CN1442711A - 光学器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学器件，其相比较传统的光学器件能够减少插入损失。作为这种光学器件的光学开关包括：用于输入光束的光纤瞄准仪，用于将光束输出到外部的光纤瞄准仪，光路开关元件，光路开关元件连同滑块一起设置在两个光纤瞄准仪之间的光路中以改变光路和光学特性，用于移动滑块的螺线管致动器，当滑块移动时用于引导滑块的引导机构，用于生成磁场的磁铁，所述磁铁被设置，使得滑块借助磁铁生成的磁场的磁力而被压靠在引导机构上。

Description

光学器件

本申请基于日本专利申请No.2002-58864，该专利申请的全部内容在此被结合参考。

技术领域

本发明涉及一种光学器件，诸如光学开关或可变光衰减器，所述光学器件装有如反射镜、棱镜、光闸等光学元件，以用于光学信息网络或光学局域网等光通信领域。

背景技术

如图10所示的光学开关900就是这种类型的光学器件。

光学开关900是具有两个输入和两个输出的2×2光学开关，所述开关包括光纤911、921和透镜912、922以形成输入端口910a、920a；还包括使经过的光束变为平行的光纤瞄准仪910、920；以及光纤931、941和透镜932、942以形成输出端口930a、940a；以及使经过的光束变为平行的光纤瞄准仪930、940。

此外，光学开关900装有：带直角棱镜951、952的光路开关元件950，用于支承光路开关元件950的支撑板960，用于沿箭头950a和950b所示方向移动光路开关元件950的诸如螺线管致动器的驱动致动器970，用于导引被驱动致动器970移动的光路开关元件950的导引机构980，以及用于连接驱动致动器970和导引机构980的耦合器990。

光学开关900沿箭头950a所示方向，由驱动致动器970移动光路开关元件950，并将其从光纤瞄准仪910、920和光纤瞄准仪930、940之间拉出，从而使光纤瞄准仪910、920输出的光束直接进入光纤瞄准仪930、940。

另一方面，光学开关900沿箭头950b所示方向由驱动致动器970移动光路开关元件950，并使其插入光纤瞄准仪910、920和光纤瞄准仪930、940之间，于是如图10所示，光纤瞄准仪910、920输出的光束被光路开关元件950的直角棱镜951、952反射两次后分别被光纤瞄准仪940、930接收。

也就是说，根据将光路开关元件950从光纤瞄准仪910、920和光纤瞄准仪930、940之间插入或抽出，光学开关900可以接通或关闭光路，使得光纤瞄准仪910和光纤瞄准仪920输出的光束分别被光纤瞄准仪930和光纤瞄准仪940接收，或者使得光纤瞄准仪910、920输出的光束分别被光纤瞄准仪940和光纤瞄准仪930接收。

顺便提及，对于光学开关900，在光路中没有光路开关元件950的情况下，以及在光路开关元件950被设置以用于接通或关闭光路的情况下，都希望插入损失较小。

为了减少接通或关闭光路时的插入损失，假使光路开关元件950被设置在光路中，则需要减少在接收从形成输入端口910a、920a的光纤瞄准仪910、920以及形成输出端口930a、940a的光纤瞄准仪930、940输出的光束时的光束损失。

在光路开关元件950被从光纤瞄准仪910、920和光纤瞄准仪930、940之间拉出的情况下，假使光纤瞄准仪910、920输出的光束被光纤瞄准仪930、940接收，通过减少光纤瞄准仪910和光纤瞄准仪930的光轴位错，以及通过减少光纤瞄准仪920和光纤瞄准仪940的光轴位错，插入损失可以被减少。

此外，在光路开关元件950插入光纤瞄准仪910、920和光纤瞄准仪930、940之间的情况下，假使从光纤瞄准仪910、920输出的光束被光纤瞄准仪930、940接收，则通过减少从光纤瞄准仪910输出并被直角棱镜951反射两次的光束900a和光纤瞄准仪940的光轴的位错，并通过减少从光纤瞄准仪920输出并被直角棱镜952反射两次的光束900b和光纤瞄准仪930的光轴的位错，可以减少插入损失。

