CN202093206U - 一种n×n光开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种N×N光开关，包括：N个五角棱镜、承载部件、带动承载部件及五角棱镜移动的电机、限位部件以及N个入射准直器和N个接收准直器；所述五角棱镜放置于承载部件上，其各棱面构成将入射光进行水平90°反射输出的夹角；所述接收准直器与入射准直器呈水平90°夹角放置；所述电机为可精确控制的电机，如步进电机或者伺服电机等。本实用新型公开的是一种自由空间结构的光开关，结构简单可靠；通过电机带动部件来实现五角棱镜的位置切换最终使得不同的光路的形成，其切换速度仅受到电机运行速度的限制，一般可以达到ms量级，甚至更快。

Description

一种N×N光开关

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯领域，尤其涉及光开关器件领域。 

背景技术

在光纤网络系统中，信息的传递是通过光信号在光纤中的传输来实现。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是将不同线路的光切换到指定的线路中。常规的信号分配方法是通过光电/电光的双向转换来实现。但是，在高速光信号传递的过程中，光电/电光的转换往往成为速度瓶颈。并且对于多通道的光信息传递，光电/电光的转换是极为困难的，需要很多的预处理工作。因此，尽管电信号在金属导线中传输时可以非常容易地实现连接，而光信号要从输入光纤进入输出光纤必须要有非常精确的藕合，否则光强的损失将非常严重。所以，我们仍然倾向于实现光信号的直接切换传输。

系统对光开关的要求首先是开关时间、外形尺寸(体积小、通道数多)，其次是串音、消光比、驱动功率、回损、偏振相关损耗。全光网的兴起，需要大量速度快、规模化阵列光开关，在技术指标上要求器件具有更高的工作速度、低损耗、和长寿命，小体积，要求更高的集成度。根据工作原理和所用材料，光开关可分为机械式和非机械式两大类。目前的大容量的光开关都是由许多个体积很大1XN的光开关级联成为NXN，较为有发展前途的基于硅微机械技术的光开关(MOEMS)虽然也有许多的成功产品，但由于难以降低藕合损耗而难有大的进展。 

发明内容

为克服上述问题，本实用新型提出一种结构简单可靠的N×N光开关结构。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：一种N×N光开关，包括：N个五角棱镜、承载部件、带动承载部件及五角棱镜移动的电机、限位部件以及N个入射准直器和N个接收准直器；所述五角棱镜放置于承载部件上，其各棱面构成将入射光进行水平90°反射输出的夹角；所述接收准直器与入射准直器呈水平90°夹角放置；所述电机为可精确控制的电机，如步进电机或者伺服电机。

进一步的，所述限位部件为带光栏的PD检测器，或限位轴承对，或定位杆，或者三者的任意组合。

进一步的，所述承载部件包括金属带或者橡胶皮带；五角棱镜放置于金属带上或者橡胶皮带上；在橡胶皮带上还可以加一硬质滑板，作为支撑五角棱镜的平台。

进一步的，金属带或者橡胶皮带仅用于传动的部分切削为细带，以减小转动惯量。

进一步的，所述承载部件包括金属带，或者橡胶皮带和硬质板组合方式，五角棱镜放置于硬质板上；也可以是包括微型小车、牵引线和高精度硬值质平面，五角棱镜放置于微型小车上，牵引线牵引微型小车在高精度硬值质平面上移动的方式。

进一步的，所述五角棱镜上表面装有微型磁铁，以消除五角棱镜与接触面的缝隙；也可以采用其他加固方式，消除五角棱镜与接触面的缝隙。

进一步的，多个入射准直器或者多个接收准直器并排使用时，其放置方式可以是均匀放置，可以是非均匀放置。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种N×N光开关是一种自由空间结构的光开关，结构简单可靠；通过电机带动部件来实现五角棱镜的位置切换最终使得不同的光路的形成，其切换速度仅受到电机运行速度的限制，一般可以达到ms量级，甚至更快。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的正面及侧面示意图；

