CN217718263U - 一种机械式偏振开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机械式偏振开关，包括安装框架，所述安装框架内设有一安装腔；玻片组件，其包括玻片支架、玻片、若干永磁体；所述玻片固接在所述玻片支架上，若干所述永磁体固接在所述玻片支架的外侧壁上，所述玻片支架设于所述安装腔内，并且所述玻片支架的顶部和底部分别与所述安装框架转动连接；若干电磁铁，所述电磁铁设于所述安装腔内，且周向固接在所述安装框架上，若干所述电磁铁与若干所述永磁体一一对应设置；驱动控制组件，与若干所述电磁铁电性连接，用于控制电磁铁的极性。本实用新型通过电磁铁与永磁体的吸引力和排斥力形成合力，且可以根据需求来改变合力的方向，可有效提高偏振开关的切换速度，结构简单、成本低。

Description

一种机械式偏振开关

技术领域

本实用新型涉及激光偏振技术领域，特别是涉及一种机械式偏振开关。

背景技术

偏振切换开关被广泛应用于需要偏振方向切换的场合，通常将P光旋转90度切换成S光，或者将S光切换成P光。偏振切换开光通常分为固态式和机械式，固态式如通过光电晶体在电压作用下达到偏振状态的旋转，还有通过加电调制液晶方式来实现偏振方向的旋转。固态式偏振切换开关，切换时间短，可小于10ms内，但缺点是成本高昂，整机体积大，驱动电路复杂。

机械式偏振开关是通过运动机构移动玻片位置来达到偏振方向的切换。机械式偏振开关优点是：成本低，结构相对简单，体积小，配套电路简单，被广泛应用。其缺点是切换时间长，大部分在100ms以上。为此，提出一种基于电磁动力切换的机械式偏振开关，以提高偏振开关的切换速度，降低偏振切换的时间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机械式偏振开关，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种机械式偏振开关，包括：

安装框架，所述安装框架内设有一安装腔；

玻片组件，包括玻片支架、玻片、若干永磁体；所述玻片固接在所述玻片支架上，若干所述永磁体固接在所述玻片支架的外侧壁上，所述玻片支架设于所述安装腔内，并且所述玻片支架的顶部和底部分别与所述安装框架转动连接；

若干电磁铁，所述电磁铁设于所述安装腔内，且周向固接在所述安装框架上，若干所述电磁铁与若干所述永磁体一一对应设置；

驱动控制组件，与若干所述电磁铁电性连接，用于控制电磁铁的极性。

优选的，所述安装框架包括两电磁铁支架、两导轨；两所述电磁铁支架并排设置，两所述导轨相对设置，所述导轨与所述电磁铁支架固接，并且两所述电磁铁支架和两所述导轨合围形成所述安装腔；所述玻片支架的顶部和底部分别与两个所述导轨相对的端面转动连接；

所述电磁铁和所述永磁体的数量均为两个；两个所述电磁铁固接在两个所述电磁铁支架相对的端面上，两个所述永磁体固接在玻片支架的两侧。

优选的，两个所述导轨相对的端面上开设有转孔，所述玻片支架的顶部和底部与所述转孔转动连接。

优选的，所述驱动控制组件包括电源、控制器、导线；若干所述电磁铁通过所述导线与所述控制器电性连接，所述电源与所述控制器电性连接。

优选的，所述玻片支架的顶部和底部与所述转孔的孔壁之间设有若干滚珠。

优选的，所述玻片支架、所述导轨、所述电磁铁支架均无磁性。

优选的，所述玻片为1/2玻片。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型通过不能改变极性的永磁体和可改变极性的电磁铁提供动力，驱动控制组件可根据指令改变电磁铁的电极方向，进而改变电磁铁的极性，若干电磁铁和若干永磁体之间形成的吸引力和排斥力方向相同，形成合力，可根据需求来改变合力的方向实现玻片不同位置的切换，形成的合力以较大的加速度，带动玻片支架和玻片高速的左右转动，根据玻片在光路位置中的有无挡光，实现光路的切换；