这里，假使光路开关元件950没有被设置在光路中，光纤瞄准仪910和光纤瞄准仪930的光轴的位错，或者光纤瞄准仪920和光纤瞄准仪940的光轴的位错可通过操纵并固定光纤瞄准仪910、920、930和940的位置和角度而被调整。但是，光束900a和光纤瞄准仪940或光束900b和光纤瞄准仪930的光轴的位错不能被调整，除非除了对光纤瞄准仪910、920、930和940进行位置调整以外，还对光路开关元件950的位置和角度进行调整。

也就是说，在光路开关元件950被插入光纤瞄准仪910、920和光纤瞄准仪930、940之间的情况下，光纤瞄准仪910、920所输出的光束通过光路开关元件950被光纤瞄准仪930、940接收。因此，相比较光路开关元件950从光纤瞄准仪910、920和光纤瞄准仪930、940之间拉出的情况，当进入光纤瞄准仪930、940时，其更难于减少光纤瞄准仪910、920输出的光束的损失。

本发明将结合附图11而被更详细地描述。相应地，直角棱镜951的角951a为90°，角951b为45°。直角棱镜951的角951a部分的脊线被设为Z轴，光纤瞄准仪910的光轴被设为X轴，绕X、Y和Z轴的旋转角分别被设为旋转角θ，φ和。

假使从光纤瞄准仪910输出并被直角棱镜951反射两次的光束900a沿旋转角φ的方向从光路开关元件950的设计角位错Δφ，那么光纤瞄准仪940的光轴940b就产生角位错。

此外，虽然没有描述，但假使光束900a从光路开关元件950的设计位置产生位错，或沿旋转方向θ或沿旋转方向从同样的设计角产生位错，那么光束900a就不会从光纤瞄准仪940的光轴940b处产生角位错，而是产生位置位错。

这里，至于从光纤瞄准仪910、920输出的光束的损失，当进入光纤瞄准仪930、940时，从光轴940b的光束900a和光轴940的角位错大于从光轴940b的光束900a和光纤瞄准仪940的位置位错。

例如，假使光束900a的直径为0.5mm，且可容许的耦合损耗为0.2dB，则光束900a与光纤瞄准仪940的光轴940b之间的角位错在实际测量中容许达到0.05mm，而光束900a和光纤瞄准仪940的光轴940b之间的位置位错仅容许为0.02°。

光束900a和光纤瞄准仪940的光轴940b之间的位置位错借助引导机构980或其它定位工具可被调整到0.01mm或更小。但是将光束900a和光纤瞄准仪940的光轴940b之间的角位错调整到0.02mm或更小，相比较将光束900a和光纤瞄准仪940的光轴940b之间的位置位错调整成0.01mm或更小更困难。

至于传统的光学开关900，为了使光束900a和光纤瞄准仪940的光轴940b之间的角位错为0.02mm或更小，被称作精确引导结构的机构被使用在引导机构980中，该机构被设置在具有多于两个固定引导面的引导元件和配置在多于两个固定引导面之间的滑块之间，并支撑光路开关元件950，以形成避开引导元件的空间。

但是，根据光学开关900，当接通或关闭光路时，存在着难以将光路开关元件950以高度的角精确性插入光路并减少插入损失的问题。

也就是说，精确的引导结构涉及下述问题，即要求固定引导面和滑块之间的间隙被设计并处理成0.001mm或更小，用以将光路开关元件的角位错调整为0.02°或更小，从而引起成本上升和耐力下降。此外，当滑块移动时，固定引导面和滑块表面被磨损，从而减小尺寸。简言之，两个固定引导表面和滑块之间的间隙被加宽，且产生机械游隙。机械游隙加大了光路开关元件的倾斜角，增大了光损失，并削弱了光学开关的性能。因而需要能够抵抗滑块的各种运动。

