CN107748412A

CN107748412A - 一种光开关

Info

Publication number: CN107748412A
Application number: CN201711259576.XA
Authority: CN
Inventors: 罗艳
Original assignee: Sichuan Jiuding Zhiyuan Intellectual Property Operation Co Ltd
Current assignee: Sichuan Jiuding Zhiyuan Intellectual Property Operation Co Ltd
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2018-03-02

Abstract

本发明公开了一种光开关。其包括第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、第三光纤准直镜、输入反射镜、可调反射镜、输出反射镜、第一光纤、第二光纤、第三光纤和第四光纤，第一光纤准直镜沿光传导方向置于输入反射镜的光入射方向一侧，可调反射镜和输出反射镜沿光传导方向依次置于输入反射镜的光出射方向一侧，可调反射镜能调节至处于第一角度、第二角度和第三角度，第二光纤准直镜沿光传导方向置于处于第一角度的可调反射镜的光出射方向一侧，第三光纤准直镜沿光传导方向置于输出反射镜的光出射方向一侧，第一光纤和第四光纤接入第一光纤准直镜，其他两根光纤分别接入其他两个光纤准直镜。本发明能够解决性能较差，体积大、难以封装和不易集成的问题。

Description

一种光开关

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种光开关。

背景技术

光开关在光网络中起到十分重要的作用，它不仅构成了波分复用网络中关键设备的交换核心，本身也是光网络中的关键器件。

现有的光开关大部分为机械式光开关。机械式光开关采用机械运动的方式来改变光路，机械件之间的配合不可避免的存在少许间隙，导致性能较差，并且由于机械式光开关结构中几乎都加入了继电器，因此，机械式光开关体积过大、难以封装、不易集成。即使只是集成10个机械式光开关，其开关阵列的体积也非常大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种光开关，能够解决性能较差，体积大、难以封装和不易集成的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光开关，包括第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、第三光纤准直镜、输入反射镜、可调反射镜、输出反射镜、第一光纤、第二光纤、第三光纤和第四光纤，所述第一光纤为输入光信号的光纤，所述第二光纤、第三光纤和第四光纤为输出光信号的光纤，所述第一光纤准直镜沿光传导方向置于所述输入反射镜的光入射方向一侧，所述可调反射镜和输出反射镜沿光传导方向依次置于所述输入反射镜的光出射方向一侧，所述可调反射镜能够调节至处于第一角度、第二角度和第三角度，所述第二光纤准直镜沿光传导方向置于处于第一角度的可调反射镜的光出射方向一侧，所述第三光纤准直镜沿光传导方向置于所述输出反射镜的光出射方向一侧，所述第一光纤和第四光纤接入所述第一光纤准直镜，所述第二光纤接入所述第二光纤准直镜，所述第三光纤接入所述第三光纤准直镜；所述可调反射镜处于第一角度时，所述第一光纤输出的光信号由第一光纤准直镜准直后入射至所述输入反射镜，经由所述输入反射镜反射至所述可调反射镜，并经由所述可调反射镜反射至所述第二光纤准直镜，再经由所述第二光纤准直镜准直后，从所述第二光纤输出；所述可调反射镜处于第二角度时，所述第一光纤输出的光信号由第一光纤准直镜准直后入射至所述输入反射镜，经由所述输入反射镜反射至所述输出反射镜，并经由所述输出反射镜反射至所述第三光纤准直镜，再经由所述第三光纤准直镜准直后，从所述第三光纤输出；所述可调反射镜处于第三角度时，所述第一光纤输出的光信号由第一光纤准直镜准直后入射至所述输入反射镜，经由所述输入反射镜反射至所述可调反射镜，并经由所述可调反射镜反射回所述输入反射镜，并经由所述输入反射镜反射至所述第一光纤准直镜，再经由所述第一光纤准直镜准直后，从所述第四光纤输出。

优选的，还包括MEMS芯片，所述可调反射镜的转动通过所述MEMS芯片进行控制，当所述MEMS芯片接收到第一控制信号时，控制所述可调反射镜处于第一角度；当所述MEMS芯片接收到第二控制信号时，控制所述可调反射镜处于第二角度；当所述MEMS芯片接收到第三控制信号时，控制所述可调反射镜处于第三角度。

优选的，所述可调反射镜处于第一角度时，所述可调反射镜与水平面呈45度夹角；所述可调反射镜处于第二角度时，所述可调反射镜与水平面相平行；所述可调反射镜处于第三角度时，所述可调反射镜与水平面相垂直。

