CN203117460U - 一种1x2机械式光开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种1X2机械式光开关，继电器嵌装于底盒长方体内腔底部，引脚从底盒的引脚孔伸出。底盒相对的两个侧面的堵头孔分别固定安装单双芯光准直器，二者中轴线重合。铰接于继电器的摆动片后端处于线圈上方、前端固定悬梁臂，悬梁臂前端固装楔角棱镜。楔角棱镜处于二准直器光路下方，二准直器光路直通。继电器通电摆动片摆动片抬高悬梁臂前端的楔角棱镜切入光准直器光路，单芯光准直器的输出光在楔角棱镜的斜面入射，折射后从直角面出射、进入双芯光准直器的另一个输入端口，实现光路切换。光准直器插入堵头孔外固接的堵头管、固定。底盒有盖板、且各缝隙金属化密封，盒内充氮。本开关结构简单，损耗低，装调方便，精度高，寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电子器件技术领域，具体为一种1X2机械式光开关。
背景技术
光开关是一种实现光信号通断、光路改变的光无源器件，是实现光通信网络信号交换的基础器件之一，也是实现全光网络中核心部件之一。目前光开关技术相对成熟，各类产品被广泛应用于光路切换、系统监测、光环路保护切换试验、光纤传感系统、光器件测试、光分/插复用（OADM）、时分复用（TDM）、波分复用（WDM）等场合。光开关具有广阔的市场前景，是最具发展潜力的光无源器件之一。
现有的多数光开关基本上都是继电器和电机结构的机械式光开关，即采用2台光纤准直器相互对准、实现输入端与输出端光的耦合，通过控制继电器或电机移动光学元件，如改变棱镜、或反射镜等光学元件的位置，使光束改变方向，从而实现光路的切换。
目前的1×2和2×2机械式光开关主要是采用粘胶工艺技术，装调不方便，密封性较差，因此其中的光学晶体镀膜层容易被氧化或污染，不仅影响光开关的工作寿命，也使光开关的工作温度局限在-20℃～+70℃，且光路插入损耗变化超过0.2dB。
现已出现了金属化封装的机械式光开关，但结构较复杂、零件多、光学元件实现光路转换较为复杂、光路调节非常耗费时间、装配和焊接工艺复杂，生产工艺复杂导致生产效率低，生产中的废品次品较多、不利于产品的大批量生产。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种1X2机械式光开关，其继电器嵌于长方体底盒内，单芯光准直器和双芯光准直器分别固定于底盒的两个相对的侧面， 悬梁臂后端固定于继电器摆动片、前端固定安装楔角棱镜，初始状态输入光经单芯光准直器直接进入双芯光准直器的一个输入端口，当继电器通电时楔角棱镜被继电器摆动片抬高，输入光经单芯光准直器通过楔角棱镜折射进入双芯光准直器的另一个输出端口。
本实用新型设计的一种1X2机械式光开关，包括光准直器、棱镜和继电器，底盒有长方体的内腔，继电器嵌装于底盒内腔底部，底盒的底部有引脚孔，继电器的引脚从底盒的引脚孔伸出，连接驱动电线。底盒相对的两个侧面各有堵头孔，分别固定安装单芯光准直器和双芯光准直器，单芯光准直器和双芯光准直器的中轴线相重合，继电器上有铰接于其表面的摆动片，摆动片后端处于继电器线圈上方，前端固定悬梁臂，悬梁臂的中心线与安装单芯光准直器、双芯光准直器的底盒相对的侧面平行，悬梁臂前端固定安装楔角棱镜。初始状态，即继电器未通电的状态，悬梁臂前端的楔角棱镜处于单芯光准直器和双芯光准直器的中轴线之下，单芯光准直器的光路与双芯光准直器的一个光路相互正对，输入光经单芯光准直器直接进入双芯准直器的与之相对的光路。当继电器通电时，摆动片后端被继电器线圈吸引向下移动、前端摆动，继电器摆动片前端带动悬梁臂抬高、悬梁臂前端的楔角棱镜切入单芯光准直器的光路。楔角棱镜的斜角面与单芯光准直器的光路相对，楔角棱镜的一个直角面与安装单芯光准直器、双芯光准直器的底盒相对的侧面平行。单芯光准直器的输出光在楔角棱镜的斜面入射，折射后从楔角棱镜的直角面出射、进入双芯光准直器的另一个光路，实现光路的切换。当继电器断电后，其线圈产生吸力消失，摆动片返回原状，其前端下降带动悬梁臂前端的楔角棱镜切出单芯光准直器输出的光路，恢复初始状态。