作为不同于滑块支承结构，如精确引导结构的一种结构，可以考虑使用轴承的滚柱轴承结构，但是由于轴承滚珠或支杆由于滑块的上万次运动而被磨损，因而保持光路开关元件的精度和滑块的角度为0.02°或更小就变得极为困难。

发明内容

因而，本发明的一个目的是提供一种光学器件，其与传统的器件相比可以减少插入损失。

为了解决上述问题，本发明的光学器件包括：

用于接收外部光束的光输入部件；

用于将光输入部件接收的光束输出到外部的光输出部件；

在光输入部件和光输出部件之间，设置在光路中的用于改变光束的光变化元件；

用于移动光变化元件的驱动部件；

通过元件移动装置引导光变化元件运动的运动引导元件；

用于生成磁场的磁场生成装置，该磁场生成装置设置在光变化元件压靠运动引导元件的位置，所述压靠是借助所生成磁场的磁力完成的。

通过这种结构，由于本发明的光学器件通过磁力将光变化元件压靠在引导元件上，光变化元件与设计的角位置间的位错相比较传统的光学器件可被控制得很小，从而插入损失被减少。此外，根据本发明的光学器件，有可能防止光变化元件由于外部振动而相对引导元件产生移动。

此外，根据本发明的光学器件，光变化元件的至少一部分是铁磁质，并且当该元件移动并位置改变时，其在磁场生成部件生成的磁场的磁力改变位置形成一凹槽。

通过这种结构，根据本发明的光学器件，由于光变化元件形成有凹槽，使得当光变化元件移动时，在光变化元件与引导元件之间减少摩擦力，这有可能减少光变化元件和引导元件的磨损，并长时间维持插入损失。此外，根据本发明的光学器件，由于凹槽被形成在光变化元件内，用以在光变化元件移动时，减少光变化元件与引导元件之间的摩擦，所以这有可能降低元件移动装置的光变化元件的驱动力并节约电力。

此外，根据本发明的光学器件，配置多个磁场生成装置。

通过这种结构，由于本发明的光学器件装有多个磁场生成装置，其磁性在外部环境中及随时间的推移有可能减少，其磁性的减少作为整体相较未分成多个部分的磁场生成装置而言可以被限制，且插入损失可被保持更长时间。顺便提及的是，假使在磁场生成装置彼此磁连接的位置上装有多个磁场生成装置，就有可能进一步限制在外部环境中及随时间的推移，每个磁场生成装置的磁性减少，并保持更长时间的插入损失。

此外，根据本发明的光学器件，磁场生成装置包括固定到光变化元件上的第一磁场生成装置和相对运动引导元件而配置在预定位置上的第二磁场生成装置。

通过这种结构，根据本发明的光学器件，即使光变化元件不能相对运动引导元件被元件移动装置预先设置，由于第一磁场生成装置和第二磁场生成装置之间生成的磁力，也有可能相对运动引导元件而设置光变化元件。

此外，根据本发明的光学器件，第一磁场生成装置和第二磁场生成装置被设置在这些位置上，即响应光变化元件运动的改变而改变所生成的磁场的磁力的位置。

通过这种结构，根据本发明的光学器件，由于第一磁场生成装置和第二磁场生成装置被设置，从而当光变化元件移动时，减少光变化元件和引导元件之间的摩擦，所以这有可能降低光变化元件和引导元件之间的磨损，并更长时间地维持插入损失。此外，根据本发明的光学器件，由于第一磁场生成装置和第二磁场生成装置被设置，从而当光变化元件移动时，减少光变化元件和引导元件之间的摩擦，所以这有可能降低元件移动装置的光变化元件的驱动力并节约电力。

