CN116577876A - 一种低成本的光纤光开关及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤光开关技术领域，公开了一种低成本的光纤光开关及其设计方法，包括：光纤盖板，其两侧分别设有输出光纤定位板和输入光纤定位板；输出光纤定位板靠近光纤盖板的一侧设有第一定位槽；输入光纤定位板靠近光纤盖板的一侧设有第二定位槽；由N根输出光纤和一根输入光纤组成的光纤阵列，N根输出光纤沿直线分布设置在第一定位槽和光纤盖板之间，输入光纤设置在第二定位槽和光纤盖板之间；准直透镜和反射转镜依次设置在光纤阵列的一侧。将N根输出光纤进行一维排布固定，定位准确，N根输出光纤形成一维阵列，所以反射转镜可以是一个转动轴的反射转镜，此反射转镜的驱动电路成本降低，驱动装置减少，因此本发明降低了光纤光开关的成本。

Description

一种低成本的光纤光开关及其设计方法

技术领域

本发明涉及光纤光开关技术领域，更具体地说，本发明涉及一种低成本的光纤光开关及其设计方法。

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，我们需要将输入的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中的光信号进行物理切换或逻辑操作。

传统的基于反射转镜6的光纤光开关如附图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11；N根光纤在玻璃套管11中呈二维分布，N根光纤的一侧放置准直透镜5，透镜的另一侧放置有反射转镜6，N根光纤中一根为输入光纤，其它为输出光纤，输入光信号通过输入光纤射到准直透镜5上，从光纤中出射的光信号为发散光，准直透镜5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6表面，反射转镜6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5，准直透镜5将反射光信号聚焦到输出光纤中的某根特定光纤端面，调节反射转镜6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。

在以上传统的光纤光开关结构中，输出光纤在玻璃套管中呈现二维位置分布，且输出光纤之间缺乏精确的定位，位置有一定的随机性。输出光纤的二维分布导致了反射转镜6必须要能够二维转动（即有两个转动轴）；同时二维转动的反射转镜6还需要二维的驱动电路配合，光纤光开关的主要成本来自于反射转镜6以及配合的驱动电路，因此采用传统的光纤光开关方案很难实现成本的大幅降低。

因此，有必要提出一种低成本的光纤光开关及其设计方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种低成本的光纤光开关，包括：

光纤盖板，其两侧分别设有输出光纤定位板和输入光纤定位板；

所述输出光纤定位板靠近光纤盖板的一侧设有第一定位槽；

所述输入光纤定位板靠近光纤盖板的一侧设有第二定位槽；

由N根输出光纤和一根输入光纤组成的光纤阵列，其中，N根输出光纤沿直线分布设置在第一定位槽和光纤盖板之间，输入光纤设置在第二定位槽和光纤盖板之间；

准直透镜和反射转镜，依次设置在光纤阵列的一侧。

优选的是，所述反射转镜的旋转方向与N根输出光纤分布的方向相对应。

优选的是，所述输出光纤和输入光纤朝向准直透镜的端面均进行抛光处理，并在此端面上设置增透膜。

优选的是，所述第一定位槽为沿直线阵列的N个U型定位槽，所述第二定位槽为一个U型定位槽。

优选的是，所述第一定位槽为沿直线阵列的N个V型定位槽，所述第二定位槽为一个V型定位槽。

优选的是，所述V型定位槽内设有弹性垫，所述光纤盖板上设有弹性固定件，所述弹性固定件远离光纤盖板的一端与V型定位槽卡接，所述输出光纤被夹紧在弹性垫和弹性固定件之间。

