CN115808744A - 一种高一致性的光纤光开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光开关技术领域，且公开了一种高一致性的光纤光开关，包括N(N≧2)根光纤、光纤定位板、定位槽盖板、准直透镜和反射转镜；所述光纤定位板的上端面设有N个光纤定位槽，N根所述光纤一一对应设置在N个所述光纤定位槽内，所述光纤定位板与定位槽盖板将N根光纤夹在光纤定位槽中；所述准直透镜的一面放置光纤定位板，且准直透镜的另一面放置反射转镜。本发明通过高精度的光纤定位板将N根光纤的相对位置精确控制，且相互独立，不受相互干扰；这确保了每个光开关的转镜转动位置具有更好的一致性，从而提升了光开关的生产与使用一致性；同时也确保了光开关的插入损耗、串扰、偏振相关损耗等方面光学性能具有很高的一致性。

Description

一种高一致性的光纤光开关

技术领域

本发明涉及光开关技术领域，具体为一种高一致性的光纤光开关。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，光纤网络、光纤传感等光纤应用技术得到了快速的发展。在光纤网络等光纤应用系统中，信息的传递是通过光信号在光纤中的传输来实现的。为了将信息进行更好的分配/链接，我们需要将来光信号分别传输给不同的线路或者将不同线路的光切换到指定的线路中。光纤光开光(Optical Fiber Switch)作为光纤应用中的一个重要器件，是一种具有一个或多个可选的传输端口的光路转换器件，其作用是对光传输线路或集成光路种的光信号进行物理切换或逻辑操作。

传统的基于反射转镜的光开关参见图1所示；N根光纤(含光信号输入光纤与光信号输出光纤)被统一穿入一根玻璃套管。一方面，N根光纤在玻璃套管内没有固定的位置，每个器件的光纤位置都是随机的，这就导致每个器件的转镜转动位置具有很大随机性，这种光纤位置的不确定性导致每个光开关在生产与使用过程中反射转镜的驱动电压或电流一致性不高；另一方面，N根光纤拥挤在一根玻璃套管内，很容易导致每根光纤的角度不一，甚至出现光纤扭曲，从而导致光开关的各通道插入损耗与偏振相关损耗一致性不高；再一方面，N根光纤在同一根玻璃套管内，光纤与光纤间的间距很难得到准确的控制，这会导致光开关通道间的串扰一致性不高。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高一致性的光纤光开关，通过高精度的光纤定位板将N根光纤的相对位置精确控制，且相互独立，不受相互干扰；这确保了每个光开关的转镜转动位置具有更好的一致性，从而提升了光开关的生产与使用一致性；同时也确保了光开关的插入损耗、串扰、偏振相关损耗等方面光学性能具有很高的一致性。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高一致性的光纤光开关，包括N(N≧2)根光纤、光纤定位板、定位槽盖板、准直透镜和反射转镜；所述光纤定位板的上端面设有N个光纤定位槽，N根所述光纤一一对应设置在N个所述光纤定位槽内，所述光纤定位板与定位槽盖板将N根光纤夹在光纤定位槽中；所述准直透镜的一面放置光纤定位板，且准直透镜的另一面放置反射转镜。

输入光信号通过N根光纤中的一根光纤入射到准直透镜上。从光纤中出射的光信号为发散光。准直透镜将发散的光信号准直为准直光。准直后的光信号入射到反射转镜表面。反射转镜将入射的光信号反射返回，反射返回的反射光信号重新进入准直透镜。准直透镜将反射光信号聚焦到N根光纤的出光光纤端面。调节反射转镜的角度，可以实现将输入光信号反射到需要的出光光纤输出，从而实现光开关的切换功能。

光纤定位板上的每个凹槽中固定一个独立的光纤，这样N根光纤相互之间不会相互挤压干扰，每根光纤的角度能够得到很好的控制。N根光纤的相对位置由光纤定位板的加工位置精确决定，这样可以确保批量生产过程中每根光纤的位置与光纤间距是精确可控的，精确可控的光纤位置也确保了每个光开关的转镜转动位置具有更好的一致性，从而提升了光开关的生产与使用一致性；同时也确保了光开关的插入损耗、串扰、偏振相关损耗等方面光学性能具有很高的一致性。

优选的，所述的光纤定位板上的光纤定位槽可以是V型或U型形状的凹槽。

优选的，所述的光纤定位板、定位槽盖板与N根光纤三者用胶水固定为一整体。

优选的，所述光纤面向准直透镜的端面抛光，并镀有增透膜。

优选的，所述的准直透镜是球面透镜、非球面透镜、渐变折射率透镜中的一种。

优选的，所述的反射转镜是传统机械式的转动反射镜，或者是新型的微机电系统MEMS反射转镜。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种高一致性的光纤光开关，具备以下