附图简介

图1是根据本发明第一实施例的光学开关的横截面视图；

图2是图1所示光学开关的顶视图；

图3是图1所示光学开关的部件的透视图；

图4是根据本发明第二实施例的光学开关的部分横截面视图；

图5是图4的光学开关的部分横截面视图，但是在另一种情况下；

图6是本发明第二实施例的光学开关的部分横截面视图，但是是在不同于图4和5所示例子的情况下；

图7是根据本发明第三实施例的光学开关的部分横截面视图；

图8是本发明第三实施例的光学开关的部分横截面视图，但是是在不同于图7所示例子的情况下；

图9是根据本发明第四实施例的光学开关的部分横截面视图；

图10是传统光学开关的透视图；

图11是图10所示传统光学开关的部分透视图。

具体实施方式

下面将结合附图对实施例进行说明。

(第一实施例)

首先描述光学器件第一实施例的结构。

如图1至图3所示，用作本发明实施例的光学器件的光学开关100是具有两个输入和两个输出的2×2光学开关，其具有光纤111、121和透镜112、122以形成输入端口110a、120a，并具有光纤瞄准仪110、120以使通过的光束成为平行，以及具有光纤131、141和透镜132、142以形成输出端口130a、140a，并具有光纤瞄准仪130、140以使通过的光束成为平行。

这里，光纤瞄准仪110、120构成用于接收光学开关100外部光束的光输入部件，而光纤瞄准仪130、140构成用于将光纤瞄准仪110，120所接收的光束从内部输出到光学开关100外部的光输出部件。

所述光学开关100由如下元件构成：光路开关元件150，该光路开关元件由直角棱镜151，152组成用作反射棱镜，由铁磁质如铁制成的粘接和固定光路开关元件150的滑块160，和轴171，并装有螺线管致动器170用作元件移动装置，以沿箭头150a，150b所示方向移动光路开关元件150和滑块170，用于连接滑块160的轴171和螺线管致动器170的杆172，以及用作运动引导元件的引导机构180，以借助螺线管致动器170引导光路开关元件150和滑块160的运动。

在此，光路开关元件150和滑块160被设置在光纤瞄准仪110、120和光纤瞄准仪130、140之间的光路中，构成用于改变光束的光变化元件。

此外，螺线管致动器170在光纤瞄准仪110，120和光纤瞄准仪130，140之间插入光路开关元件150的位置(下文中称作第一位置)以及光纤瞄准仪110，120和光纤瞄准仪130，140之间拉出光路开关元件150的位置之间移动光路开关元件150。

顺便提及，引导机构180具有引导元件181和引导元件182。引导元件181成形有一固定引导面181a，该引导面是平的，用于接触滑块160和凹槽181b。引导元件181具有磁铁190，用作磁场生成装置，该装置由于所生成磁场的磁力而在滑块160压靠到引导元件181的位置上被固定。

在此，磁铁190相对引导元件181的固定引导面181a，设置在与滑块160相对的凹槽181b内，从而即使当引导元件181在固定引导表181a上接触滑块160时，磁铁190也不接触滑块160。

当光路开关元件150和滑块160位于第一位置时，通过调节位置和角度，光纤瞄准仪110、120、130和140被粘接并固定到引导机构180的引导元件181和182上。

下面，作为具体的光学器件的操作将被提及。

滑块160借助嵌在引导机构180的引导元件181内的磁铁190所生成的磁力而被吸附到磁铁190上，并压靠引导元件181。

给定一来自控制器的电信号(未显示)，螺线管致动器170响应该给定电信号沿箭头150b所示方向移动轴171，从而借助杆172移动连接到轴171上的滑块160和光路开关元件150，直至箭头150b所示的第一位置。由于在此滑块160被磁铁190压靠在引导元件181上，所以滑块160和光路开关元件150沿引导元件181的引导表面181a移动。

当光路开关元件150位于图2中虚线所示的第一位置时，如果光通过光纤瞄准仪110的输入端口110a进入光纤111，它在光纤111内被传输并从其中传出，随后所述光束进入透镜112。进入透镜112中的光束在其内通过，且大体上变得平行，并从透镜112传出，其后，该光束被直角棱镜151反射两次后进入光纤瞄准仪140的透镜142中。进入透镜142中的光束在其中通过，聚集并从中传出。随后，光束进入光纤141，其内的光束通过光纤141传递，并经输出端口140a从光纤141输出。