所述楔角棱镜的楔角为30°～60°。
为了便于安装光准直器，底盒两个堵头孔在侧面外各固定连接堵头管，2个堵头管的中心线成一直线，且该直线与安装堵头管的底盒侧面垂直。单芯光准直器和双芯光准直器分别插入一个堵头管，当光路调节完成后，单芯光准直器和双芯光准直器焊接固定于堵头管内。
在堵头管外套装套筒，套筒尾端接有直径小于套筒的橡胶尾套，以保护光准直器的光纤输入输出端口。
楔角棱镜的斜角面和一个直角面有增透镀膜层，该直角面是与双芯光准直器的输入端口相对的直角面。
盖板与底盒长方体的内腔相配合，盖板密封固定于底盒内腔上方。
盖板与底盒之间的缝隙为金属化密封，同时底盒底面的引脚孔也为金属化密封。为保护底盒内的金属部件和光学晶体棱镜的镀膜层不被污染和氧化，金属化密封的底盒内充有氮气。盖板与底盒封装是在真空箱里进行，盖板与底盒封装前，先将底盒内腔抽成真空，然后再充氮气，最后在真空箱里进行金属化封装，完成整个真空充氮封装过程只需3～4分钟。
本1×2机械式光开关可转换成为1×1机械式光开关，挡光片替换所述悬梁臂前端的楔角棱镜，单芯光准直器替换双芯光准直器，初始状态，悬梁臂前端的挡光片处于单芯光准直器和另一单芯光准直器的中轴线之下，2个单芯光准直器的光路直接相通；继电器通电时，悬梁臂前端的挡光片切入2个单芯光准直器的光路当中，光路断开。
与现有技术相比，本实用新型一种1×2机械式光开关的优点为：1、只有一个楔角棱镜，电磁驱动，结构简单，装调方便，光路无反射（反射变化对光路插入损耗的影响相当于折射的10倍），光学指标稳定，体积小；2、本开关光信号切换时间仅3～5ms,插入损耗直通（不经过楔角棱镜）仅为0.3dB,插入损耗折射(经过楔角棱镜)仅为0.4dB，重复性为±0.01,串音大于60dB，回波损耗大于60dB,使用寿命达100百万次；3、密封性能好，真空充氮保证精密度高和使用寿命，并保证了在-40℃～+80℃的环境条件下工作，光学插入损耗指标变化不超过0.2dB；4、适用于系统的集成化，可用于光纤通信网络系统、光纤线路保护监控系统、光纤测量系统以及光纤传感系统中光信号的交换；5、使用现有零部件，加工生产效率高，生产成本低，适合于批量化生产。
附图说明
图1为本1×2机械式光开关实施例1的装配结构示意图。
图2为本1×2机械式光开关实施例1继电器不通电时的直通光路图。
图3为本1×2机械式光开关实施例1继电器通电时经楔角棱镜折射的光 路图。
图4为本1×2机械式光开关实施例2转换成为1×1机械式光开关的光路断开的示意图。
图中标号为：1、底盒，2、继电器，3、摆动片，4、堵头管，5、双芯光准直器，6、楔角棱镜，7、单芯光准直器，8、悬梁臂，9、挡光片；P1、单芯光准直器的光路，P2和P3、双芯光准直器的2个光路，P4、实施例2中另一个单芯光准直器的光路。
具体实施方式
下面结合附图对本1×2机械式光开关实施例作进一步说明。
实施例1
如图1所示，本1X2机械式光开关实施例，底盒1有长方体的内腔，继电器2嵌装于底盒1内腔底部，底盒1的底部有引脚孔，继电器2的引脚从底盒1的引脚孔伸出，连接驱动电线。底盒1相对的两个侧面上各有一堵头孔，两个堵头孔在侧面外各固定连接堵头管4，2个堵头管4的中心线成一直线，且该直线与安装堵头管4的底盒1侧面垂直。单芯光准直器7和双芯光准直器5分别插入一个堵头管4，二者的中轴线相重合，调节完成后，单芯光准直器7和双芯光准直器5焊接固定于堵头管4内。