优选的，所述第一光纤准直镜具有第一基底，所述第一基底用于固定所述第一光纤和第四光纤，所述第一光纤和第四光纤在所述第一基底上中心对称排列；所述第二光纤准直器具有第二基底，所述第二基底用于固定所述第二光纤；所述第三光纤准直器具有第三基底，所述第三基底用于固定所述第三光纤。

优选的，所述第一光纤和第四光纤与所述第一光纤准直镜之间存在一定间隙，所述第二光纤与所述第二光纤准直镜之间存在一定间隙，所述第三光纤与所述第三光纤准直镜之间存在一定间隙。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过可调反射镜切换光信号的传输路径，由于存在三路输出光纤，可以通过可调反射镜来选择控制光由三路输出光纤中的任意一路输出，达到一选三光开关的作用，因而减小了光开关的体积，从而能够解决性能较差，体积大、难以封装和不易集成的问题。在光开关掉电后可调反射镜能够处于第一角度、第二角度和第三角度中的一个角度，光信号仍然可以从输出光纤中输出，后续系统不会完全瘫痪。

附图说明

图1是本发明实施例提供的光开关的可调反射镜处于第一角度时的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的光开关的可调反射镜处于第二角度时的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的光开关的可调反射镜处于第三角度时的结构示意图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1至图3。本发明实施例的光开关包括第一光纤准直镜100、第二光纤准直镜110、第三光纤准直镜120、输入反射镜130、可调反射镜140、输出反射镜150、第一光纤160、第二光纤170、第三光纤180和第四光纤190。

第一光纤160为输入光信号的光纤，第二光纤170、第三光纤180和第四光纤190为输出光信号的光纤，第一光纤准直镜100沿光传导方向置于输入反射镜130的光入射方向一侧，可调反射镜140和输出反射镜150沿光传导方向依次置于输入反射镜130的光出射方向一侧，可调反射镜140能够调节至处于第一角度、第二角度和第三角度，第二光纤准直镜110沿光传导方向置于处于第一角度的可调反射镜140的光出射方向一侧，第三光纤准直镜120沿光传导方向置于输出反射镜150的光出射方向一侧，第一光纤160和第四光纤190接入第一光纤准直镜100，第二光纤170接入第二光纤准直镜110，第三光纤180接入第三光纤准直镜120。

如图1所示，可调反射镜140处于第一角度时，第一光纤160输出的光信号由第一光纤准直镜100准直后入射至输入反射镜130，经由输入反射镜130反射至可调反射镜140，并经由可调反射镜140反射至第二光纤准直镜110，再经由第二光纤准直镜110准直后，从第二光纤170输出。

如图2所示，可调反射镜140处于第二角度时，第一光纤160输出的光信号由第一光纤准直镜100准直后入射至输入反射镜130，经由输入反射镜130反射至输出反射镜150，并经由输出反射镜150反射至第三光纤准直镜120，再经由第三光纤准直镜120准直后，从第三光纤180输出。

如图3所示，可调反射镜140处于第三角度时，第一光纤160输出的光信号由第一光纤准直镜100准直后入射至输入反射镜130，经由输入反射镜130反射至可调反射镜140，并经由可调反射镜140反射回输入反射镜130，并经由输入反射镜130反射至第一光纤准直镜100，再经由第一光纤准直镜100准直后，从第四光纤190输出。

具体的，本实施例的光开关还包括MEMS芯片(图未示)，可调反射镜140的转动通过MEMS芯片进行控制，当MEMS芯片接收到第一控制信号时，控制可调反射镜140处于第一角度；当MEMS芯片接收到第二控制信号时，控制可调反射镜140处于第二角度；当MEMS芯片接收到第三控制信号时，控制可调反射镜140处于第三角度。优选的，可调反射镜140处于第一角度时，可调反射镜140与水平面呈45度夹角；可调反射镜140处于第二角度时，可调反射镜140与水平面相平行；可调反射镜140处于第三角度时，可调反射镜140与水平面相垂直。由于MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)是由半导体材料，如Si等构成的微机械结构，其基本原理就是通过静电的作用使可以自由转动的可调反射镜140发生转动从而改变输入光的传播方向，因此，MEMS既具有机械光开关的低损耗、低串扰、低偏振敏感性和高消光比的优点，又具有波导开关的高开关速度、小体积、易于大规模集成等优点。

在本实施例中，第一光纤准直镜100具有第一基底101，第一基底101用于固定第一光纤160和第四光纤190，第一光纤160和第四光纤190在第一基底101上中心对称排列；第二光纤准直镜110具有第二基底102，第二基底102用于固定第二光纤170；第三光纤准直镜120具有第三基底103，第三基底103用于固定第三光纤180。第一光纤160和第四光纤190中心对称排列，可以满足对光信号的要求。