此外，当光束经光纤瞄准仪120的输入端口120a进入光纤121时，它在光纤121内传递并从其中传出，随后进入透镜122。透镜122内的光束在其内通过，且大体上变得平行，并从透镜122传出，其后，该光束被直角棱镜152反射两次后进入光纤瞄准仪130的透镜132中。进入透镜132的光束在其中通过，聚集并从中传出。随后，光束进入光纤131，其内的光束通过光纤131传递，并经输出端口130a从光纤131输出。

给定一来自控制器的电信号(未显示)，螺线管致动器170响应该给定电信号沿箭头150a所示方向移动轴171，从而借助杆172移动连接到轴171上的滑块160和光路开关元件150，直至沿箭头150a所示方向大于光路开关元件150高度的一距离而到达第二位置。由于在此滑块160被磁铁190压靠引导元件180上，所以滑块160和光路开关元件150沿引导构件181的固定引导表面181a移动。

当光路开关元件150位于第二位置时，如果光束通过光纤瞄准仪110的输入端口110a进入光纤111，它在光纤111内被传输并从其中传出，随后所述光束进入透镜112。进入透镜112中的光束在其内通过，且大体上变得平行，并从透镜112传出，其后，该光束直接进入光纤瞄准仪130的透镜132中。进入透镜132的光束在其中通过，聚集并从中传出。随后，光束进入光纤131，其内的光束通过光纤131传递，并经输出端口130a从光纤131输出。

此外，当光束经光纤瞄准仪120的输入端口120a进入光纤121时，它在光纤121内传递并从其中传出，随后该光束进入透镜122。透镜122内的光束在其内通过，且大体上变得平行，并从透镜122传出，其后，该光束直接进入光纤瞄准仪140的透镜142中。进入透镜142的光束在其中通过，聚集并从中传出。随后，该光束进入光纤141，其内的光束通过光纤141传递，并经输出端口140a从光纤141输出。

也就是说，在将光路开关元件150在光纤瞄准仪110、120和光纤瞄准仪130、140之间的位置插入或抽出情况下，光学开关100可以接通或关闭光路，使得光纤瞄准仪110和光纤瞄准仪120输出的光束分别被光纤瞄准仪130和光纤瞄准仪140接收，或使得光纤瞄准仪110和光纤瞄准仪120输出的光束分别被光纤瞄准仪140和光纤瞄准仪130接收。

如上所述，由于滑块160被磁铁190压靠在引导元件181上，因而相比较传统的光学开关，光学开关100可以准确地确定滑块160相对引导构件180的位置，及光路开关元件150在箭头160a所示方向的位置，还有箭头160b所示方向的角度，从而减少插入损失。

此外，由于滑块160被磁铁190压靠在引导元件181上，因而光学开关100能防止滑块160和光路开关元件150因外部振动而产生的移动，并防止光纤瞄准仪110，120输出的光束扩散到光路开关元件150。

此外，由于即使当引导元件181在固定引导面181a上接触滑块160时，磁铁190也不接触滑块160，因此光学开关元件100能够阻止由于磁铁190的磨损而产生的磁性粒子，并避免由于磁性粒子的产生而出现特征的变化。顺便提及，可以在滑块160和磁铁190之间插入耐磨非磁性材料，如易于处理的被加工成光滑的玻璃板。

如果引导元件181由诸如硬质不锈钢板、含氧化铝的陶瓷、或石英玻璃构成，则具有固定引导面181a的部分可具有耐磨特性。此外，如果引导元件181由诸如碳钢的钢材料构成，且具有固定引导面的部分进行耐磨表面处理，类似钻石或石墨，则具有固定引导面181a的部分具有耐磨特性。如果形成引导元件181的固定引导面181a的部分具有耐磨特性，那么光学开关100能够防止由于形成引导元件181的固定引导面181a的部分上的磨损而引起的插入损失。