本实用新型结构简单，成本低，容易实现，体积小；可有效提高偏振开关的切换速度。

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为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为本实用新型实施例2中玻片支架与导管的结构示意图；

其中，1、安装框架；2、安装腔；3、玻片支架；4、玻片；5、永磁体；6、电磁铁；7、电磁铁支架；8、导轨；9、转孔；10、电源；11、控制器；12、导线；13、滚珠；14、中心凹槽；15、转动连接件；16、半球体；17、间隙。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-2，本实用新型提供一种机械式偏振开关，包括：

安装框架1，安装框架1内设有一安装腔2；

玻片组件，包括玻片支架3、玻片4、若干永磁体5；玻片4通过胶水固接在玻片支架3上，若干永磁体5固接在玻片支架3的外侧壁上，玻片支架3设于安装腔2内，并且玻片支架3的顶部和底部分别与安装框架1转动连接；永磁体5固定镶嵌在玻片支架3上；玻片4位移方向的尺寸和位移量应根据实际使用环境中光斑的大小来确定，原则上在满足充分挡光的前提下，玻片4位移方向的尺寸越小越好，位移量越小越好，从而实现玻片4在光路位置中的有无挡光，从而实现输出光P光和S光的切换；

若干电磁铁6，电磁铁6设于安装腔2内，且周向固接在安装框架1上，若干电磁铁6与若干永磁体5一一对应设置；

驱动控制组件，与若干电磁铁6电性连接，用于控制电磁铁6的极性。

进一步优化方案，安装框架1包括两电磁铁支架7、两导轨8；两电磁铁支架7并排设置，两导轨8相对设置，导轨8与电磁铁支架7固接，并且两电磁铁支架7和两导轨8合围形成安装腔2；玻片支架3的顶部和底部分别与两个导轨8相对的端面转动连接；

电磁铁6和永磁体5的数量均为两个；两个电磁铁6固接在两个电磁铁支架7相对的端面上，两个永磁体5固接在玻片支架3的两侧；如此设置，通过不能改变极性的永磁体5和可改变极性的电磁铁6提供动力，驱动控制组件可根据指令改变电磁铁6的电极方向，进而改变电磁铁6的极性，若干电磁铁6和若干永磁体5之间形成的吸引力和排斥力方向相同，形成合力，可根据需求来改变合力的方向实现玻片4不同位置的切换，形成的合力以较大的加速度，带动玻片支架3和玻片4高速的左右转动，根据玻片4在光路位置中的有无挡光，实现光路的切换；结构简单，成本低，容易实现，体积小；可有效提高偏振开关的切换速度，磁力配置合理切换时间理论上可优于50ms。

进一步优化方案，两个导轨8相对的端面上开设有转孔9，玻片支架3的顶部和底部与转孔9转动连接。

进一步优化方案，驱动控制组件包括电源10、控制器11、导线12；若干电磁铁6通过导线12与控制器11电性连接，电源10与控制器11电性连接；通过电源10为电磁铁6供电，控制器11可根据指令改变电磁铁6的电极方向，进而改变电磁铁的极性，进而带动玻片支架3和玻片4高速的左右转动。

进一步优化方案，玻片支架3的顶部和底部与转孔9的孔壁之间设有若干滚珠13，滚珠13的材质优选为陶瓷滚珠，可以有效减小玻片支架3沿转孔9转动时的摩擦力，提高转动效率。

进一步优化方案，玻片支架3、导轨8、电磁铁支架7均无磁性，玻片支架3的材质可以根据具体的使用环境进行设定，本实施例中，玻片支架3优选为密度较小且无磁性的材料，以减少自身质量。