图2为本实用新型实施例二的局部示意图；

图3为本实用新型实施例三的局部示意图。

标号说明：1五角棱镜；2电机；3入射准直器；4接收准直器；5硬质滑板；6金属带或橡胶皮带；7限位轴承对；8定位杆；9 PD检测器；10微型小车；11牵引线；12高精度硬值质平面；13微型磁铁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，为本实用新型的一种N×N光开关的实施例一，包括：N个五角棱镜1、承载部件5,6、带动承载部件5,6及五角棱镜1移动的电机2、限位部件以及N个入射准直器3和N个接收准直器4；所述五角棱镜1放置于承载部件上，其各棱面构成将入射光进行水平90°反射输出的夹角；所述接收准直器4与入射准直器3呈水平90°夹角放置；所述电机2为可精确控制的电机，如步进电机或者伺服电机等。承载部件包括金属带或者是橡胶皮带6和硬质滑板5组合，五角棱镜1放置于硬质滑板5上。限位部件包括带光栏的PD检测器9，或是限位轴承对7，或定位杆8，或者是三者的任意组合。电机2及橡胶皮带6控制切换五角棱镜1处于不同的位置，对入射准直器3准直后出来的光进行90°的反射，后由接收准直器进行接收，通过电机2控制五角棱镜1的位置变换，从而实现光开关的切换。

如图2所示为本实用新型的实施例二局部示意图，承载五角棱镜1的另一种方式，包括微型小车10，牵引线11及高精度硬值质平面12；五角棱镜1放置于微型小车10上，由电机2控制牵引线11牵引微型小车10移动，从而控制五角棱镜1的位置变换，实现光开关的切换。

如图3所示为本实用新型的实施例三局部示意图，为了保证移动停止后五角棱镜1跟接触面的无缝结合，可以在五角棱镜1上加装微型磁铁13来实现，也可以通过其他固定方式来实现。如图3所示，承载五角棱镜1的平面为铁质平面或者在其下设一铁块，微型磁铁13设于五角棱镜1上，通过磁力吸引作用，保证了五角棱镜1跟接触面的无缝结合。

在与电机2相关联的结构上放置五角棱镜1，光信号通过单光纤准直器成为准直光束后通过五角棱镜1反射后耦合到输出光纤准直器中。通过电机2的运动来切换准直光束通过五角棱镜1的位置使得准直光束耦合到不同的输出光纤准直器中，以实现N×N光开关的功能。如此，其切换速度仅受到电机运行速度的限制，一般可以达到ms量级，甚至更快。 

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种N×N光开关，其特征在于，包括：N个五角棱镜、承载部件、带动承载部件及五角棱镜移动的电机、限位部件以及N个入射准直器和N个接收准直器；所述五角棱镜放置于承载部件上，其各棱面构成将入射光进行水平90°反射输出的夹角；所述接收准直器与入射准直器呈水平90°夹角放置；所述电机为可精确控制的电机。

2.如权利要求1所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述限位部件为带光栏的PD检测器，或限位轴承对，或定位杆，或者三者的任意组合。

3.如权利要求1所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述可精确控制的电机为步进电机或者伺服电机。

4.如权利要求1所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述承载部件包括金属带或者橡胶皮带；五角棱镜放置于金属带上或者橡胶皮带上。

5.如权利要求4所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述承载部件还包括支撑五角棱镜的硬质滑板。

6.如权利要求4所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述金属带或者橡胶皮带仅用于传动的部分切削为细带。

7.如权利要求1所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述承载部件包括微型小车、牵引线和高精度硬值质平面；五角棱镜放置于微型小车上，牵引线牵引微型小车在高精度硬值质平面上移动。

8.如权利要求1或7所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述五角棱镜上表面装有微型磁铁。

9.如权利要求1或7所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述入射准直器并排使用且均匀放置，或者非均匀放置。

10.如权利要求1或7所述的一种N×N光开关，其特征在于：所述接收准直器并排使用且均匀放置，或者非均匀放置。

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