优选的是，所述V型定位槽的两个侧壁上分别设有凹槽，两个凹槽远离V型定位槽开口的端部连通设置，所述弹性垫设置在两个连通的凹槽形成的V型安装槽内；

所述凹槽靠近V型定位槽开口的一端与V型定位槽的端面之间形成与弹性固定件卡接的连接部。

优选的是，所述弹性垫包括：由内向外依次设置的第一垫层、第二垫层、第三垫层、第四垫层以及第五垫层；

其中，所述第二垫层和第四垫层为镂空设置；

所述第二垫层包括：多个间隔设置的第一支撑条，所述第一支撑条沿输出光纤的轴向延伸，相邻的两个第一支撑条之间形成第一镂空区域；

所述第四垫层包括：多个间隔设置的第二支撑条，所述第二支撑条沿输出光纤的轴向延伸，相邻的两个第二支撑条之间形成第二镂空区域；

所述V型安装槽的侧壁上间隔设有多个槽口，所述槽口与第五垫层之间形成第三镂空区域；

所述第一镂空区域与第二支撑条对应布置，所述第一支撑条与第二镂空区域对应布置，所述第二支撑条与第三镂空区域对应布置。

优选的是，所述弹性固定件包括：

主支撑板，为弧形设置，其向靠近光纤盖板的一侧拱起；

第一延伸板，设置在主支撑板的两侧，所述第一延伸板靠近光纤盖板的一侧为凹陷的弧形面；所述第一延伸板的外侧设有第一卡块，所述光纤盖板上设有容纳槽，所述容纳槽的两个侧壁上设有与第一卡块对应的第一卡槽；

第二延伸板，设置在第一延伸板远离光纤盖板的一侧，所述第二延伸板的外侧和第一延伸板之间形成C型镂空区域；所述第二延伸板的外侧设有第二卡块；所述连接部上设有与第二卡块对应的第二卡槽；

第一接触区，第一延伸板远离光纤盖板的一侧且靠近与主支撑板的连接处为第一接触区；

第二接触区，第二延伸板的内侧且靠近与第一延伸板的连接处为第二接触区。

一种低成本的光纤光开关的设计方法，包括：

将N根输出光纤沿直线等间隔分布设置在光纤盖板和输出光纤定位板之间，将一根输入光纤设置在光纤盖板和输入光纤定位板之间，使输入光纤和输出光纤呈上下布置；

在N根输出光纤和一根输入光纤形成的光纤阵列的一侧依次设置准直透镜和反射转镜；

依据输入光纤和输出光纤上下设置的竖直距离，设置反射转镜在竖直方向上的旋转角度，并将此旋转角度固定；

利用驱动装置驱动反射转镜沿水平方向旋转设定角度，以将从输入光纤输入的光信号经过准直透镜准直后，通过反射转镜将输入的光信号反射，反射的光信号重新进入准直透镜，准直透镜将反射的光信号聚焦到与设定角度对应的N根输出光纤中的一根输出光纤的端面。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明所述的低成本的光纤光开关及其设计方法通过第一定位槽将N根输出光纤进行一维排布固定，N根输出光纤形成一维阵列；输入光纤放置在N根输出光纤形成的一维阵列的上方；所以反射转镜可以是一维的反射转镜（即反射转镜只有一个转动轴，沿水平方向旋转），同时一维的反射转镜的驱动电路也相对多维反射转镜的驱动电路成本更低，驱动装置减少，因此本发明的设计方案实现了光纤光开关的低成本。

本发明所述的低成本的光纤光开关及其设计方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中的基于反射转镜的光纤光开关的结构示意图；

