CN210136335U - 一种微机电多通道光开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微机电多通道光开关，包括壳体、反射镜、输入光纤准直器、夹具、固定结构、多个输出光纤准直器和调节结构，壳体具有输入孔和多个输出孔，输入光纤准直器通过夹具固定在壳体内，且输入光纤准直器的输出端朝向反射镜，固定结构包括弧形固定板，多个输出光纤准直器嵌入弧形固定板，且输出光纤准直器的输入端朝向反射镜，调节结构位于反射镜与壳体之间，用于切换光路。本实用新型的微机电多通道光开关，通过调节结构调节反射镜的角度可快速精准的切换光路，并且可避免现有技术中通过棱镜切换光路时，光的一部分能量被棱镜反射，造成光损失，还可以集成更多的输出光纤，因此性能更好。

Description

一种微机电多通道光开关

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯的技术领域，尤其涉及一种微机电多通道光开关。

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。一般来说，光开关可分为机械式和非机械式两大类，选路光开关依赖于棱镜的移动，使光路发生改变，实现光信号在不同通道间中切换。传统的微机电多通道光开关性能一般。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微机电多通道光开关，旨在解决传统的微机电多通道光开关性能一般的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种微机电多通道光开关，包括壳体、反射镜、输入光纤准直器、夹具、固定结构、多个输出光纤准直器和调节结构，所述壳体具有供输入光纤穿入的输入孔和多个供输出光纤穿入的输出孔，所述输入孔与所述输出孔位于所述壳体的周侧，所述反射镜位于所述壳体内，所述输入光纤准直器通过夹具固定在所述壳体内，并靠近所述输入孔，且所述输入光纤准直器的输出端朝向所述反射镜，所述固定结构包括弧形固定板，所述弧形固定板位于所述壳体内，并靠近所述输出孔，多个所述输出光纤准直器嵌入所述弧形固定板，并沿所述弧形固定板的长度方向均匀分布，且输出光纤准直器的输入端朝向所述反射镜，所述调节结构位于所述反射镜与所述壳体之间，用于切换光路。

其中，所述调节结构包括转台、大齿轮和第一驱动件，所述转台一端与所述反射镜固定连接，另一端与所述壳体转动连接，所述大齿轮套设在所述转台上，所述第一驱动件用于使所述大齿轮转动。

其中，所述驱动件为伺服电机。

其中，所述调节结构还包括小齿轮和转轴，所述小齿轮通过所述转轴与所述壳体转动连接，并与所述大齿轮啮合，且所述小齿轮连接在所述第一驱动件的输出端上。

其中，所述固定结构还包括第二驱动件，所述第二驱动件位于所述壳体与所述弧形固定板之间，用于驱动输出光纤使其与输入光纤位于同一平面。

其中，所述第二驱动件为气缸，所述气缸的输出端与所述弧形固定板连接。

本实用新型的一种微机电多通道光开关，使用时，用户将输入光纤从所述输入孔穿入，并将输入光纤安装到所述输入光纤准直器上，将各个输出光纤分别从各个所述输出口穿入，并分别安装到所述输出光纤准直器中，再通过所述弧形固定板固定，使输入光纤准直器呈弧形分布，所述输入光纤准直器和所述输出光纤准直器由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成，它可以将光纤内的传输光转变成准直光。此时，通过控制器启动所述调节结构，在所述调节结构的作用下，使所述反射镜转动，由于光的反射定律中，反射光线与入射光线与法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，且反射角等于入射角。因此通过所述调节结构调节所述反射镜的角度即可实现调节准直光的入射角和反射角，当所述输入光纤准直器的中心线与其中一个所述输出光纤准直器中心线的交点落入所述反射镜上时，输入光纤准直器发出的准直光通过反射镜反射入此个所述输出光纤准直器中，从而使光信号传输到此个输出光纤中，在需要切换光路时，调节所述反射角的角度使光信号反射入另一输出光纤准直器即可此外，由于所述输出光纤准直器弧形分布，因此可保证光信号沿所述输出光纤准直器的中心线射入。本实用新型的微机电多通道光开关，结构简单、使用方便、通过调节结构调节反射镜的角度可快速精准的切换光路，并且可避免现有技术中通过棱镜切换光路时，光的一部分能量被棱镜反射，造成光损失，还可以集成更多的输出光纤，因此性能更好。解决了传统的微机电多通道光开关性能一般的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

