CN213398974U

CN213398974U - 一种光开关

Info

Publication number: CN213398974U
Application number: CN202022491868.XU
Authority: CN
Inventors: 杨东堂
Original assignee: Guangdong Yiyuantong Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Yiyuantong Technology Co ltd
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2030-11-02

Abstract

本实用新型实施例公开了一种光开关，包括依次设置的光纤模块、光学变焦模块和光反射模块；所述光纤模块包括多个孔芯，所述光纤模块的中心孔芯设为入射端口，其余孔芯设为出射端口；所述光学变焦模块的焦距可调；入射光信号经所述入射端口发射到所述光学变焦模块，所述光学变焦模块对所述入射光信号进行准直处理后输出入射平行光发射到所述光反射模块；所述光反射模块对所述入射平行光反射形成反射平行光，所述反射平行光反射至所述光学变焦模块，所述光学变焦模块对所述反射平行光进行会聚处理后形成出射光信号，所述出射光信号从其中一个出射端口输出。本实用新型实施例提供的光开关能够实现焦距调节，具有多个输出通道，可应用于不同的场景中。

Description

一种光开关

技术领域

本实用新型实施例涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光开关。

背景技术

光开关主要用于光信号在不同方向和维度之间的自由切换，其是光无源器件的基础产品，在光通信系统中有着广泛的应用。

常用的光开关类型主要包括机械式和微电机械式(Microelectro MechanicalSystems，MEMS)。机械式光开关具有响应时间快、切换平稳的优点，但体积较大。MEMS光开关具有体积小、切换通道数多的优点，但现有MEMS光开关的光路基本都采用固定焦距结构，焦距的调节自由度不高，通常一种MEMS光开关产品只能满足一种固定通道数的场景应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种光开关，以实现光开关的焦距可调节，增加输出通道数，扩展光开关的应用场景。

本实用新型实施例提供一种光开关，包括依次设置的光纤模块、光学变焦模块和光反射模块；所述光纤模块包括多个孔芯，所述光纤模块的中心孔芯设为入射端口，其余孔芯设为出射端口；所述光学变焦模块的焦距可调；

入射光信号经所述入射端口发射到所述光学变焦模块，所述光学变焦模块对所述入射光信号进行准直处理后输出入射平行光发射到所述光反射模块；所述光反射模块对所述入射平行光反射形成反射平行光，所述反射平行光反射至所述光学变焦模块，所述光学变焦模块对所述反射平行光进行会聚处理后形成出射光信号，所述出射光信号从其中一个出射端口输出。

进一步的，所述光学变焦模块依次包括合焦光学透镜组、固定光学透镜组和变倍光学透镜组，其中，所述固定光学透镜组的位置固定，所述合焦光学透镜组和所述变倍光学透镜组可沿光轴移动，以调节所述光学变焦模块的焦距。

进一步的，所述合焦光学透镜组具有负光焦度，所述固定光学透镜组和所述变倍光学透镜组均具有正光焦度。

进一步的，所述合焦光学透镜组包括至少两片透镜，所述固定光学透镜组包括至少一片透镜，所述变倍光学透镜组包括至少两片透镜。

进一步的，所述光学变焦模块具有总光焦度，所述合焦光学透镜组具有第一光焦度，所述固定光学透镜组具有第二光焦度，所述变倍光学透镜组具有第三光焦度，所述总光焦度为所述第一光焦度、所述第二光焦度和所述第三光焦度之和。

进一步的，所述第一光焦度与所述总光焦度的比值大于-1且小于0；所述第二光焦度与所述总光焦度的比值大于0且小于0.2；所述第三光焦度与所述总光焦度的比值大于0.2且小于1。