继电器2上有铰接于其表面的摆动片3，摆动片3后端处于继电器2线圈上方，前端固定悬梁臂8，悬梁臂8的中心线与安装单芯光准直器7、双芯光准直器5的底盒1相对的侧面平行，悬梁臂8前端固定安装楔角棱镜6。本例楔角棱镜的楔角为45°。初始状态，即继电器2未通电的状态，悬梁臂8前端的楔角棱镜6处于单芯光准直器7和双芯光准直器5的中轴线之下，单芯光准直器7的光路P1与双芯光准直器5的一个光路P2相互正对，输入光经单芯光准直器7的光路P1直接进入双芯光准直器5与之正对的光路P2，如图2所示。当继电器2通电时，摆动片3后端被继电器2线圈吸引向下移动、前端摆动，继电器2摆动片3前端带动悬梁臂8抬高、悬梁臂8前端的楔角棱镜6切入单芯光准直器7输出的光路。楔角棱镜6的斜角面与单芯光准直器7的光路P1相对，楔角棱镜6的一个直角面与安装单芯光准直器7、 双芯光准直器5的底盒1相对的侧面平行。单芯光准直器7的输出光在楔角棱镜6的斜面入射，折射后从楔角棱镜6的直角面出射、进入双芯光准直器5的另一个光路P3，实现光路的切换，如图3所示。
堵头管4外套装套筒，套筒尾端接有直径小于套筒的橡胶尾套。
本例楔角棱镜6的斜角面和一个直角面有增透镀膜层，该直角面是与双芯光准直器5的输入端口相对的直角面。
盖板与底盒1长方体的内腔相配合，盖板密封固定于底盒内腔上，盖板与底盒1之间的缝隙为金属化密封，同时底盒1底面的引脚孔也为金属化密封。
金属化密封的底盒1内充氮气。
实施例2
本例1×2机械式光开关转换成为1×1机械式光开关。本例悬梁臂8前端的楔角棱镜6替换为挡光片9，双芯光准直器替换为单芯光准直器，其它结构与实施例相同。初始状态，悬梁臂8前端的挡光片9处于单芯光准直器7和另一个单芯光准直器的中轴线之下，本例2个单芯光准直器的光路P1、P4直接相通；继电器通电时，悬梁臂8前端的挡光片9切入2个单芯光准直器的光路当中，光路断开，如图4所示。
上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种1X2机械式光开关，包括光准直器、棱镜和继电器，其特征在于：
底盒（1）有长方体的内腔，继电器（2）嵌装于底盒（1）内腔底部，底盒（1）的底部有引脚孔，继电器（2）的引脚从底盒（1）的引脚孔伸出，连接驱动电线；底盒（1）相对的两个侧面上各有一堵头孔，分别固定安装单芯光准直器（7）和双芯光准直器（5），二者的中轴线相重合；继电器（2）上有铰接于其表面的摆动片（3），摆动片（3）后端处于继电器（2）线圈上方，前端固定悬梁臂（8），悬梁臂（8）的中心线与安装单芯光准直器（7）、双芯光准直器（5）的底盒（1）相对的侧面平行，悬梁臂（8）前端固定安装楔角棱镜（6）；初始状态，悬梁臂（8）前端的楔角棱镜（6）处于单芯光准直器（7）和双芯光准直器（5）的中轴线之下，单芯光准直器（7）的光路与双芯光准直器（5）的一个光路相互正对，输入光经单芯光准直器（7）直接进入双芯光准直器（5）的与之相对的光路；当继电器（2）通电时，继电器（2）的摆动片（3）前端带动悬梁臂（8）抬高、悬梁臂（8）前端的楔角棱镜（6）切入单芯光准直器（7）的光路，楔角棱镜（6）的斜角面与单芯光准直器（7）的光路相对，楔角棱镜（6）的一个直角面与安装单芯光准直器（7）、双芯光准直器（5）的底盒（1）相对的侧面平行，单芯光准直器（7）的输出光在楔角棱镜（6）的斜面入射，折射后从楔角棱镜（6）的直角面出射、进入双芯光准直器（5）的另一个光路。
2.根据权利要求1所述的1X2机械式光开关，其特征在于：
所述楔角棱镜（6）的楔角为30°～60°。
3.根据权利要求1所述的1X2机械式光开关，其特征在于：
所述底盒（1）两个堵头孔侧面外各固定连接堵头管（4），2个堵头管（4）的中心线成一直线，且该直线与安装堵头管（4）的底盒（1）侧面垂直；单 芯光准直器（7）和双芯光准直器（5）分别插入一个堵头管（4），并焊接固定于堵头管（4）内。
4.根据权利要求3所述的1X2机械式光开关，其特征在于：
所述堵头管（4）外套装套筒，套筒尾端接有直径小于套筒的橡胶尾套。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的1X2机械式光开关，其特征在于：
所述楔角棱镜（6）的斜角面和一个直角面有增透镀膜层，该直角面是与双芯光准直器（5）的输入端口相对的直角面。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的1X2机械式光开关，其特征在于：