图2为本发明所述的低成本的光纤光开关的结构示意图；

图3为本发明所述的低成本的光纤光开关中输出光纤和输入光纤布置的结构示意图；

图4（a）为采用输出光纤定位板和光纤盖板使N根输出光纤呈一维直线排布的第一种结构示意图；

图4（b）为采用输出光纤定位板和光纤盖板使N根输出光纤呈一维直线排布的第二种结构示意图；

图4（c）为采用两个光纤盖板使N根输出光纤呈一维直线排布的第一种结构示意图；

图4（d）为采用两个光纤盖板使N根输出光纤呈一维直线排布的第二种结构示意图；

图4（e）为采用两个光纤盖板使N根输出光纤呈一维直线排布的第三种结构示意图；

图4（f）为采用光纤阵列套管使N根输出光纤呈一维直线排布的第一种结构示意图；

图4（g）为采用光纤阵列套管使N根输出光纤呈一维直线排布的第二种结构示意图；

图4（h）为采用光纤阵列套管使N根输出光纤呈一维直线排布的第三种结构示意图；

图5为本发明所述的低成本的光纤光开关中弹性垫和弹性固定件安装的结构示意图；

图6为本发明所述的低成本的光纤光开关中弹性垫和弹性固定件安装的三维结构示意图；

图7为本发明所述的低成本的光纤光开关中输出光纤定位板的结构示意图；

图8为本发明所述的低成本的光纤光开关中输出光纤定位板的部分放大结构示意图；

图9为本发明所述的低成本的光纤光开关中弹性垫的三维结构示意图；

图10为本发明所述的低成本的光纤光开关中弹性垫的分解结构示意图；

图11为本发明所述的低成本的光纤光开关中弹性垫和弹性固定件安装的放大结构示意图；

图12为本发明所述的低成本的光纤光开关中弹性固定件的三维结构示意图；

图13为本发明所述的低成本的光纤光开关中弹性固定件的端面结构示意图；

图14为本发明所述的低成本的光纤光开关中光纤盖板的三维结构示意图；

图15为本发明所述的低成本的光纤光开关中光纤盖板的部分放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图2所示，本发明提供了一种低成本的光纤光开关，包括：

光纤盖板3，其两侧分别设有输出光纤定位板2和输入光纤定位板4；

所述输出光纤定位板2靠近光纤盖板3的一侧设有第一定位槽；

所述输入光纤定位板4靠近光纤盖板3的一侧设有第二定位槽；

由N根输出光纤和一根输入光纤组成的光纤阵列1，其中，N根输出光纤沿直线分布设置在第一定位槽和光纤盖板3之间，输入光纤设置在第二定位槽和光纤盖板3之间；

准直透镜5和反射转镜6，依次设置在光纤阵列1的一侧。

输出光纤的数量不少于两根，N根输出光纤记为A1，A2，A3…Ai，Ai+1，…，An，一根输入光纤记为A0。

输入光信号通过输入光纤入射到准直透镜5上，从输入光纤中出射的光信号为发散光，准直透镜5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6表面，反射转镜6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5，准直透镜5将反射光信号聚焦到N根输出光纤中的某根特定光纤端面，通过驱动装置调节反射转镜6的角度，可以实现将输入光信号反射到需要的输出光纤上输出，从而实现光开关的切换功能；反射转镜6的旋转方向与N根输出光纤的排布方向一致。

反射转镜6可以是传统机械式的转动反射镜，也可以是微机电系统转动反射镜；反射转镜6是一维的（即反射转镜6只有一个转动轴），或反射转镜6是多维的（即反射转镜6有多个转动轴），但是实际光开关切换时只使用了一维转动方向。

准直透镜5可以是球面透镜、非球面透镜、渐变折射率透镜以及其它类型的准直作用透镜。

本发明通过第一定位槽将N根输出光纤进行一维排布固定，N根输出光纤形成一维阵列；输入光纤放置在N根输出光纤形成的一维阵列的上方；所以反射转镜6可以是一维的反射转镜6（即反射转镜6只有一个转动轴，沿水平方向旋转），同时一维的反射转镜6的驱动电路也相对多维反射转镜6的驱动电路成本更低，驱动装置减少，因此本发明的设计方案实现了光纤光开关的低成本。

另外，N根输出光纤呈一维直线排布，形成一维阵列，输入光纤在输出光纤形成的一维阵列的上方，还可以通过多种方式实现，具体下：

如图4（a）所示，在输出光纤定位板2的第一定位槽内一维排布N根输出光纤，然后将一根输入光纤放置在N根输出光纤的上方，可以放置在两个相邻的输出光纤之间的上方，然后在输入光纤的上方设置光纤盖板3，使光纤盖板3与输出光纤定位板2将光纤阵列1固定。

如图4（b）所示，将输出光纤定位板2的第一定位槽内一维排布N根输出光纤和一根输入光纤，将一根输入光纤置于中间位置，光纤盖板3设置在光纤阵列1的上方，将光纤阵列1进行固定。