顺便提及，磁铁190可以是烧结磁铁，如铁氧体、SmCo或NdFeB、塑性磁铁、粘接磁铁或其内揉和有上述材料的橡胶磁铁。

(第二实施例)

首先描述第二实施例的光学器件的结构。

如图4和5所示，用作光学器件的光学开关100(参见图1)装有滑块260，作为光变化元件以代替第一实施例的滑块160(如图1)，并装有磁铁291、292、293、294、295和296作为磁场生成装置以代替第一实施例(参见图1)中的磁铁190。

滑块260为铁磁性物质并在面对磁铁291、292、293、294、295和296的位置上具有一切口(凹槽)260a。

实施例中所述带有磁力线290的磁铁291、292、293、294、295和296具有在上述磁铁彼此磁连接的位置磁化的多个磁极。即使假设每个磁铁被看作单独的并且彼此间没有或仅有极弱的磁连接，由于每个磁铁的磁力产生的吸力是变化的，因而可以获得同样的效果。

下面将描述具体举例的光学器件的操作。

由于光学开关100装有具有多个磁化磁极的磁铁291、292、293、294、295和296，相比较所生成磁力等于磁铁291、292、293、294、295和296的总磁力的单个磁铁而言，光学开关100能够相对外部环境如高温或随时间推移，限制磁铁291、292、293、294、295和296总磁力的减少，并可以长时间维持插入损失。

此外，由于光学开关100装有具有在磁铁彼此磁力相连的位置磁化的多个磁极的磁铁291、292、293、294、295和296，光学开关100能够相对外部环境如高温或随时间推移，限制磁铁291、292、293、294、295和296的总磁力的减少，并可以长时间维持插入损失。

磁铁291、292、293、294、295和296吸附滑块260的磁力强度由上述磁铁所生成的磁场强度和滑块260的磁性决定。磁铁291、292、293、294、295和296所生成的磁场强度由上述磁铁所固有的材料特性及滑块260和磁极的重叠面积决定。

磁力线从N极进入相近的S极，同时磁力线从S极进入相近的N极，如果由铁磁物质制成的滑块260位于磁极附近，那么磁力线穿过滑块260内部。但是，在滑块260形成切口的部分上，滑块在磁极附近不出现，磁力线不穿过滑块260内部。

因此，滑块260形成切口260a的部分和磁铁磁极的重叠面积越大，则用于吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度就越小，而滑块260形成切口260a的部分和磁铁磁极的重叠面积越小，则用于吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度就越大。

为了简单描述起见，如果磁铁291、292、293、294、295和296沿图4和图5中的深度轴线方向具有相同的磁极结构，则箭头150a和150b所示方向的磁极宽度与滑块260和磁极的重叠面积成比例。

假使切口260a的宽度、N极宽度、S极宽度及N和S极之间的宽度分别为W、W1、W2和W3，且W＝W1+W2+W3，W1＝W2＝W3，那么磁极的宽度或与切口260a重叠的磁极间的宽度通过移动滑块260而变化，且吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度也被改变。

相比较这种情况，即切口260a在磁铁296侧上的边缘260b的位置与磁铁296在磁铁295侧上的边缘260a的位置(即滑块260位于第二位置)相对，当滑块260沿箭头150b所示方向移动，并与图4所示磁铁295在磁铁296侧的边缘295a的位置相对时(即滑块260位于第一和第二位置之间)，吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度减小。

此外，当滑块260沿箭头150b所示方向移动，且切口260a的边缘260b的位置与图5所示磁铁295在磁铁294侧上的边缘295b的位置相对时(即滑块在第一位置)，吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度再次增加，并等于切口260a在磁铁296侧的边缘位置时的情况。