进一步地，第一光纤160和第四光纤190与第一光纤准直镜100之间存在一定间隙，第二光纤170与第二光纤准直镜110之间存在一定间隙，第三光纤180与第三光纤准直镜120之间存在一定间隙。也就是说，第一光纤160和第四光纤190与第一光纤准直镜100相互耦合的端面之间存在一定间隙，第二光纤170与第二光纤准直镜110相互耦合的端面之间存在一定间隙，第三光纤180与第三光纤准直镜120相互耦合的端面之间存在一定间隙。由于准直镜在制作时，其曲率半径会不可避免的存在一定的误差，会导致原本设定的间隙的间距即后截距所对应的准直镜的工作距离偏离设计值，为了弥补准直镜的工作距离偏离，可以通过调节间隙的间距来微调准直镜的工作距离，即可以弥补准直镜的工作距离偏离，进而可以提高光信号的耦合效率。此外，在完成调节后截距之后，可以在该间隙中填充介质，例如树脂粘合胶、油、硅和石英等各种玻璃介质，或者直接填充空气。

由于存在第二光纤170、第三光纤180和第四光纤190三路输出光纤，则可以通过可调反射镜来选择控制光由三路输出光纤中的任意一路输出，达到一选三光开关的作用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种光开关，其特征在于，包括第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、第三光纤准直镜、输入反射镜、可调反射镜、输出反射镜、第一光纤、第二光纤、第三光纤和第四光纤，所述第一光纤为输入光信号的光纤，所述第二光纤、第三光纤和第四光纤为输出光信号的光纤，所述第一光纤准直镜沿光传导方向置于所述输入反射镜的光入射方向一侧，所述可调反射镜和输出反射镜沿光传导方向依次置于所述输入反射镜的光出射方向一侧，所述可调反射镜能够调节至处于第一角度、第二角度和第三角度，所述第二光纤准直镜沿光传导方向置于处于第一角度的可调反射镜的光出射方向一侧，所述第三光纤准直镜沿光传导方向置于所述输出反射镜的光出射方向一侧，所述第一光纤和第四光纤接入所述第一光纤准直镜，所述第二光纤接入所述第二光纤准直镜，所述第三光纤接入所述第三光纤准直镜；

所述可调反射镜处于第一角度时，所述第一光纤输出的光信号由第一光纤准直镜准直后入射至所述输入反射镜，经由所述输入反射镜反射至所述可调反射镜，并经由所述可调反射镜反射至所述第二光纤准直镜，再经由所述第二光纤准直镜准直后，从所述第二光纤输出；所述可调反射镜处于第二角度时，所述第一光纤输出的光信号由第一光纤准直镜准直后入射至所述输入反射镜，经由所述输入反射镜反射至所述输出反射镜，并经由所述输出反射镜反射至所述第三光纤准直镜，再经由所述第三光纤准直镜准直后，从所述第三光纤输出；所述可调反射镜处于第三角度时，所述第一光纤输出的光信号由第一光纤准直镜准直后入射至所述输入反射镜，经由所述输入反射镜反射至所述可调反射镜，并经由所述可调反射镜反射回所述输入反射镜，并经由所述输入反射镜反射至所述第一光纤准直镜，再经由所述第一光纤准直镜准直后，从所述第四光纤输出。

2.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于，还包括MEMS芯片，所述可调反射镜的转动通过所述MEMS芯片进行控制，当所述MEMS芯片接收到第一控制信号时，控制所述可调反射镜处于第一角度；当所述MEMS芯片接收到第二控制信号时，控制所述可调反射镜处于第二角度；当所述MEMS芯片接收到第三控制信号时，控制所述可调反射镜处于第三角度。

3.根据权利要求1或2所述的光开关，其特征在于，所述可调反射镜处于第一角度时，所述可调反射镜与水平面呈45度夹角；所述可调反射镜处于第二角度时，所述可调反射镜与水平面相平行；所述可调反射镜处于第三角度时，所述可调反射镜与水平面相垂直。

4.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于，所述第一光纤准直镜具有第一基底，所述第一基底用于固定所述第一光纤和第四光纤，所述第一光纤和第四光纤在所述第一基底上中心对称排列；所述第二光纤准直器具有第二基底，所述第二基底用于固定所述第二光纤；所述第三光纤准直器具有第三基底，所述第三基底用于固定所述第三光纤。

5.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于，所述第一光纤和第四光纤与所述第一光纤准直镜之间存在一定间隙，所述第二光纤与所述第二光纤准直镜之间存在一定间隙，所述第三光纤与所述第三光纤准直镜之间存在一定间隙。