如图4（c）所示，在两个光纤盖板3之间一维排布N根输出光纤（紧密排列），通过粘接剂固定，然后在位于上侧的光纤盖板3的顶面粘结输入光纤。

如图4（d）所示，在两个光纤盖板3之间一维排布N根输出光纤和一根输入光纤（紧密排列），将一根输入光纤置于中间位置，通过粘接剂固定。

如图4（e）所示，在两个光纤盖板3之间一维排布N根输出光纤（紧密排列），然后将一根输入光纤放置在N根输出光纤的上方，可以放置在两个相邻的输出光纤之间的上方，通过粘接剂固定。

如图4（f）所示，N根输出光纤和一根输入光纤均固定在带矩形孔的光纤阵列套管7内，构成一维的光纤阵列1。

如图4（g）所示，将N根输出光纤一维排布在光纤阵列套管7内，将输入光纤固定在光纤阵列套管7的上方。

如图4（h）所示，将N根输出光纤一维排布在光纤阵列套管7内，将一根输入光纤也放置在光纤阵列套管7内，且放置在N根输出光纤的上方。

进一步地，所述反射转镜6的旋转方向与N根输出光纤分布的方向相对应。

反射转镜6在竖直方向上的旋转（或者倾斜）角度依据输入光纤和输出光纤上下设置的竖直距离确定，并将此角度固定；工作时，仅需要通过驱动装置驱动反射转镜6沿着与N根输出光纤分布对应的方向（图2中的水平方向）旋转即可，也就是进需要一个转动轴即可。

进一步地，所述输出光纤和输入光纤朝向准直透镜5的端面均进行抛光处理，并在此端面上设置增透膜。

为了提升光信号的传输效率，对端面进行抛光处理并设置增透膜，提升透光性。

在一个实施例中，第一定位槽可以是用于对N根输出光纤进行一维定位的槽、孔或者其它形状的对N根输出光纤起一维排布固定作用的定位结构。

进一步地，所述第一定位槽为沿直线阵列的N个U型定位槽，所述第二定位槽为一个U型定位槽。

进一步地，如图3或图5所示，所述第一定位槽为沿直线阵列的N个V型定位槽8，所述第二定位槽为一个V型定位槽8。

在一个实施例中，如图5和图6所示，所述V型定位槽8内设有弹性垫9，所述光纤盖板3上设有弹性固定件10，所述弹性固定件10远离光纤盖板3的一端与V型定位槽8卡接，所述输出光纤被夹紧在弹性垫9和弹性固定件10之间。

为了提升安装位置的准确性以及便利性，在V型定位槽8内设置V型的弹性垫9，并且在光纤盖板3上设置弹性固定件10，这样在安装时，仅需要将单根光纤（输入光纤或输出光纤）放置在V型的弹性垫9上，然后，将光纤盖板3放置在单根光纤上并对其施压，则预先安装好弹性固定件10会对单根光纤形成挤压，从而使弹性垫9压缩，当弹性固定件10与V型定位槽8卡接后，弹性垫9和弹性固定件10均回弹，使得单根光纤位于弹性垫9和弹性固定件10形成的夹紧空间区域内，对单根光纤进行定位夹紧，由于弹性垫9为V型，则其两侧壁对单根光纤两侧的挤压较为均匀，并且弹性固定件10卡接固定后，夹紧空间区域形成，单根光纤会至于夹紧空间区域的中部，对单根光纤起到对中定位的作用；

单根光纤与弹性垫9和弹性固定件10均为弹性接触，单根光纤被夹紧固定的同时，也防止硬性接触对其产生损坏从而影响光信号传输效率；

由于弹性固定件10能够分别与光纤盖板3和输出光纤定位板2（或者输入光纤定位板4）进行固定，所以也不需要对输入光纤定位板4、光纤盖板3以及输出光纤定位板2单独设置固定的部件，提升安装的便利性。

进一步地，如图7和图8所示，所述V型定位槽8的两个侧壁上分别设有凹槽810，两个凹槽810远离V型定位槽8开口的端部连通设置，所述弹性垫9设置在两个连通的凹槽810形成的V型安装槽内；

