CN102360102A

CN102360102A - 1×n光开关

Info

Publication number: CN102360102A
Application number: CN2011103574521A
Authority: CN
Inventors: 彭鹏
Original assignee: Guanglong Photoelectric Science & Technolgoy Co Ltd Guilin City
Current assignee: Guanglong Photoelectric Science & Technolgoy Co Ltd Guilin City
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明公开一种1×N光开关，包括盒体、1个输入光纤准直器和N个输出光纤准直器，所述盒体同一侧壁的同一水平高度上开设有N+1个耳孔，输入光纤准直器安装于第一个耳孔中，输出光纤准直器依次安装在第2～N+1个耳孔中；盒体的内腔中垂直安放有1个入射反射镜，该入射反射镜位于输入光纤准直器的输入光路上；此外，在盒体的内腔中还设置有N个带有摆臂的继电器；每个继电器的摆臂自由端上均安装有一出射反射镜，且每个出射反射镜均与一个输出光纤准直器相对应；每个出射反射镜均与水平面垂直，并与入射反射镜的反射面呈90°夹角。本发明直接选择不同的出射反射镜，以此对应不同的输出准直器，实现光路的选择。

Description

1×N光开关

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别是一种1×N光开关。

背景技术

光开关是一种通过控制切换不同的通道输出光束，来实现输入通道与输出通道连接的光学器件。光开关根据其传输通道的个数可以分为1×2光开关、1×4光开关、1×N光开关、N×1光开关、N×N光开关……等等。现有的1×N光开关主要有多个1×2光开关级联而成，即第一级包括1个1×2光开关、第二级包括2个1×2光开关、第三级包括4个1×2光开关、……、第n级包括2n-1个1×2光开关，后一级的1×2光开关的输入通道分别与前一级的1×2光开关的输出通道相连，第一级1×2光开关的输入通道形成1×N光开关的输入通道，最后一级1×2光开关的输出通道形成1×N光开关的输出通道。采用上述级联方式构成的传统光开关不仅体积庞大、结构松散、导致其插入损耗较大、信道串扰较高、传输光功率也难以提高；而且在进行一次切换控制时需要同时对所有的1×2光开关进行切换控制才能够实现，因此响应速度较慢、切换时间较长、稳定性也相对较差；另外由于所用元器件多，制作工艺复杂，需先将摆臂粘贴于继电器上，再用夹具取镜片，做调试后粘贴于摆臂上，不能实现批量生产、生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧密、体积小、响应速度快、插入损耗低、重复性稳定的1×N光开关。

为解决上述技术问题，本发明所设计的1×N光开关，为机械式微型光开关，包括盒体、1个输入光纤准直器和N个输出光纤准直器，所述盒体同一侧壁的同一水平高度上开设有N+1个耳孔，输入光纤准直器安装于第一个耳孔中，输出光纤准直器依次安装在第2～N+1个耳孔中；盒体的内腔中垂直安放有1个入射反射镜，该入射反射镜位于输入光纤准直器的输入光路上，且入射反射镜的反射面与输入光纤准直器的输入光路呈45°夹角；此外，在盒体的内腔中还设置有N个带有摆臂的继电器，所有继电器的电控引脚均由盒体底部开设的电控引脚孔引出；每个继电器的摆臂自由端上均安装有一出射反射镜，且每个出射反射镜均与一个输出光纤准直器相对应；每个出射反射镜均与水平面垂直，并与入射反射镜的反射面呈90°夹角；通过电控引脚控制继电器的通断，使得所需导通的那一个输出光纤准直器所对应的出射反射镜进入到入射反射镜的反射光路中，该出射反射镜的反射光路便经由该输出光纤准直器输出；其余输出光纤准直器所对应的出射反射镜则退出到入射反射镜的反射光路外；上述N为正整数。另外还可以增加第N+2个耳孔，在第N+2个耳孔上安装第N+1个输出光纤准直器，在对准该输出光纤准直器的盒体内腔中，垂直安装一固定出射反射镜，该固定出射反射镜的反射面与水平面垂直，且在从入射反射镜反射的光路上，并与入射反射镜的反射面呈90°夹角，该出射反射镜的反射光路经由该输出光纤准直器输出，这样可以减少所需安装的元器件。当然，耳孔也可以开设在盒体同一侧壁的不同水平高度上，但这样对从入射反射镜反射的光路径的设计及各出射反射镜的设置及控制都较复杂。所述的入射反射镜也可以安装在继电器的摆臂上，由继电器控制入射反射镜的位置，使入射反射镜进入位于输入光纤准直器的输入光路中，这样增加了本产品的结构，而且控制更为复杂。

为了使产品的体积不过大，所述N的取值范围为1≤N≤64。

为了使产品结构简单、便于设计，且使控制组件更易于精确的控制出射反射镜的位置，进而使出射反射镜可以更精确的进入或退出入射反射镜反射的光路中，减少信道串扰的产生，所述摆臂的自由端带动出射反射镜沿垂直方向摆动。