也就是说，滑块260在磁铁291、292、293、294、295和296生成的磁场的磁力变化位置成形有切口260a，以响应螺线管致动器170的运动(参见图1)。

如上所述，当滑块260位于第一位置时，由于吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度相比较滑块260位于第一和第二位置之间时的磁力强度大，所以光学开关100稳定地将光路开关元件150(参见图1)固定到引导机构180上，且光纤瞄准仪110、120输出的光束通过光路开关元件150被光纤瞄准仪140、130接收。

此外，当滑块260位于第二位置时，由于吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度相比较滑块260位于第一和第二位置之间时的磁力强度大，所以光学开关100能够防止滑块160和光学开关元件150产生由于外部振动而相对引导机构180的移动，并防止光纤瞄准仪110、120输出的光束扩散到光路开关元件150中。

此外，当滑块260移动到第一和第二位置之间时，由于吸附滑块260的磁铁291、292、293、294、295和296的磁力强度相比较滑块260位于第一或第二位置时的磁力强度小，并且滑块260和引导机构180之间的摩擦被减小，所以光学开关100能够降低滑块260和引导机构180的磨损，并长时间维持插入损失。

此外，当滑块260在第一和第二位置之间移动时，由于相比较滑块260位于第一和第二位置之间的情况，光学开关100降低了滑块260和引导机构180的磨损，因而能够降低螺线管致动器170对滑块160和光学开关元件150的驱动力，并节省电力。

顺便提及，如图6所示，如果磁铁391、392、393和394的位置和滑块360的切口360a、360b和360c的位置被分为多于两个，由于光学开关100能够减少滑块360和引导元件181之间的接触面积，并减少滑块360和引导元件181之间的摩擦，那么由于接触面的磨损而产生的角变化可被限制，且插入损失可被维持更长时间。

(第三实施例)

首先描述第三实施例的光学器件的结构。

如图7所示，作为具体化的光学器件的光学开关100(参见图1)，装有滑块460，以作为光变化元件代替第一实施例中的滑块160(参见图1)，所述光学开关装有磁铁491和492。

嵌入固定在滑块460内的磁铁491构成第一磁场生成装置，固定在引导机构180的引导元件181(图1)的预定位置上的磁铁492构成第二磁场生成装置。

此外，当滑块460位于第一位置时，磁铁491和492被设置在磁铁491的S极和磁铁492的N极彼此磁力相吸的位置。

下面描述该实施例中的光学器件的操作。

当滑块460位于第一位置时，由于磁铁491的S极和磁铁492的N极彼力磁力相吸，滑块460被磁铁491，492压靠在引导元件181上。

因此，光学开关100能够保持滑块460和光路开关元件150相对引导机构180(图1)的角精度。

图7示出了磁铁491的S极与磁铁492的N极彼此磁力相吸的情况。如图8所示，磁铁491的磁极被倒转，磁铁491的N极与磁铁492的N极设置成彼此排斥，当滑块460位于第一位置时，滑块460被磁铁491和492压靠在引导元件182上，因而光学开关100能够保持滑块460和光路开关元件150相对引导机构180的角精度。

如上所述，即使螺线管致动器170不能将滑块460预设到引导机构180上，光学开关100也能将滑块460预先设置到引导机构180上。

顺便提及，磁铁491和492可以是电磁铁，也可以是永磁铁。如果磁铁491和492是电磁铁，流经磁铁491和492的电流的方向和强度可以被调整以使磁铁491，492彼此吸引或排斥。

(第四实施例)

首先描述第四实施例的光学器件的结构。

如图9所示，作为具体光学器件的光学开关100(参见图1)装有滑块560，用作光变化元件以代替第一实施例(参见图1)中的滑块160，其还装有磁铁591，592以代替磁铁190(图1)。

磁铁591嵌入固定在滑块560中，构成第一磁场生成装置，磁铁592固定在引导构件180(图1)的引导元件181的预定位置，构成第二磁场生成装置。

此外，磁铁591具有如图所示的SN磁极模式，且磁铁592具有如图所示的NSN磁极模式，当滑块560如图所示相对引导元件181位于第一位置时，磁铁591的S极与磁铁592的N极彼此磁力相吸，而磁铁591的N极与磁铁592的S极彼此磁力相吸，且当滑块560相对引导元件181位于第二位置时，磁铁591的S极与磁铁592的极彼此电磁排斥，而磁铁591的N极与磁铁592的N极彼此电磁排斥。