所述凹槽810靠近V型定位槽8开口的一端与V型定位槽8的端面之间形成与弹性固定件10卡接的连接部820。

V型的弹性垫9设置在V型安装槽内，安装好的弹性垫9的内侧壁与V型定位槽8的内侧壁平行；

在V型定位槽8靠近其开口的端部预留有连接部820，用于与弹性固定件10卡接。

进一步地，如图9-图11所示，所述弹性垫9包括：由内向外依次设置的第一垫层910、第二垫层920、第三垫层930、第四垫层940以及第五垫层950；

其中，所述第二垫层920和第四垫层940为镂空设置；

所述第二垫层920包括：多个间隔设置的第一支撑条921，所述第一支撑条921沿输出光纤的轴向延伸，相邻的两个第一支撑条921之间形成第一镂空区域922；

所述第四垫层940包括：多个间隔设置的第二支撑条941，所述第二支撑条941沿输出光纤的轴向延伸，相邻的两个第二支撑条941之间形成第二镂空区域942；

所述V型安装槽的侧壁上间隔设有多个槽口，所述槽口与第五垫层950之间形成第三镂空区域811；

所述第一镂空区域922与第二支撑条941对应布置，所述第一支撑条921与第二镂空区域942对应布置，所述第二支撑条941与第三镂空区域811对应布置。

第一支撑条921的宽度小于第二镂空区域942的宽度，第二支撑条941的宽度小于第一镂空区域922的宽度，还小于第三镂空区域811的宽度。

第一垫层910和第二垫层920形成第一级弹性支撑，第三垫层930和四垫层940形成第二级弹性支撑，第五垫层950和第三镂空区域811形成第三级弹性支撑；

也就是当单根光纤受压时（弹性固定件10与V型定位槽8卡接过程中），压力首先作用于第一垫层910上，第一垫层910受压力后与第一镂空区域922对应处产生弹性变形（第一级弹性支撑），第一支撑条921受压后，第三垫层930与第二镂空区域942对应处产生弹性变形（第二级弹性支撑），第二支撑条941受压后，第五垫层950与第三镂空区域811对应处产生弹性变形（第三级弹性支撑），V型的弹性垫9对单根光纤对称的两侧分别产生三级的弹性支撑作用，具有较好的弹性支撑作用和弹性恢复能力，在弹性固定件10与V型定位槽8卡接完成后，在弹性垫9的弹性恢复作用下，对单根光纤对称的两侧同时产生弹性作用力，使单根光纤至于V型定位槽8的中部，实现准确的定位安装，并且提升了安装的稳定性。

进一步地，如图12-图15所示，所述弹性固定件10包括：

主支撑板1010，为弧形设置，其向靠近光纤盖板3的一侧拱起；

第一延伸板1020，设置在主支撑板1010的两侧，所述第一延伸板1020靠近光纤盖板3的一侧为凹陷的弧形面1021； 所述第一延伸板1020的外侧设有第一卡块1030，所述光纤盖板3上设有容纳槽310，所述容纳槽310的两个侧壁上设有与第一卡块1030对应的第一卡槽311；

第二延伸板1040，设置在第一延伸板1020远离光纤盖板3的一侧，所述第二延伸板1040的外侧和第一延伸板1020之间形成C型镂空区域1050；所述第二延伸板1040的外侧设有第二卡块1060；所述连接部820上设有与第二卡块1060对应的第二卡槽821；