所述摆臂的控制端置于继电器的触点上方，通过对继电器通断电，线圈对触点吸合或释放，使摆臂控制出射反射镜的位置，出射反射镜被抬起或被放下，使其进入或退出光路，实现对光路的选择。

上述方案所述入射反射镜和出射反射镜均为截面是等腰直角三角形的三棱柱反射镜，三棱柱反射镜的斜面为反射面。

上述方案所述输入光纤准直器和输出光纤准直器均为双纤准直器。

与现有技术相比，本发明的输入光路通过反射镜片直接关联输出光路，即输入光纤准直器的输入光路通过入射反射镜后，直接选择不同的出射反射镜，以此对应不同的输出准直器，实现光路的选择，其所需元器件极大的减少，且输入光纤准直器与输出光纤准直器安装在同一侧壁上，各元器件排列整齐有序，结构紧凑，体积小；同时输入光纤准直器进入的输入光路只需通过两次光路转换，就可以直接选择输出光路，从对应的输出光纤准直器输出，极大的提高了响应速度，减少了切换时间；而且继电器精确控制摆臂的自由端运动，使出射反射镜在垂直于从入射反射镜反射的光路的垂直平面内摆动，进而使得所需导通的那一个输出光纤准直器所对应的出射反射镜进入到入射反射镜的反射光路中，该出射反射镜的反射光路便经由该输出光纤准直器输出，其余输出光纤准直器所对应的出射反射镜则退出到入射反射镜的反射光路外，其控制精度高，减小了信道串扰，且插入损耗低，提高了传输光功率；另外，其输出通道可以为奇数，实现奇数路光开关，如1×5光开关、1×7光开关等。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图；

图2为本发明输入到第一路输出的简化光路图；

图3为本发明输入到第二路输出的简化光路图；

图4为本发明输入到第三路输出的简化光路图；

图5为本发明输入到第四路输出的简化光路图；

图中标号为：1、盒体；2-1、第一继电器；2-2、第二继电器；2-3、第三继电器；3、输入光纤准直器；4-1、第一输出光纤准直器；4-2、第二输出光纤准直器；4-3、第三输出光纤准直器；4-4、第四输出光纤准直器；5-1、第一摆臂；5-2、第二摆臂；5-3、第三摆臂；6-1、第一出射反射镜；6-2、第二出射反射镜；6-3、第三出射反射镜；7、固定出射反射镜；8、入射反射镜。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。本实施例为减小体积和节约成本，减少了一个继电器，即第4个输出反射镜为固定出射反射镜7，任何所属技术领域的普通技术人员对其所作的适当变化或修饰，都视为不脱离本发明的保护范围。

如图1所示的实施例，为1×4光开关，包括设有盖板和盒身的长方形盒体1、1个输入光纤准直器3和4个输出光纤准直器，在盒体1同一长边侧壁的同一水平高度上开设有5个耳孔，输入光纤准直器3安装于前端第一个耳孔中，4个输出光纤准直器依次分别安装在第2～5个耳孔中，盒体1的内腔中垂直安放有1个入射反射镜8，该入射反射镜8位于输入光纤准直器3的输入光路上，且入射反射镜8的反射面与输入光纤准直器3的输入光路呈45°夹角；此外，在盒体1的内腔中对应第2～4个输出光纤准直器还设置有3个带有摆臂的继电器，所有继电器的电控引脚均由盒体1底部开设的电控引脚孔引出；每个继电器的摆臂自由端上均安装有一出射反射镜，且每个出射反射镜均与一个输出光纤准直器相对应；每个出射反射镜均与水平面垂直，并与入射反射镜8的反射面呈90°夹角；通过电控引脚控制继电器的通断，使得所需导通的那一个输出光纤准直器所对应的出射反射镜进入到入射反射镜8的反射光路中，该出射反射镜的反射光路便经由该输出光纤准直器输出；其余的2个输出光纤准直器所对应的出射反射镜则退出到入射反射镜8的反射光路外。在第4个输出光纤准直器相对的盒体1内，安放有一固定出射反射镜7，该固定出射反射镜7的反射面与水平面垂直，且在从入射反射镜8反射的光路上，与入射反射镜8的反射面呈90°夹角，在选择第四路输出时，前3个输出光纤准直器所对应的出射反射镜退出到入射反射镜8的反射光路外。