100-微机电多通道光开关、10-壳体、20-反射镜、30-输入光纤准直器、40- 夹具、50-固定结构、60-输出光纤准直器、70-调节结构、51-弧形固定板、71- 转台、72-大齿轮、73-第一驱动件、74-小齿轮、75-转轴、52-第二驱动件、80- 控制器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种微机电多通道光开关100，包括壳体10、反射镜20、输入光纤准直器30、夹具40、固定结构50、多个输出光纤准直器60和调节结构70，所述壳体10具有供输入光纤30穿入的输入孔和多个供输出光纤穿入的输出孔，所述输入孔与所述输出孔位于所述壳体10的周侧，所述反射镜20位于所述壳体10内，所述输入光纤准直器30通过夹具40固定在所述壳体10内，并靠近所述输入孔，且所述输入光纤准直器30的输出端朝向所述反射镜20，所述固定结构50包括弧形固定板51，所述弧形固定板51位于所述壳体10内，并靠近所述输出孔，多个所述输出光纤准直器60嵌入所述弧形固定板51，并沿所述弧形固定板51的长度方向均匀分布，且输出光纤准直器60的输入端朝向所述反射镜20，所述调节结构70位于所述反射镜20与所述壳体10之间，用于切换光路。

在本实施方式中，使用时，用户将输入光纤30从所述输入孔穿入，并将输入光纤30安装到所述输入光纤准直器30上，将各个输出光纤分别从各个所述输出口穿入，并分别安装到所述输出光纤准直器60中，再通过所述弧形固定板 51固定，使输入光纤准直器30呈弧形分布，所述输入光纤准直器30和所述输出光纤准直器60由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成，它可以将光纤内的传输光转变成准直光。此时，通过控制器80启动所述调节结构70，在所述调节结构 70的作用下，使所述反射镜20转动，由于光的反射定律中，反射光线与入射光线与法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，且反射角等于入射角。因此通过所述调节结构70调节所述反射镜20的角度即可实现调节准直光的入射角和反射角，当所述输入光纤准直器30的中心线与其中一个所述输出光纤准直器60中心线的交点落入所述反射镜20上时，输入光纤准直器30 发出的准直光通过反射镜20反射入此个所述输出光纤准直器60中，从而使光信号传输到此个输出光纤中，在需要切换光路时，调节所述反射角的角度使光信号反射入另一输出光纤准直器60即可，此外，由于所述输出光纤准直器60 弧形分布，因此可保证光信号沿所述输出光纤准直器60的中心线射入。本实用新型的微机电多通道光开关100，结构简单、使用方便、通过调节结构70调节反射镜20的角度可快速精准的切换光路，并且可避免现有技术中通过棱镜切换光路时，光的一部分能量被棱镜反射，造成光损失，还可以集成更多的输出光纤，因此性能更好。

进一步的，所述调节结构70包括转台71、大齿轮72和第一驱动件73，所述转台71一端与所述反射镜20固定连接，另一端与所述壳体10转动连接，所述大齿轮72套设在所述转台71上，所述第一驱动件73用于使所述大齿轮72 转动。

在本实施方式中，控制器80控制所述第一驱动件73启动，在所述第一驱动件73的作用下，所述大齿轮72转动，从而使套设在所述大齿轮72上的所述转台71转动，由于所述反射镜20固定在所述转台71上，因此在所述转台71 的作用下，所述反射镜20发生一定的角位移，从而使所述输出光纤准直器60 将光信号反射到需要传输的输出光纤准直器60的输出端口，从而完成光路的切换。需要说明的是，所述第一驱动件73为步进电机或者伺服电机。

进一步的，所述驱动件为伺服电机。

在本实施方式中，伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，且当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，在控制器80 的作用下，可控制伺服电机输出轴的角位移，从而使所述大齿轮72发生角位移，进而调整所述反射镜20的角度。