弧形面1021的设置有助于第一延伸板1020向远离第二延伸板1040的方向变形，提升弹性固定件10的变形能力；

第一接触区1070，第一延伸板1020远离光纤盖板3的一侧且靠近与主支撑板1010的连接处为第一接触区1070；

第二接触区1080，第二延伸板1040的内侧且靠近与第一延伸板1020的连接处为第二接触区1080。

第一接触区1070和第二接触区1080的设置，便于对不同直径的单根光纤的固定。

弹性固定件10的主支撑板1010的弹力大于第一延伸板1020的弹力，第一延伸板1020的弹力大于第二延伸板1040的弹力。

弹性固定件10安装时，先将其从光纤盖板3的容纳槽310的一侧滑入，使第一卡块1030滑入至第一卡槽311内，完成弹性固定件10和光纤盖板3的安装；然后，将单根光纤放置在V型的弹性垫9内，将光纤盖板3与输出光纤定位板2（或输入光纤定位板4）进行连接，也就是，将弹性固定件10对应放置在单根光纤上，对输出光纤定位板2施压，则第二延伸板1040上的第二卡块1060进至V型定位槽8内，并受到V型定位槽8的侧壁的挤压，使得第二延伸板1040的两端向靠近第一延伸板1020的一侧弯曲变形（C型镂空区域1050减小），并且与此同时，在第一接触区1070和第二接触区1080与单根光纤接触后，便对单根光纤形成挤压作用，单根光纤对弹性垫9形成挤压；当第二延伸板1040上的第二卡块1060移动至第二卡槽821处时，第二卡块1060插入至第二卡槽821内，完成弹性固定件10与输出光纤定位板2（或输入光纤定位板4）的安装固定，并且同时，弹性垫9对单根光纤形成向单根光纤轴心方向的弹性作用力，第一接触区1070和第二接触区1080对单根光纤也形成向单根光纤轴心方向的弹性作用力，从而使得单根光纤处于V型定位槽8的中心位置处，保证单根光纤定位安装的准确性。

在安装完成后，弹性垫9和弹性固定件10对单根光纤固定牢固，并且由于两个第二延伸板1040受到单根光纤的作用力，使得卡接在第二卡槽821内的第二卡块1060的稳定性更高，不易脱出。

与直接用光纤盖板3与单根光纤接触相比，保证了每根光纤安装受力的均匀性；与采用粘结剂进行固定相比，提升了稳固性，并且安装更加方便。

本发明还提供一种低成本的光纤光开关的设计方法，包括：

将N根输出光纤沿直线等间隔分布设置在光纤盖板3和输出光纤定位板2之间，将一根输入光纤设置在光纤盖板3和输入光纤定位板4之间，使输入光纤和输出光纤呈上下布置；

在N根输出光纤和一根输入光纤形成的光纤阵列1的一侧依次设置准直透镜5和反射转镜6；

依据输入光纤和输出光纤上下设置的竖直距离，设置反射转镜6在竖直方向上的旋转角度，并将此旋转角度固定；

利用驱动装置驱动反射转镜6沿水平方向旋转设定角度，以将从输入光纤输入的光信号经过准直透镜5准直后，通过反射转镜6将输入的光信号反射，反射的光信号重新进入准直透镜5，准直透镜5将反射的光信号聚焦到与设定角度对应的N根输出光纤中的一根输出光纤的端面。

通过将N根输出光纤进行一维排布固定，N根输出光纤形成一维阵列；输入光纤放置在N根输出光纤的上方；所以反射转镜6可以是一维的反射转镜6（即反射转镜6只有一个转动轴，沿水平方向旋转），同时一维的反射转镜6的驱动电路也相对多维反射转镜6的驱动电路成本更低，驱动装置减少，因此本发明的设计方案实现了光纤光开关的低成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种低成本的光纤光开关，其特征在于，包括：

光纤盖板（3），其两侧分别设有输出光纤定位板（2）和输入光纤定位板（4）；

所述输出光纤定位板（2）靠近光纤盖板（3）的一侧设有第一定位槽；

所述输入光纤定位板（4）靠近光纤盖板（3）的一侧设有第二定位槽；

由N根输出光纤和一根输入光纤组成的光纤阵列（1），其中，N根输出光纤沿直线分布设置在第一定位槽和光纤盖板（3）之间，输入光纤设置在第二定位槽和光纤盖板（3）之间；

准直透镜（5）和反射转镜（6），依次设置在光纤阵列（1）的一侧。

2.根据权利要求1所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述反射转镜（6）的旋转方向与N根输出光纤分布的方向相对应。

3.根据权利要求1所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述输出光纤和输入光纤朝向准直透镜（5）的端面均进行抛光处理，并在此端面上设置增透膜。

4.根据权利要求1所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述第一定位槽为沿直线阵列的N个U型定位槽，所述第二定位槽为一个U型定位槽。

5.根据权利要求1所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述第一定位槽为沿直线阵列的N个V型定位槽（8），所述第二定位槽为一个V型定位槽（8）。