也就是说，磁铁591和磁铁592被设置，使得磁场生成的磁力根据滑块560随螺线管致动器170的运动而变化(图1)。

下面描述具体化的光学器件的操作。

当滑块560被螺线管致动器170移动到第一位置时，由于磁铁591和磁铁592如上所述彼此磁力相吸，滑块560被磁铁591和磁铁592压靠在引导元件181上。因而，光学开关100能够保持滑块560和光路开关元件150(图1)相对引导机构180的角精度。

此外，当滑块560被螺线管致动器170移动到第二位置时，由于磁铁591和磁铁592如上所述彼此磁力相斥，滑块560被磁铁591和磁铁592从引导元件181上分离。因此，当滑块560移动到第一和第二位置之间时，光学开关100可以减小滑块560和引导机构180之间的摩擦，并因此减少滑块560和引导机构180的磨损，并因而可以保持插入损失更长时间。此外，当滑块560在第一和第二位置之间移动时，由于光学开关100能够减小滑块560和引导机构180之间的摩擦，并降低螺线管致动器170对滑块560的驱动力，因此可以节约电力。

顺便提及，在上述各实施例中，直角棱镜151和152被作为光路开关元件150的例子，但是本发明不仅可以使用直角棱镜，而且可以使用平面镜、其它镜子或具有在光纤两端配置的瞄准仪透镜的纤维镜，或液晶与多折射材料的合成。

顺便提及，在上述实施例中，光学开关100被作为用于接通或关闭光路的光学器件，但是根根据本发明，光学器件可以是其它形式，如用于改变输出光能、波长或脉冲宽度的可变光衰减器。

在上述实施例中，光路开关元件150被作为用于接通或关闭光路的光变化元件，但是根根据本发明，其它的光学元件如光闸也是可以用的。

在上述实施例中，光变化元件线性移动，但是根据本发明，光变化元件可以完成类似的旋转运动。例如，对于圆盘或摆臂的旋转运动，如果圆盘或摆臂被压靠在运动引导元件上，圆盘或摆臂的角精确度可被保持。此外，假使球元件沿形成在元件(下文称作“杯元件”)上的杯型球面(下文称作“杯面”)运动，所述球元件可被磁性压靠到杯元件上。因此，球元件的角精确度可沿杯面被保持。

在第三和第四实施例中，电磁石可用作与滑块一体移动的磁场生成装置。

如上所述，根据本发明，可以提供光学器件，其相比较传统光学器件，能够减少插入损失。

Claims (5)

1、一种光学器件，包括

光输入装置，通过该装置光束从外部被输入；

光输出装置，通过该装置从光输入装置输入的光束被输出到外部；

光变化元件，其配置在位于光输入装置和光输出装置之间的光路中；

驱动装置，用于移动光变化元件；

运动引导元件，用于引导由驱动装置导致的光变化元件的运动；

磁场生成装置，用于生成磁场；

其特征在于：所述光变化元件借助磁场生成的磁力压靠接触所述运动引导元件。

2、如权利要求1所述的光学器件，其特征在于：所述光变化元件的至少一部分装有铁磁质，且形成有凹槽，从而当所述光变化元件移动时，磁场生成装置所生成的磁场的磁力发生变化。

3、如权利要求1所述的光学器件，其特征在于：设置多个磁场生成装置。

4、如权利要求1所述的光学器件，其特征在于：所述磁场生成装置包括固定到光变化元件上的第一磁场生成装置和相对所述运动引导元件在预定位置上设置的第二磁场生成装置。

5、如权利要求4所述的光学器件，其特征在于：所述第一磁场生成装置和所述第二磁场生成装置被设置，使得它们根据光变化元件的运动而改变所生成磁场的磁力。

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