu)成一體。應(yīng)變釋放轂14和34的作用是光纖21、23、25和27進(jìn)入開關(guān)外殼的固定點(diǎn)。應(yīng)變釋放轂14和34與端板結(jié)合，并分別具有小的錨定孔1、4和2、3。每孔具有每根光纖的直徑0.03英寸。應(yīng)變釋放轂14和34還分別具有一個(gè)凸出部，其尺寸為0.114英寸×0.110英寸，用于固定應(yīng)變釋放引出罩(strain relief boot)12和32。這種結(jié)構(gòu)允許有足夠大的結(jié)合面積來承受施加在光纖21、23、25和27上的外界負(fù)載所產(chǎn)生的力。應(yīng)變釋放引出罩12和32通過硅橡膠粘結(jié)劑與應(yīng)變釋放轂粘結(jié)，并且固定有多個(gè)900微米大小的松管(未圖示)，用于保護(hù)每根光纖。按同樣的方法，用硅橡膠粘結(jié)劑將松管與應(yīng)變釋放引出罩相連。在設(shè)計(jì)可靠性較高的器件時(shí)，為了防止光纖長期受應(yīng)力負(fù)載，對應(yīng)變釋放轂及其光纖錨定孔的位置有嚴(yán)格的要求。當(dāng)器件體積較大時(shí)，這不是問題，但是由于要求在例如25年的長時(shí)間里將光纖的應(yīng)力限制在＜30,000 PSI，所以這約束了包層尺寸。另外，請注意，應(yīng)變釋放引出罩和轂減小了應(yīng)變，并且在尾纖上起彎曲限定器的作用。
如以上參照圖2A和2B所示，磁性套管52圍繞熔融光耦合器的第二端58。另外，磁性套管52的上下分別繞有線圈組54和56。線圈組54和56形成磁場發(fā)生器，諸如可變磁阻磁路。每個(gè)線圈的長度和直徑分別為0.31英寸×0.20英寸。另外，每個(gè)線圈組包括大約一千個(gè)線圈繞組。
第一制動(dòng)部件30位于磁性套管52的上側(cè)。第二制動(dòng)部件40位于磁性套管的下側(cè)。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，第一制動(dòng)部件30包括第一平型制動(dòng)件33和第一V形槽制動(dòng)件35，它們被線圈組54分開。同樣，第二制動(dòng)部件40包括第二平型制動(dòng)件43和第二V形槽制動(dòng)件45，它們被線圈組56分開。作為舉例，每個(gè)平型制動(dòng)件和V形槽制動(dòng)件都由防蝕鋼制成。
圖6A和圖6B示出了可以在本發(fā)明中使用的平型制動(dòng)件，而圖6C示出了V形槽制動(dòng)件。具體地說，圖6B示出了平型制動(dòng)件33，圖6A示出了另一實(shí)施例的平型制動(dòng)件64(兩者尺寸類似)。兩種平型制動(dòng)件都包括卸荷凹部65(用于消除結(jié)合蠕動(dòng))、線圈線軸交界面66、切換沖擊穩(wěn)定器(由于結(jié)合面積小，所以很重要)，以及接觸面68。圖6C所示的V形槽制動(dòng)件35包括V形槽接觸面。
如圖4所示，在另一實(shí)施例中，使用開放式的V形槽制動(dòng)件135和145。與“封閉式”V形槽制動(dòng)件相比，開放式有利于制造過程。
現(xiàn)在描述FCOS 10的工作過程。磁場發(fā)生器通過第一和第二線圈組54和56分別有選擇地產(chǎn)生第一或第二互斥的磁場。相應(yīng)地，由第二線圈組56產(chǎn)生和第一磁場使磁性套管52和第二圓柱區(qū)62移入，與處于第一位置的第一制動(dòng)部件30接觸。同樣，由線圈組54產(chǎn)生的第二磁場，使磁性套管和第二圓柱區(qū)移入，與處于第二位置的第二制動(dòng)部件40接觸。利用平型制動(dòng)件，并結(jié)合V形槽制動(dòng)件和第二圓柱區(qū)的球面，保證了在操作期間，耦合器的第二端58可以通過三個(gè)明確的接觸點(diǎn)(一個(gè)在平型制動(dòng)件上，兩個(gè)在V形槽制動(dòng)件上)來定位。
所產(chǎn)生的磁場使耦合區(qū)彎曲，從而在交叉狀態(tài)和條形狀態(tài)之間切換。彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變使得耦合光纖處于不同的彎曲半徑狀態(tài)，從而產(chǎn)生可變的功率耦合比。換句話說，磁場使熔融光耦合器19的第二端58沿預(yù)定的旋轉(zhuǎn)平面旋轉(zhuǎn)，直到耦合器鎖定于制動(dòng)部件30或40，到達(dá)兩個(gè)平衡位置中的一個(gè)位置(即，交叉狀態(tài)或條形狀態(tài))。以下討論有關(guān)機(jī)理。