6.根据权利要求5所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述V型定位槽（8）内设有弹性垫（9），所述光纤盖板（3）上设有弹性固定件（10），所述弹性固定件（10）远离光纤盖板（3）的一端与V型定位槽（8）卡接，所述输出光纤被夹紧在弹性垫（9）和弹性固定件（10）之间。

7.根据权利要求6所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述V型定位槽（8）的两个侧壁上分别设有凹槽（810），两个凹槽（810）远离V型定位槽（8）开口的端部连通设置，所述弹性垫（9）设置在两个连通的凹槽（810）形成的V型安装槽内；

所述凹槽（810）靠近V型定位槽（8）开口的一端与V型定位槽（8）的端面之间形成与弹性固定件（10）卡接的连接部（820）。

8.根据权利要求7所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述弹性垫（9）包括：由内向外依次设置的第一垫层（910）、第二垫层（920）、第三垫层（930）、第四垫层（940）以及第五垫层（950）；

其中，所述第二垫层（920）和第四垫层（940）为镂空设置；

所述第二垫层（920）包括：多个间隔设置的第一支撑条（921），所述第一支撑条（921）沿输出光纤的轴向延伸，相邻的两个第一支撑条（921）之间形成第一镂空区域（922）；

所述第四垫层（940）包括：多个间隔设置的第二支撑条（941），所述第二支撑条（941）沿输出光纤的轴向延伸，相邻的两个第二支撑条（941）之间形成第二镂空区域（942）；

所述V型安装槽的侧壁上间隔设有多个槽口，所述槽口与第五垫层（950）之间形成第三镂空区域（811）；

所述第一镂空区域（922）与第二支撑条（941）对应布置，所述第一支撑条（921）与第二镂空区域（942）对应布置，所述第二支撑条（941）与第三镂空区域（811）对应布置。

9.根据权利要求7所述的低成本的光纤光开关，其特征在于，所述弹性固定件（10）包括：

主支撑板（1010），为弧形设置，其向靠近光纤盖板（3）的一侧拱起；

第一延伸板（1020），设置在主支撑板（1010）的两侧，所述第一延伸板（1020）靠近光纤盖板（3）的一侧为凹陷的弧形面（1021）；所述第一延伸板（1020）的外侧设有第一卡块（1030），所述光纤盖板（3）上设有容纳槽（310），所述容纳槽（310）的两个侧壁上设有与第一卡块（1030）对应的第一卡槽（311）；

第二延伸板（1040），设置在第一延伸板（1020）远离光纤盖板（3）的一侧，所述第二延伸板（1040）的外侧和第一延伸板（1020）之间形成C型镂空区域（1050）；所述第二延伸板（1040）的外侧设有第二卡块（1060）；所述连接部（820）上设有与第二卡块（1060）对应的第二卡槽（821）；

第一接触区（1070），第一延伸板（1020）远离光纤盖板（3）的一侧且靠近与主支撑板（1010）的连接处为第一接触区（1070）；

第二接触区（1080），第二延伸板（1040）的内侧且靠近与第一延伸板（1020）的连接处为第二接触区（1080）。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的低成本的光纤光开关的设计方法，其特征在于，包括：

将N根输出光纤沿直线等间隔分布设置在光纤盖板（3）和输出光纤定位板（2）之间，将一根输入光纤设置在光纤盖板（3）和输入光纤定位板（4）之间，使输入光纤和输出光纤呈上下布置；

在N根输出光纤和一根输入光纤形成的光纤阵列（1）的一侧依次设置准直透镜（5）和反射转镜（6）；

依据输入光纤和输出光纤上下设置的竖直距离，设置反射转镜（6）在竖直方向上的旋转角度，并将此旋转角度固定；

利用驱动装置驱动反射转镜（6）沿水平方向旋转设定角度，以将从输入光纤输入的光信号经过准直透镜（5）准直后，通过反射转镜（6）将输入的光信号反射，反射的光信号重新进入准直透镜（5），准直透镜（5）将反射的光信号聚焦到与设定角度对应的N根输出光纤中的一根输出光纤的端面。