还配有盖板，与所述底盒（1）长方体的内腔相配合的盖板密封固定于底盒（1）内腔上方。
7.根据权利要求6所述的1X2机械式光开关，其特征在于：
所述盖板与底盒（1）之间的缝隙为金属化密封，同时底盒（1）底面的引脚孔也为金属化密封；金属化密封的底盒（1）内充有氮气。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的1X2机械式光开关，其特征在于：
所述悬梁臂（8）前端的楔角棱镜（6）替换为挡光片（9），双芯光准直器替换为单芯光准直器，初始状态，悬梁臂（8）前端的挡光片（9）处于单芯光准直器（7）和另一单芯光准直器的中轴线之下，2个单芯光准直器的光路成一直线；继电器通电时，悬梁臂（8）前端的挡光片（9）切入2个单芯光准直器的光路当中，光路断开；1×2机械式光开关转换成为1×1机械式光开关。
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| CN2013200453337U CN203117460U (zh) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | 一种1x2机械式光开关 |
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| CN203117460U true CN203117460U (zh) | 2013-08-07 |
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| CN (1) | CN203117460U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104793294A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-22 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种多通道2×2光开关 |
| CN106125296A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-16 | 无锡宏纳科技有限公司 | 一种双路输出的一选四光开关 |
| CN107941336A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-04-20 | 钢研纳克检测技术股份有限公司 | 一种双狭缝切换的二维高分辨率光谱仪光学系统 |
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2013
- 2013-01-28 CN CN2013200453337U patent/CN203117460U/zh not_active Expired - Lifetime
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Assignee: GUILIN DAWEI COMMUNICATIONS TECHNOLOGIES Co. Assignor: NO 34 RESEARCH INSTITUTE OF CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY Group CORPORATION (CETC) Contract record no.: 2014450000033 Denomination of utility model: 2X2 mechanical optical switch Granted publication date: 20130807 License type: Exclusive License Record date: 20140603 |
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