在第一位置(這時(shí)，磁性套管52與第一制動(dòng)部件30接觸)，端口1與端口3光學(xué)連接，而端口4與端口2光學(xué)連接。如上所述，這是交叉狀態(tài)。在第二位置(這里，磁性套管52與第二制動(dòng)部件40接觸)，端口1與端口2光學(xué)連接，端口4與端口3光學(xué)連接。第二位置處于條形狀態(tài)。為了在交叉和條形狀態(tài)之間切換FCOS，按需要使電流通過線圈組54或56。這會(huì)將磁性套管52推離與激勵(lì)線圈相連的制動(dòng)部件，并推向另一制動(dòng)部件。
例如，當(dāng)電流通過線圈組54時(shí)，磁性套管52被推向第二制動(dòng)部件40，并且FCOS處于條形狀態(tài)。同樣，當(dāng)電流通過線圈組56時(shí)，磁性套管52被推向第一制動(dòng)部件30，并且FCOS處于交叉狀態(tài)。請注意，應(yīng)如此選擇每個(gè)線圈組中的線圈繞組數(shù)量，以便可以用例如充電至15V的60mF電容器提供的脈沖對交叉狀態(tài)或條形狀態(tài)反復(fù)切換，然后直接通過線圈放電。
FCOS 10可以選擇包括傳感器元件22，例如霍耳效應(yīng)傳感器，用于檢測FCOS是處于條形狀態(tài)還是交叉狀態(tài)。具體地說，傳感器元件22在帶磁芯的軸上與一選定的制動(dòng)部件接觸。請注意，根據(jù)磁性套管所接觸的制動(dòng)部件，磁通量通過磁芯軸從磁心漏磁或向磁心漏磁。由此，當(dāng)傳感器元件22檢測到磁通量方向的180度變化時(shí)，便檢測出熔融耦合器光開關(guān)的狀態(tài)。
在圖5所示的另一較佳實(shí)施例中，有一絕熱的接頭50，它位于磁性套管52和熔融光耦合器19之間。最好，絕熱的接頭由彈性材料制成，使得耦合器和套管的熱膨脹系數(shù)基本上匹配。請注意，盡管耦合區(qū)55中的光纖在圖示中是分離的(以便于觀察)，但應(yīng)該理解，光纖實(shí)際上是融合在一起的。
最好，本發(fā)明的FCOS 10經(jīng)設(shè)計(jì)，使得端口1和2以及端口3和4之間的方向性在1540至1560納米的光波長范圍上大于30Db。另外，例如，F(xiàn)COS可以處理高達(dá)50mW的平均光功率，峰值光功率大約為250Mw。另外，F(xiàn)COS可以固定在一金屬板上，金屬板的最大平整度要求為0.001英寸，粗糙度要求大約為64×106英寸，或者固定在一印刷電路板(PWB)。
最后，上述講述僅是對本發(fā)明的說明。不脫離以下權(quán)利要求書的精神和范圍，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以導(dǎo)出各種其它的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1．一種光開關(guān)，其特征在于，包括光耦合器，它包括第一、第二和第三光學(xué)端口；銜鐵，它由一磁鐵材料制成，用于支持所述耦合器的一部分；磁場發(fā)生器，用于產(chǎn)生對所述銜鐵進(jìn)行作用的第一磁場狀態(tài)，使所述耦合器處于第一機(jī)械位置，這時(shí)所述第一端口與所述第三端口光學(xué)耦合，并且用于產(chǎn)生對所述銜鐵進(jìn)行作用的第二磁場狀態(tài)，使所述耦合器處于第二機(jī)械位置，這時(shí)所述第一端口與所述第二端口光學(xué)耦合；第一制動(dòng)部件，用于將所述耦合器保持在所述第一機(jī)械位置上；以及第二制動(dòng)部件，用于將所述耦合器保持在所述第二機(jī)械位置上。
2．如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于，所述第一和第二制動(dòng)部件是V形槽制動(dòng)件。
3．如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于，所述第一和第二制動(dòng)部件是平型制動(dòng)件。
4．如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于，還包括基板，所述磁場發(fā)生器包括第一和第二線圈組，它們位于所述基板上，彼此相對；所述第一制動(dòng)部件位于所述基板上，與所述第一線圈組相鄰；所述第二制動(dòng)部件位于所述基板上，與所述第二線圈組相鄰，與所述第一V形槽制動(dòng)件相對；并且所述銜鐵位于所述第一和第二線圈組之間。
5．如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于，還包括磁場檢測器，用于檢測所述第一磁場狀態(tài)和所述第二磁場狀態(tài)。
6．如權(quán)利要求5所述的光開關(guān)，其特征在于，所述磁場檢測器元件是霍耳元件。