有益效果：

该高一致性的光纤光开关，通过高精度的光纤定位板将N根光纤的相对位置精确控制，且相互独立，不受相互干扰；这确保了每个光开关的转镜转动位置具有更好的一致性，从而提升了光开关的生产与使用一致性；同时也确保了光开关的插入损耗、串扰、偏振相关损耗等方面光学性能具有很高的一致性。

附图说明

图1为传统的光开关结构示意图；

图2为本发明一种高一致性的光纤光开关的结构示意图；

图3为本发明中光纤定位板定位光纤位置的端面示意图。

图中：1、光纤；2、光纤定位板；3、定位槽盖板；4、准直透镜；5、反射转镜。

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。

实施例

请参阅图2和3，一种高一致性的光纤光开关，包括N(N≧2)根光纤1、光纤定位板2、定位槽盖板3、准直透镜4和反射转镜5；光纤定位板2的上端面设有N个光纤1定位槽，N根光纤1一一对应设置在N个光纤1定位槽内，光纤定位板2与定位槽盖板3将N根光纤1夹在光纤1定位槽中；准直透镜4的一面放置光纤定位板2，且准直透镜4的另一面放置反射转镜5。

光纤定位板2上的光纤1定位槽可以是V型或U型形状的凹槽，便于光纤1的固定。

光纤定位板2、定位槽盖板3与N根光纤1三者用胶水固定为一整体，能够增加光纤开关的一致性。

光纤1面向准直透镜4的端面抛光，并镀有增透膜。

准直透镜4是球面透镜、非球面透镜、渐变折射率透镜中的一种。

反射转镜5是传统机械式的转动反射镜，或者是新型的微机电系统MEMS反射转镜5。

本实施例中，输入光信号通过N根光纤1中的一根光纤1入射到准直透镜4上，从光纤1中出射的光信号为发散光，准直透镜4将发散的光信号准直为准直光，准直后的光信号入射到反射转镜5表面，反射转镜5将入射的光信号反射返回，反射返回的反射光信号重新进入准直透镜4，准直透镜4将反射光信号聚焦到N根光纤1的出光光纤1端面，调节反射转镜5的角度，可以实现将输入光信号反射到需要的出光光纤1输出，从而实现光开关的切换功能。

光纤定位板2上的每个凹槽中固定一个独立的光纤1，这样N根光纤1相互之间不会相互挤压干扰，每根光纤1的角度能够得到很好的控制；N根光纤1的相对位置由光纤定位板2的加工位置精确决定，这样可以确保批量生产过程中每根光纤1的位置与光纤1间距是精确可控的，精确可控的光纤1位置也确保了每个光开关的转镜转动位置具有更好的一致性，从而提升了光开关的生产与使用一致性；同时也确保了光开关的插入损耗、串扰、偏振相关损耗等方面光学性能具有很高的一致性。

Claims (6)

1.一种高一致性的光纤光开关，包括N根光纤(1)、光纤定位板(2)、定位槽盖板(3)、准直透镜(4)和反射转镜(5)；其特征在于：

所述光纤定位板(2)的上端面设有N个光纤(1)定位槽，N根所述光纤(1)一一对应设置在N个所述光纤(1)定位槽内，所述光纤定位板(2)与定位槽盖板(3)将N根光纤(1)夹在光纤(1)定位槽中；

所述准直透镜(4)的一面放置光纤定位板(2)，且准直透镜(4)的另一面放置反射转镜(5)。

2.根据权利要求1所述的一种高一致性的光纤光开关，其特征在于：所述的光纤定位板(2)上的光纤(1)定位槽可以是V型或U型形状的凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种高一致性的光纤光开关，其特征在于：所述的光纤定位板(2)、定位槽盖板(3)与N根光纤(1)三者用胶水固定为一整体。

4.根据权利要求3所述的一种高一致性的光纤光开关，其特征在于：所述光纤(1)面向准直透镜(4)的端面抛光，并镀有增透膜。

5.根据权利要求4所述的一种高一致性的光纤光开关，其特征在于：所述的准直透镜(4)是球面透镜、非球面透镜、渐变折射率透镜中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种高一致性的光纤光开关，其特征在于：所述的反射转镜(5)是传统机械式的转动反射镜，或者是新型的微机电系统MEMS反射转镜(5)。

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