进一步优化方案，玻片4为1/2玻片。

工作原理：

本实用新型通过不能改变极性的永磁体5和可改变极性的电磁铁6提供动力，通过电源10为电磁铁6供电，控制器11可根据指令改变电磁铁6的电极方向，进而改变电磁铁的极性，若干电磁铁6和若干永磁体5之间形成的吸引力和排斥力方向相同，形成合力，可根据需求来改变合力的方向实现玻片4不同位置的切换，形成的合力以较大的加速度，带动玻片支架3和玻片4高速的左右转动，根据玻片4在光路位置中的有无挡光，实现光路的切换。

实施例2

参照图3，本实施例与实施例1的区别在于，玻片支架3的顶部端面中心处和底部端面中心处均开设有中心凹槽14，中心凹槽14的底壁上固接有转动连接件15，转动连接件15的顶部端面上开设有弧形槽，转动连接件15与中心凹槽14的槽壁之间设有间隙17；转孔9的内壁顶部中心处固接有半球体16，弧形槽的形状与半球体16的形状相适配，且半球体沿弧形槽转动连接；如此设置，通过半球体16与弧形槽的转动连接，可以对玻片支架3和转孔9进行定位，增加玻片支架3转动稳定性，避免玻片支架3发生晃动，避免发生脱落、分离，结构稳定、组装牢靠且定位准确；间隙17可以降低旋转时所产生的摩擦力，使整体作动更为稳定且顺畅。

进一步优化方案，转动连接件15和半球体16的材质均无磁性，避免干涉偏振开关的转动过程。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，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。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种机械式偏振开关，其特征在于，包括：

安装框架(1)，所述安装框架(1)内设有一安装腔(2)；

玻片组件，包括玻片支架(3)、玻片(4)、若干永磁体(5)；所述玻片(4)固接在所述玻片支架(3)上，若干所述永磁体(5)固接在所述玻片支架(3)的外侧壁上，所述玻片支架(3)设于所述安装腔(2)内，并且所述玻片支架(3)的顶部和底部分别与所述安装框架(1)转动连接；

若干电磁铁(6)，所述电磁铁(6)设于所述安装腔(2)内，且周向固接在所述安装框架(1)上，若干所述电磁铁(6)与若干所述永磁体(5)一一对应设置；

驱动控制组件，与若干所述电磁铁(6)电性连接，用于控制电磁铁(6)的极性。

2.根据权利要求1所述的机械式偏振开关，其特征在于：所述安装框架(1)包括两电磁铁支架(7)、两导轨(8)；两所述电磁铁支架(7)并排设置，两所述导轨(8)相对设置，所述导轨(8)与所述电磁铁支架(7)固接，并且两所述电磁铁支架(7)和两所述导轨(8)合围形成所述安装腔(2)；所述玻片支架(3)的顶部和底部分别与两个所述导轨(8)相对的端面转动连接；

所述电磁铁(6)和所述永磁体(5)的数量均为两个；两个所述电磁铁(6)固接在两个所述电磁铁支架(7)相对的端面上，两个所述永磁体(5)固接在玻片支架(3)的两侧。

3.根据权利要求2所述的机械式偏振开关，其特征在于：两个所述导轨(8)相对的端面上开设有转孔(9)，所述玻片支架(3)的顶部和底部与所述转孔(9)转动连接。

4.根据权利要求1所述的机械式偏振开关，其特征在于：所述驱动控制组件包括电源(10)、控制器(11)、导线(12)；若干所述电磁铁(6)通过所述导线(12)与所述控制器(11)电性连接，所述电源(10)与所述控制器(11)电性连接。

5.根据权利要求3所述的机械式偏振开关，其特征在于：所述玻片支架(3)的顶部和底部与所述转孔(9)的孔壁之间设有若干滚珠(13)。

6.根据权利要求2所述的机械式偏振开关，其特征在于：所述玻片支架(3)、所述导轨(8)、所述电磁铁支架(7)均无磁性。

7.根据权利要求1所述的机械式偏振开关，其特征在于：所述玻片(4)为1/2玻片。

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