进一步的，所述调节结构70还包括小齿轮74和转轴75，所述小齿轮74通过所述转轴75与所述壳体10转动连接，并与所述大齿轮72啮合，且所述小齿轮74连接在所述第一驱动件73的输出端上。

在本实施方式中，设所述小齿轮74的的周长为L1，在所述第一驱动件73 的作用下，所述小齿轮74转动的角度为C1，由于所述小齿轮74与所述大齿轮 72啮合，因此，当所述小齿轮74转动C1，所述大齿轮72角位移的弧线长度为 C1L1/360，设大齿轮72的长度为L2，因此所述大齿轮72旋转的角度 C2＝C1L1/360L2×360，C2＝C1L1/L2，因为L2＞L1，所以C2<C1，因此当所述第一驱动件73使所述小齿轮74发生的角位移较大时，所述大齿轮72发生的角位移较小，所以通过所述小齿轮74调节所述大齿轮72，可以使调节的精度更高，从而使得所述微机电多通道光开关100的性能更好。

进一步的，所述固定结构50还包括第二驱动件52，所述第二驱动件52位于所述壳体10与所述弧形固定板51之间，用于驱动输出光纤使其与输入光纤 30位于同一平面。

在本实施方式中，所述第二驱动件52可以将所述弧形固定板51顶升和下降，从而使固定在所述弧形固定板51中的输出光纤准直器60上升或下降，例如，在需要将光信号切换到下层的一个输出光纤中时，在通过所述调节结构70 调节好所述反射镜20的角度后，通过所述第二驱动件52使所述弧形固定板51 顶升，使该下层输出光纤对应的输出光纤准直器60与输入光纤准直器30位于同一平面，从而使光信号可以从输入光纤30反射到输出光纤中，此外，由于设置第二驱动件52，因此所述弧形固定板51上可以集成更多的输出光纤，性能更好。需要说明的是，所述第二驱动件52为气压装置、液压装置或者电磁装置的任一种。

进一步的，所述第二驱动件52为气缸，所述气缸的输出端与所述弧形固定板51连接。

在本实施方式中，通过控制器80启动所述气缸，所述气缸的输出端作用到所述弧形固定板51上，从而使所述弧形固定板51上升或者下降，达到驱动输出光纤使其与输入光纤30位于同一平面的效果。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种微机电多通道光开关，其特征在于，包括壳体、反射镜、输入光纤准直器、夹具、固定结构、多个输出光纤准直器和调节结构，所述壳体具有供输入光纤穿入的输入孔和多个供输出光纤穿入的输出孔，所述输入孔与所述输出孔位于所述壳体的周侧，所述反射镜位于所述壳体内，所述输入光纤准直器通过夹具固定在所述壳体内，并靠近所述输入孔，且所述输入光纤准直器的输出端朝向所述反射镜，所述固定结构包括弧形固定板，所述弧形固定板位于所述壳体内，并靠近所述输出孔，多个所述输出光纤准直器嵌入所述弧形固定板，并沿所述弧形固定板的长度方向均匀分布，且输出光纤准直器的输入端朝向所述反射镜，所述调节结构位于所述反射镜与所述壳体之间，用于切换光路。

2.如权利要求1所述的微机电多通道光开关，其特征在于，所述调节结构包括转台、大齿轮和第一驱动件，所述转台一端与所述反射镜固定连接，另一端与所述壳体转动连接，所述大齿轮套设在所述转台上，所述第一驱动件用于使所述大齿轮转动。

3.如权利要求2所述的微机电多通道光开关，其特征在于，所述驱动件为伺服电机。

4.如权利要求2或3所述的微机电多通道光开关，其特征在于，所述调节结构还包括小齿轮和转轴，所述小齿轮通过所述转轴与所述壳体转动连接，并与所述大齿轮啮合，且所述小齿轮连接在所述第一驱动件的输出端上。

5.如权利要求4所述的微机电多通道光开关，其特征在于，所述固定结构还包括第二驱动件，所述第二驱动件位于所述壳体与所述弧形固定板之间，用于驱动输出光纤使其与输入光纤位于同一平面。

6.如权利要求5所述的微机电多通道光开关，其特征在于，所述第二驱动件为气缸，所述气缸的输出端与所述弧形固定板连接。

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