进一步的，所述合焦光学透镜为带斜8°免的负透镜，所述固定光学透镜组为带反斜8°面的玻璃棒，所述变倍光学透镜组为正透镜。

进一步的，所述光纤模块为带斜8°端面的多芯光纤插针。

进一步的，所述光反射模块包括反射芯片和芯片固定结构，所述芯片固定结构包括至少两种尺寸的固定孔，所述反射芯片设于所述固定孔。

进一步的，所述反射芯片为MEMS芯片。

本实用新型实施例提供的光开关能够实现焦距调节，具有多个输出通道，可应用于不同的场景中。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种光开关的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的一种光开关的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的一种芯片固定结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的另一种芯片固定结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种光开关的结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供的光开关包括光纤模块100、光学变焦模块200和光反射模块300。光纤模块100包括多个孔芯110，其中，中心孔芯设为光信号的入射端口，其余孔芯设为光信号的出射端口，出射端口也是光信号的接收端口。

光纤模块100的中心孔芯连接外部激光光源，激光光源产生的光信号从中心孔芯进入到光开关内部，即入射光信号从入射端口进入。入射光信号从入射端口发射到光学变焦模块200，光学变焦模块200对入射光信号进行准直处理，使得入射光信号经光学变焦模块200后变为入射平行光发射到光反射模块300。光反射模块300对入射平行光反射，使其形成反射平行光并反射至光学变焦模块200，光学变焦模块200对反射平行光进行会聚处理后使其会聚为出射光信号，该出射光信号从光纤模块100的其中一个出射端口输出。优选的，选择1550nm中心波长作为入射光信号波长，同时O波段、C波段和L波段的波长都适用。

光学变焦模块200的焦距可调，可以实现不同倍率变焦功能。不同的焦距，对应光反射模块300的不同工作距离，从而实现，应光反射模块300工作距离可调节。通过沿光轴调节光纤模块100和光学变焦模块200之间的距离，也可以实现不同尺寸准直光束的耦合。

光纤模块100具有多个出射端口，通过调节光反射模块300的偏转角度，即可使出射光信号从不同的出射端口输出，从而使光开关实现多通道数输出，满足不同的应用场景。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的一种光开关的结构示意图，本实施例是对上述实施例的进一步细化。

如图2所示，本实用新型实施例二提供的光开关包括光纤模块100、光学变焦模块200和光反射模块300。光纤模块100包括多个孔芯110，其中，中心孔芯设为光信号的入射端口，其余孔芯设为光信号的出射端口，出射端口也是光信号的接收端口。光学变焦模块200依次包括合焦光学透镜组210、固定光学透镜组220和变倍光学透镜组230，其中，固定光学透镜组220的位置固定，合焦光学透镜组210和变倍光学透镜组230可沿光轴移动。通过调节合焦光学透镜组210与固定光学透镜组220之间距离，以及变倍光学透镜组230与固定光学透镜组220之间距离，就可以调节光学变焦模块200的焦距。

进一步的，合焦光学透镜组210具有负光焦度，固定光学透镜组220和变倍光学透镜组230均具有正光焦度。一般的，具有正光焦度的透镜组对光信号起会聚作用，具有负光焦度的透镜组对光信号起发散作用，故合焦光学透镜组210对光信号起发散作用，固定光学透镜组220和变倍光学透镜组230对光信号起会聚作用，并且经过合焦光学透镜组210发散的光信号再经过固定光学透镜组220和变倍光学透镜组230的会聚处理之后，形成平行光。

进一步的，合焦光学透镜组210具有第一光焦度J₁，固定光学透镜组220具有第二光焦度J₂，变倍光学透镜组230具有第三光焦度J₃，光学变焦模块200的总光焦度J为第一光焦度J₁、第二光焦度J₂和第三光焦度J₃之和。其中，第一光焦度J₁与总光焦度的比值J大于-1且小于0，也即：-1＜J₁/J＜0；第二光焦度J₂与总光焦度的比值J大于0且小于0.2，也即：0＜J₂/J＜0.2；第三光焦度J₃与总光焦度J的比值大于0.2且小于1，也即：0.2＜J₃/J＜1。

