CN102707389A - 一种1×2光开关阵列模块 - Google Patents

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沈育青
陈峻弘
韩滔
陈艺艺
李杨
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Abstract

一种1×2光开关阵列模块，包括一个模块封装体和两个以上的1×2光开关，光开关均排列在模块封装体内，任意一个光开关均各自包括一个输入输出双纤准直器、一个单光纤准直器、一个全反射镜和一个切换棱镜。全反射镜与输入输出双纤准直器构成全反射光路，单光纤准直器位于全反射光路之外，切换棱镜固定在继电器的摇臂上，具有两个停留位置，单光纤准直器、切换棱镜及输入输出双纤准直器的输入端构成切换折射光路。利用切换棱镜在两个停留位置之间的切换来选择输入输出双纤准直器的输入光的输出方向，利用继电器控制切换棱镜的位置，切换时间短，稳定性高，成本低，适用于光传输系统多路控制切换及光传感系统，可满足光通讯中对切换时间的需求。

Description

一种1×2光开关阵列模块
技术领域:
本发明涉及物理领域，尤其涉及光纤通信设备，特别涉及光开关，具体的是一种1×2光开关阵列模块。
背景技术:
光开关广泛应用在光纤通讯领域。机械式光开关是主要的一种实用化的光开关。在机械式光开关里，机械式光开关器件将光从输入光纤导向指定的输出光纤。机械式光开关通常利用移动光棱镜、光反射镜、或移动光纤本身的方式来实现光的切换。全光网的兴起，需要大量速度快、规模化阵列光开关，在技术指标上要求光开关具有较高的切换速度、更低的插入损耗、以及更长的使用寿命，并且体积要小，要求更高的集成度。现有技术中，机械式光开关的切换速度较低，插入损耗较大，集成度较低。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种1×2光开关阵列模块，所述的这种8个1×2光开关阵列模块要解决现有技术中机械式光开关切换速度较低、插入损耗较大、集成度较低的技术问题。
本发明的这种1×2光开关阵列模块，包括一个模块封装体和两个以上数目的1×2光开关，所述的1×2光开关均排列在所述的模块封装体内，任意一个1×2光开关均各自包括一个输入输出双纤准直器、一个单光纤准直器、一个全反射镜和一个切换棱镜，其中，在任意一个所述的1×2光开关中，所述的输入输出双纤准直器、所述的单光纤准直器和所述的全反射镜均固定设置在一个不锈钢基板上，全反射镜与输入输出双纤准直器构成一个全反射光路，单光纤准直器位于所述的全反射光路之外，所述的切换棱镜固定在一个继电器的摇臂上，切换棱镜具有一个第一停留位置和一个第二停留位置，切换棱镜的第一停留位置位于所述的全反射光路之外，切换棱镜的第二停留位置位于所述的全反射光路中，并且切换棱镜在第二停留位置时，切换棱镜与单光纤准直器和输入输出双纤准直器的输入端构成切换折射光路。
进一步的，所述的全反射镜是方形全反射镜。
进一步的，所述的切换棱镜的截面呈等腰直角三角形或等腰梯形。
进一步的，所述的继电器摇臂的一端与所述的切换棱镜粘接固定，继电器摇臂的另一端与继电器的舌簧相焊接。
进一步的，所述的切换棱镜的透射面上镀有抗反射增透膜，两直角反射面是具有高清洁度和高平坦度的光学平面。
进一步的，所述的全反射镜是具有99%以上反射率的平面镜。
进一步的，所述的输入输出双纤准直器和单光纤准直器通过调节对准焊接固定在不锈钢基板中的焊管上。
进一步的，所述的全反射镜通过胶水固定在不锈钢基板上。
进一步的，所述的不锈钢基板上镀有可牢固焊接的镀金层。
进一步的，任意1个1×2光开关中，光的输入、输出是双向的，即输入和输出可以互换，且任何1个1×2光开关的切换时间均小于8ms。
进一步的，输入输出双纤准直器、单光纤准直器、全反射镜、切换棱镜等1×2光开关的组件数量可灵活配置，如输入输出双纤准直器、单光纤准直器、全反射镜、切换棱镜等1×2光开关组件的数量是4套就可以组成4个1×2光开关阵列模块，如1×2光开关组件的数量是8套就可以组成8个1×2光开关阵列模块；1×2光开关组件的数量也可以是6套、9套等，可根据需要配置成6个1×2光开关阵列模块、9个1×2光开关阵列模块等。
本发明的工作原理是：输入输出双纤准直器和全反射镜构成全反射光路，输入输出双纤准直器的输入光经过全反射镜后从输入输出双纤准直器的输出端输出。通过对继电器的控制，实现切换棱镜在第一停留位置或者第二停留位置的切换。切换棱镜在第一停留位置时，切换棱镜位于全反射光路之外，不影响输入输出双纤准直器的输入光经过全反射镜返回到输入输出双纤准直器的输出端。切换棱镜在第二停留位置时，切换棱镜位于全反射光路中，同时位于双光纤准直器和单光纤准直器及切换棱镜组成的切换折射光路中，把输入输出双纤准直器的输入光引导到单光纤准直器输出。
本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显。本发明利用切换棱镜的切换来选择输入输出双纤准直器的输入光的输出方向，利用继电器控制切换棱镜在两个位置之间动作，与现有技术相比，具有切换时间短，稳定性高和成本低等优点，适用于光传输系统多路控制切换及光传感系统，切换时间完全可满足光通讯中对切换时间的需求。
附图说明： 
图1是本发明的1×2光开关阵列模块中全部光开关均在全反射状态下的光路图。
图2是本发明的1×2光开关阵列模块中部分光开关在切换折射光路状态下的光路图。
具体实施方式：
实施例1:
如图1所示，本发明的1×2光开关阵列模块，包括一个模块封装体（图中未示）和8个1×2光开关， 1×2光开关均排列在模块封装体内，任意一个1×2光开关均各自包括一个输入输出双纤准直器131、一个单光纤准直器151、一个全反射镜111和一个切换棱镜121，其中，在任意一个1×2光开关中，输入输出双纤准直器131、单光纤准直器151和全反射镜111均固定设置在一个不锈钢基板（图中未示）上，全反射镜111与输入输出双纤准直器131构成一个全反射光路，单光纤准直器151位于全反射光路之外，切换棱镜121固定在一个继电器（图中未示）的摇臂（图中未示）上，切换棱镜121具有一个第一停留位置和一个第二停留位置，切换棱镜121的第一停留位置位于全反射光路之外，切换棱镜121的第二停留位置位于全反射光路中，并且位于输入输出双纤准直器131和单光纤准直器151及切换棱镜121组成的切换折射光路中，单光纤准直器151和切换棱镜131及输入输出双纤准直器131的输入端构成切换折射光路。
进一步的，全反射镜111是方形全反射镜。
进一步的，切换棱镜121的截面呈等腰直角三角形或等腰梯形。
进一步的，继电器的摇臂的一端与切换棱镜121粘接固定，继电器的摇臂的另一端与继电器的舌簧相焊接。
进一步的，切换棱镜121的透射面上镀有抗反射的增透膜，两直角反射面是具有高清洁度和高平坦度的光学平面。
进一步的，全反射镜111是具有99%以上反射率的平面镜。
进一步的，输入输出双纤准直器131和单光纤准直器151通过调节对准焊接固定在不锈钢基板中的焊管上。
进一步的，全反射镜111通过胶水固定在不锈钢基板上。
进一步的，不锈钢基板上镀有可牢固焊接的镀金层。
本实施例的工作原理是：输入输出双纤准直器131和全反射镜111构成全反射光路，如图1所示，输入输出双纤准直器131的输入光经过输入输出双纤准直器131的输入端11、全反射镜111后从输入输出双纤准直器131的输出端12出射。
通过对继电器的控制，实现切换棱镜121在第一停留位置或者第二停留位置的切换。切换棱镜121在第一停留位置时，切换棱镜121位于全反射光路之外，不影响输入输出双纤准直器131的输入光从输入端11经过全反射棱镜111返回到输入输出双纤准直器131的输出端12。如图2所示，切换棱镜121在第二停留位置时，切换棱镜121位于全反射光路中，同时位于双光纤准直器和单光纤准直器及切换棱镜组成的切换折射光路中，把输入输出双纤准直器131的输入光引导到单光纤准直器151的输出端13输出。

