CN209327616U - 一种1×n端口的机械式光开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种1×N端口的机械式光开关，包括步进电机、角锥棱镜、微透镜阵列和光纤阵列，微透镜阵列包括微透镜基片，微透镜基片的内侧设置有微透镜且呈圆形阵列进行排列，微透镜的内侧设置有输出端口，微透镜阵列的内侧中央设置有输入端口。本实用新型是一种1×N端口的机械式光开关，该微透镜阵列上的每个微透镜，其位置与光纤阵列中的每根光纤一一对应，微透镜阵列与光纤阵列对准并组装成光纤准直器阵列，角锥棱镜固定在旋转步进电机的转轴上，从中心光纤准直器输入的光束，被角锥棱镜反射后，从位于圆周位置的某个光纤准直器输出，以步进电机驱动角锥棱镜旋转，可以选择输出端口，具有端口数多、结构紧凑和损耗低的特点。

Description

一种1×N端口的机械式光开关

技术领域

本实用新型涉及开关设备，特别涉及一种1×N端口的机械式光开关。

背景技术

光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，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，1×N端口光开关具有一个输入端口和N个输出端口，它可以将输入端口中的光信号切换至任意一个输出端口，在光纤通信、光纤传感和光纤测试仪表等领域有着广泛的应用，1×N端口光开关的实现方式多种多样，目前具有实用价值的技术方案，其一是采用集成光学技术制备多级串联的马赫-增德尔干涉器，通过热光效应实现光路切换，这种技术的特点是集成度高，光开关尺寸小，缺点是功耗大、损耗大。其二是采用多光纤准直器，通过一个MEMS扭镜实现光路切换，这种技术的特点是尺寸小、功耗低，但是受限于MEMS扭镜的尺寸和有限偏转角度，不能做到很大规模（一般N≤16），其三是基于微光学技术，采用继电器驱动三棱镜实现光路切换，这种技术的特点是尺寸小、功耗低，但是需要多级光路串联，尺寸比较大。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种1×N端口的机械式光开关，具有端口数多、结构紧凑和损耗低的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种1×N端口的机械式光开关，包括步进电机、角锥棱镜、微透镜阵列和光纤阵列，所述微透镜阵列包括微透镜基片，所述微透镜基片的内侧设置有微透镜且呈圆形阵列进行排列，所述微透镜的内侧设置有输出端口，所述微透镜阵列的内侧中央设置有输入端口，所述角锥棱镜的端部分别设置有第一平面、第二平面和第三平面，所述第一平面、第二平面和第三平面的汇合角形成第四平面。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述步进电机的一侧安装有电机转轴，所述电机转轴与角锥棱镜相固定。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光纤阵列包括光纤基片，所述光纤基片的内侧设置有光纤定位孔且与微透镜相对应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型是一种1×N端口的机械式光开关，该微透镜阵列上的每个微透镜，其位置与光纤阵列中的每根光纤一一对应，微透镜阵列与光纤阵列对准并组装成光纤准直器阵列，角锥棱镜固定在旋转步进电机的转轴上，从中心光纤准直器输入的光束，被角锥棱镜反射后，从位于圆周位置的某个光纤准直器输出，以步进电机驱动角锥棱镜旋转，可以选择输出端口，具有端口数多、结构紧凑和损耗低的特点。

附图说明

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

图1为本实用新型的1×N端口机械式光开关结构；

图2是本实用新型的微透镜阵列结构示意图；

图3是本实用新型的光纤定位基片结构示意图；

图4是本实用新型的角锥棱镜结构示意图；

图中：1、步进电机；2、电机转轴；3、角锥棱镜；4、微透镜阵列；5、光纤阵列；6、微透镜基片；7、微透镜；8、输出端口；9、输入端口；10、光纤基片；11、光纤定位孔；12、第一平面；13、第二平面；14、第三平面；15、第四平面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-4所示，本实用新型提供一种1×N端口的机械式光开关，包括步进电机1、角锥棱镜3、微透镜阵列4和光纤阵列5，微透镜阵列4包括微透镜基片6，微透镜基片6的内侧设置有微透镜7且呈圆形阵列进行排列，微透镜7的内侧设置有输出端口8，微透镜7阵列的内侧中央设置有输入端口9，角锥棱镜3的端部分别设置有第一平面12、第二平面13和第三平面14，第一平面12、第二平面13和第三平面14的汇合角形成第四平面15。