优选的，本实施例中，光纤模块100采用带斜8°端面的多芯光纤插针，可以降低光开关的插入损耗。合焦光学透镜210为带斜8°免的负透镜，固定光学透镜组220为带反斜8°面的玻璃棒，变倍光学透镜组230为正透镜，这种组合下光学变焦模块200的变焦范围可达3.12mm-26.89mm。

可选的，合焦光学透镜组210具有负光焦度，固定光学透镜组220具有正光焦度或负光焦度，变倍光学透镜组230均具有正光焦度。

进一步的，合焦光学透镜组210包括至少两片透镜，固定光学透镜组220包括至少一片透镜，变倍光学透镜组230包括至少两片透镜。

进一步的，光反射模块300包括反射芯片(图2中未示出)和芯片固定结构310，所述反射芯片设于所述芯片固定结构310内部。本实施例中，反射芯片为MEMS芯片。

进一步的，参考图3，为本实用新型实施例提供的一种芯片固定结构310的结构示意图。芯片固定结构310包括第一固定孔311和第二固定孔312，第一固定孔311和第二固定孔312均为圆形，第一固定孔311的第一外径尺寸与第二固定孔312的第二外径尺寸不同。第一固定孔311可用于安装具备第一外径尺寸的MEMS芯片，第二固定孔312可用于安装具备第二外径尺寸的MEMS芯片。

可选的，参考图4，为本实用新型实施例提供的另一种芯片固定结构310的结构示意图。芯片固定结构310包括第一固定孔311、第二固定孔312、第三固定孔313和第四固定孔314，第一固定孔311、第二固定孔312、第三固定孔313和第四固定孔314的尺寸各不相同，如此，该芯片固定结构310可以安装四种不同尺寸的MEMS芯片。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种光开关，其特征在于，包括依次设置的光纤模块、光学变焦模块和光反射模块；所述光纤模块包括多个孔芯，所述光纤模块的中心孔芯设为入射端口，其余孔芯设为出射端口；所述光学变焦模块的焦距可调；

2.如权利要求1所述的光开关，其特征在于，所述光学变焦模块依次包括合焦光学透镜组、固定光学透镜组和变倍光学透镜组，其中，所述固定光学透镜组的位置固定，所述合焦光学透镜组和所述变倍光学透镜组可沿光轴移动，以调节所述光学变焦模块的焦距。

3.如权利要求2所述的光开关，其特征在于，所述合焦光学透镜组具有负光焦度，所述固定光学透镜组和所述变倍光学透镜组均具有正光焦度。

4.如权利要求2所述的光开关，其特征在于，所述合焦光学透镜组包括至少两片透镜，所述固定光学透镜组包括至少一片透镜，所述变倍光学透镜组包括至少两片透镜。

5.如权利要求4所述的光开关，其特征在于，所述光学变焦模块具有总光焦度，所述合焦光学透镜组具有第一光焦度，所述固定光学透镜组具有第二光焦度，所述变倍光学透镜组具有第三光焦度，所述总光焦度为所述第一光焦度、所述第二光焦度和所述第三光焦度之和。

6.如权利要求5所述的光开关，其特征在于，所述第一光焦度与所述总光焦度的比值大于-1且小于0；所述第二光焦度与所述总光焦度的比值大于0且小于0.2；所述第三光焦度与所述总光焦度的比值大于0.2且小于1。

7.如权利要求2所述的光开关，其特征在于，所述合焦光学透镜为带斜8°免的负透镜，所述固定光学透镜组为带反斜8°面的玻璃棒，所述变倍光学透镜组为正透镜。

8.如权利要求5所述的光开关，其特征在于，所述光纤模块为带斜8°端面的多芯光纤插针。

9.如权利要求1所述的光开关，其特征在于，所述光反射模块包括反射芯片和芯片固定结构，所述芯片固定结构包括至少两种尺寸的固定孔，所述反射芯片设于所述固定孔。

10.如权利要求9所述的光开关，其特征在于，所述反射芯片为MEMS芯片。