7．如權(quán)利要求2所述的光開關(guān)，其特征在于，還包括第一平型制動(dòng)件，用于與所述第一V形槽制動(dòng)件協(xié)作，將所述耦合器保持在所述第一位置；第二平型制動(dòng)件，用于與所述第二V形槽制動(dòng)件協(xié)作，將所述耦合器保持在所述第二位置；
8．如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于，還包括一絕熱接頭，該接頭位于所述銜鐵和所述耦合器之間，由一種彈性材料制成。
9．如權(quán)利要求4所述的光開關(guān)，其特征在于，所述耦合器包括第一端和第二端，所述第一端與所述基板固定連接，并且所述第一和第二制動(dòng)部件相對所述耦合器第一端與所述基板無熱連接。
10．一種光開關(guān)，其特征在于，包括耦合器，它包括位于第一端的第一和第四端口、位于第二端的第二和第三端口，以及位于第一和第二端之間的耦合區(qū)；夾持元件，用于固定地夾住所述耦合器的第一端，所述耦合器的第二端松開；磁鐵套管，它圍繞所述耦合器，靠近其自由端；第一制動(dòng)部件，它位于所述套管的一側(cè)；第二制動(dòng)部件，它位于所述套管上遠(yuǎn)離所述第一制動(dòng)部件的另一側(cè)；以及磁路，用于產(chǎn)生第一磁場，使所述套管移入，與所述第一制動(dòng)部件接觸，并且用于產(chǎn)生第二磁場，使所述套管移入，與所述第二制動(dòng)部件接觸；所述第一制動(dòng)部件包括第一平型制動(dòng)件和第一V形槽制動(dòng)件；所述第二制動(dòng)部件包括第二平型制動(dòng)件和第二V形槽制動(dòng)件。
11．如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)，其特征在于，還包括傳感器元件，用于檢測所述第一磁場或所述第二磁場。
12．如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)，其特征在于，還包括一絕熱接頭，它位于所述套管和所述耦合器之間，由一種彈性材料制成，用于匹配耦合器和套管的熱膨脹系數(shù)。
13．一種光開關(guān)，其特征在于，包括耦合器，它包括第一和第二光學(xué)輸入端，以及第一和第二光學(xué)輸出端，并在具有第一端和第二端的所述耦合器之間具有一耦合區(qū)；夾持元件，用于固定夾住所述耦合器的所述第一端，所述耦合器的第二端松開；磁鐵套管，它圍繞所述耦合器，靠近其自由端；第一制動(dòng)部件，它位于所述套管一側(cè)；第二制動(dòng)部件，它位于所述套管上遠(yuǎn)離所述第一制動(dòng)部件的另一側(cè)；以及一絕熱接頭，它位于所述套管和所述耦合器之間，由一種彈性材料制成，用于匹配耦合器和套管的熱膨脹系數(shù)。
14．如權(quán)利要求13所述的光開關(guān)，其特征在于，所述第一制動(dòng)部件包括第一平型制動(dòng)件和第一V形槽制動(dòng)件；所述第二制動(dòng)部件包括第二平型制動(dòng)件和第二V形槽制動(dòng)件。
全文摘要
一種光開關(guān)(10)包括熔融耦合器(19),熔融耦合器具有第一和第二端以及位于其間的耦合區(qū)。在耦合器的第一端有第一和第四光學(xué)端口,在耦合器(19)的第二端有第二和第三端口。夾持元件(20)固定地夾住耦合器的第一端,而第二端松開。磁性套管(52)圍繞耦合器(19),靠近其自由端。第一制動(dòng)部件(30)位于套管的一側(cè)。第二制動(dòng)部件(40)位于套管上遠(yuǎn)離第一制動(dòng)部件(30)的另一側(cè)。有一磁路,用于產(chǎn)生互斥磁場,磁場使套管移入,與第二制動(dòng)部件(40)接觸。在第一位置上,第一端口與第三端口光學(xué)連接,第四端口與第二端口光學(xué)連接。在第二位置上,第四端品與第三端口光學(xué)連接。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中,第一制動(dòng)部件(30)包括第一平型制動(dòng)件和第一V形槽制動(dòng)件(45)。同樣,第二制動(dòng)部件(40)可以包括第二平型制動(dòng)件和第二V形槽制動(dòng)件(45)。光開關(guān)(10)可以包括傳感器元件(22),用于檢測第一磁場或第二磁場,從而檢測光開關(guān)(10)的狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02B6/28GK1306627SQ99807556
公開日2001年8月1日 申請日期1999年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月19日
發(fā)明者W·L·德博依頓, E·R·拉納利 申請人:康寧股份有限公司