进一步的，步进电机1的一侧安装有电机转轴2，电机转轴2与角锥棱镜3相固定，通过步进电机1提供动力，通过电机转轴2带动角锥棱镜3进行旋转使用。

光纤阵列5包括光纤基片10，光纤基片10的内侧设置有光纤定位孔11且与微透镜7相对应，微透镜7通过光纤定位孔11进行定位，使其光束精准。

具体的，该设备包括一个光纤阵列5、一个微透镜阵列4、一个角锥棱镜3和一个旋转步进电机1，光纤阵列5和微透镜阵列4对准并组装成光纤准直器阵列，角锥棱镜3固定在旋转步进电机1的电机转轴2上，微透镜阵列4结构，制备于基片上的微透镜阵列，其排列方式是，一个微透镜位于中心位置，其他N个微透镜排列在以其为中心的圆周上，光纤定位基片结构，光纤定位孔的排列方式是，一个定位孔位于中心位置，其他N个定位孔排列在以其为中心的圆周上，将光纤前端剥去涂覆层，穿入基片上的光纤定位孔，制成光纤阵列，微透镜阵列4上的每个微透镜7，其位置与光纤阵列5中的每根光纤一一对应，微透镜阵列4与光纤阵列5对准并组装成光纤准直器阵列，中心准直器作为1×N端口光开关的输入端口9，圆周上的准直器作为输出端口8，角锥棱镜3结构，角锥棱镜3具有三个互相垂直的反射面，为第一平面12、第二平面13和第三平面14，角锥棱镜3对光束反射，光束以任意角度入射，依次经第一平面12、第二平面13和第三平面14反射之后，反射光束总是与入射光束相互平行，角锥棱镜3末端三个反射面的汇合角形成第四平面15，以便于装配在步进电机的旋转轴上，角锥棱镜3被固定在旋转步进电机的转轴上，并与准直器阵列对准，调节旋转轴与来自中心准直器的入射光束重合，通过步进电机1驱动角锥棱镜3旋转，即可将来自中心准直器的入射光束，反射至任意处于圆周位置的输出准直器中，实现输出端口的切换。

该微透镜阵列上的每个微透镜，其位置与光纤阵列中的每根光纤一一对应，微透镜阵列与光纤阵列对准并组装成光纤准直器阵列，角锥棱镜固定在旋转步进电机的转轴上，从中心光纤准直器输入的光束，被角锥棱镜反射后，从位于圆周位置的某个光纤准直器输出，以步进电机驱动角锥棱镜旋转，可以选择输出端口，具有端口数多、结构紧凑和损耗低的特点。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种1×N端口的机械式光开关，包括步进电机（1）、角锥棱镜（3）、微透镜阵列（4）和光纤阵列（5），其特征在于，所述微透镜阵列（4）包括微透镜基片（6），所述微透镜基片（6）的内侧设置有微透镜（7）且呈圆形阵列进行排列，所述微透镜（7）的内侧设置有输出端口（8），所述微透镜（7）阵列的内侧中央设置有输入端口（9），所述角锥棱镜（3）的端部分别设置有第一平面（12）、第二平面（13）和第三平面（14），所述第一平面（12）、第二平面（13）和第三平面（14）的汇合角形成第四平面（15）。

2.根据权利要求1所述的一种1×N端口的机械式光开关，其特征在于，所述步进电机（1）的一侧安装有电机转轴（2），所述电机转轴（2）与角锥棱镜（3）相固定。

3.根据权利要求1所述的一种1×N端口的机械式光开关，其特征在于，所述光纤阵列（5）包括光纤基片（10），所述光纤基片（10）的内侧设置有光纤定位孔（11）且与微透镜（7）相对应。