入射光从第一输出光纤准直器4-1输出，即输入到第一路输出，如图2所示的简化光路图，电控引脚导通第一继电器2-1，第一继电器2-1控制第一摆臂5-1向下运动，使第一出射反射镜6-1进入入射反射镜8反射的光路中，且第一出射反射镜6-1与第一输出光纤准直器4-1处于同一水平线；电控引脚保持断开第二、三继电器，使第二、三出射反射镜在第二、三继电器的摆臂控制下，保持在最高点，退出入射反射镜8反射的光路外，固定出射反射镜7虽然在入射反射镜8反射的光路中，但由于第一出射反射镜6-1已经将反射光挡住，固定出射反射镜7无光射入。入射光由输入光纤准直器3进入，经过入射反射镜8反射到第一出射反射镜6-1，反射光再反射到第一输出光纤准直器4-1输出，形成输入到第一路输出光路。

入射光从第二输出光纤准直器4-2射出，即输入到第二路输出，如图3所示的简化光路图，电控引脚导通第二继电器2-2，第二继电器2-2控制第二摆臂5-2向下运动，使第二出射反射镜6-2进入入射反射镜8反射的光路中，且与第二输出光纤准直器4-2处于同一水平线；电控引脚保持断开第一、三继电器，使第一、三出射反射镜在第一、三继电器的摆臂控制下，保持在最高点，退出从入射反射镜8反射的光路外，固定出射反射镜7虽然在入射反射镜8反射的光路中，但由于第二出射反射镜6-2已经将反射光挡住，固定出射反射镜7无光射入。入射光由输入光纤准直器3进入，经过入射反射镜8反射到第二出射反射镜6-2，反射光再反射到第二输出光纤准直器4-2输出，形成输入到第二路输出光路。

入射光从第三输出光纤准直器4-3射出，即输入到第三路输出，如图4所示的简化光路图，电控引脚导通第三继电器2-3，第三继电器2-3控制第三摆臂5-3向下运动，使第三出射反射镜6-3进入从入射反射镜8反射的光路中，且第三出射反射镜6-3与第三输出光纤准直器4-3处于同一水平线；电控引脚保持断开第一、二继电器，使第一、二出射反射镜在第一、二继电器的摆臂控制下，保持在最高点，退出从入射反射镜8反射的光路外，固定出射反射镜7虽然在入射反射镜8反射的光路中，但由于第三出射反射镜6-3已经将反射光挡住，固定出射反射镜7无光射入；入射光由输入光纤准直器3进入，经过入射反射镜8反射到第三出射反射镜6-3，反射光再反射到第三输出光纤准直器4-3输出，形成输入到第三路输出光路。

入射光从第四输出光纤准直器4-4射出，即输入到第四输出，如图5所示的简化光路图，电控引脚保持断开第一、二、三继电器，使第一、二、三出射反射镜在第一、二、三继电器的摆臂控制下，保持在最高点，退出从入射反射镜8反射的光路外；入射光由输入光纤准直器3进入，经过入射反射镜8反射到固定出射反射镜7，反射光再反射到第四输出光纤准直器4-4输出，形成输入到第四路输出光路。

Claims

1.1×N光开关，包括盒体(1)、1个输入光纤准直器(3)和N个输出光纤准直器，其特征在于：所述盒体(1)同一侧壁的同一水平高度上开设有N+1个耳孔，输入光纤准直器(3)安装于第一个耳孔中，输出光纤准直器依次安装在第2～N+1个耳孔中；盒体(1)的内腔中垂直安放有1个入射反射镜(8)，该入射反射镜(8)位于输入光纤准直器(3)的输入光路上，且入射反射镜(8)的反射面与输入光纤准直器(3)的输入光路呈45°夹角；此外，在盒体(1)的内腔中还设置有N个带有摆臂的继电器，所有继电器的电控引脚均由盒体(1)底部开设的电控引脚孔引出；每个继电器的摆臂自由端上均安装有一出射反射镜，且每个出射反射镜均与一个输出光纤准直器相对应；每个出射反射镜均与水平面垂直，并与入射反射镜(8)的反射面呈90°夹角；通过电控引脚控制继电器的通断，使得所需导通的那一个输出光纤准直器所对应的出射反射镜进入到入射反射镜(8)的反射光路中，该出射反射镜的反射光路便经由该输出光纤准直器输出；其余输出光纤准直器所对应的出射反射镜则退出到入射反射镜(8)的反射光路外；上述N为正整数。

2.根据权利要求1所述的1×N光开关，其特征在于：所述N的取值范围为1≤N≤64。

3.根据权利要求1或2所述的1×N光开关，其特征在于：所述摆臂的自由端带动出射反射镜沿垂直方向摆动。

4.根据权利要求3所述的1×N光开关，其特征在于：所述摆臂的控制端置于继电器的触点上方。

5.根据权利要求1所述的1×N光开关，其特征在于：所述入射反射镜(8)和出射反射镜均为截面是等腰直角三角形的三棱柱反射镜，三棱柱反射镜的斜面为反射面。

6.根据权利要求1所述的1×N光开关，其特征在于：所述输入光纤准直器(3)和输出光纤准直器均为双纤准直器。