Claims (9)

1.一种1×2光开关阵列模块，包括一个模块封装体和两个以上数目的1×2光开关，所述的1×2光开关均排列在所述的模块封装体内，任意一个1×2光开关均各自包括一个输入输出双纤准直器、一个单光纤准直器、一个全反射镜和一个切换棱镜，其特征在于：在任意一个所述的1×2光开关中，所述的输入输出双纤准直器、所述的单光纤准直器和所述的全反射镜均固定设置在一个不锈钢基板上，全反射镜与输入输出双纤准直器构成一个全反射光路，单光纤准直器位于所述的全反射光路之外，所述的切换棱镜固定在一个继电器的摇臂上，切换棱镜具有一个第一停留位置和一个第二停留位置，切换棱镜的第一停留位置位于所述的全反射光路之外，切换棱镜的第二停留位置位于所述的全反射光路中, 切换棱镜在第二停留位置上与输入输出双纤准直器及单光纤准直器构成一个切换折射光路。
2.如权利要求 1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的全反射镜是方形全反射镜。
3.如权利要求 1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的切换棱镜的截面呈等腰直角三角形或等腰梯形。
4.如权利要求 1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的继电器摇臂的一端与所述的切换棱镜粘接固定，继电器摇臂的另一端与继电器中的舌簧相焊接。
5.如权利要求 1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的切换棱镜的透射面上镀有抗反射增透膜，切换棱镜的两直角反射面是光学平面。
6.如权利要求 1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的全反射镜是具有99%以上反射率的平面镜。
7.如权利要求1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的输入输出双纤准直器和单光纤准直器焊接固定在不锈钢基板中的焊管上。
8.如权利要求1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的全反射镜通过胶水固定在不锈钢基板上。
9.如权利要求1 所述的1×2光开关阵列模块，其特征在于：所述的不锈钢基板上镀有镀金层。
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