CN2468064Y - 光开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种光开关装置,它包括第一准直器、第二准直器、第三准直器、第一晶体以及第二晶体,其中该第一晶体相对第二晶体为固定,而该第二晶体可相对于第一晶体移动,当第一晶体与第二晶体密合时,可使光通路中的光束由第一准直器通过第一晶体及第二晶体而到达第三准直器;当第一晶体与第二晶体分离时,光束由第一准直器发出进入第一晶体内,并在它的端面反射至第二准直器。该第二晶体即由一驱动装置驱动,该驱动装置一端固定,另一端则固定于第二晶体。

Description

光开关装置

本实用新型是关于一种光开关装置，特别是一种利用晶体作为光传输介质，且采用压电陶瓷体控制晶体移动以改变光束行进方向的光开关装置。

随着人们对通信速度和品质的要求不断提高，光通讯获得极大发展，其中光开关为一重要组件，获得一高性能光开关变得十分必要。典型的光开关具有一个或多个光输入端和至少两个以上的光输出端，用于光传输线路或集成光路中光信号的相互转换或逻辑操作。对于光开关，它的性能参数主要有下述的需求：低插入损耗(＜1db)，高隔离度(＞50db)，相对较快的开关速度(几十毫秒)等。

传统的机械式光开关，主要有移动光纤和移动光学组件两种形式，对于移动光纤式光开关，在输入或输出端中，一端的光纤为固定(固定端)，另一端的光纤可移动(可动端)，通过移动光纤的可动端，使它与若干固定端的某一端口相耦合，从而实现光路切换。现有技术如美国专利第4,303,302及4,896,935号等案所示。但是，现有技术需要解决光纤的可动端与固定端间的低损耗耦合，这样，必须减少两耦合端之间的横向、纵向偏离及其轴向夹角，为实现上述要求，需采用较多精密零组件，因此大大增加光开关的复杂性，从而实现较困难，成本也较高。该类光开关的另一缺点是需要移动光纤，因光纤本身非常纤细，如对它移动不当保护不周，极易产生光损耗。

对于移动光学组件式光开关，该类光开关通过移动光学组件以使传输的光信号在输入输出端口间转换。主要包括移动套管、移动准直器、移动反光镜等。现有设计如美国专利第4,705,349号案所示(参见图1及图2)，该光开关装置包括安装固定装置12，光纤14、16、18，转动台32，平面镜36，其中平面镜36固着于转动台32，通过选择性旋转转动台32可使输入光束从所希望的输出端口输出。但是，为实现切换光路目的，该转动台转动后的定位必须非常精确，该设计中采用一限位螺丝38定位，而螺丝本身的螺纹间距及机械特性使它很难实现长久稳定的定位，如此，该光开关装置的损耗亦将大大增加。此外，该光开关装置使用一弹簧装置以驱动转动台，所以只能获得较慢的开关速度。

本实用新型的主要目的在于提供一种光开关装置，该光开关装置仅利用晶体作为光传输介质，从而获得插入损耗较小的优点。

本实用新型的另一目的在于提供一种光开关装置，它是采用压电陶瓷结构控制光路转换速度，从而具有开关速度较快的特点。

本实用新型是关于一种光开关装置，它包括第一准直器、第二准直器、第三准直器、第一晶体以及第二晶体，其中该第一晶体相对第二晶体为固定，而该第二晶体可相对于第一晶体移动，当第一晶体与第二晶体密合时，可使光通路中的光束由第一准直器通过第一晶体及第二晶体而到达第三准直器；当第一晶体与第二晶体分离时，光束由第一准直器发出进入第一晶体内，在第一晶体端面反射至第二准直器。该第二晶体是由一驱动装置所致动，该驱动装置一端固定，另一端则固着于第二晶体。

在光路切换过程中，该光开关装置仅利用晶体作为光传输介质，故只要准直器能准确对光，即可获得较小的插入损耗。又，该种光开关装置，因为光纤固定于准直器中，在切换过程中不需要移动光纤，因此，可提高光开关的稳定性。此外，本实用新型采用压电陶瓷控制晶体移动，因而能获得较快的切换速度。

相较于现有技术，本实用新型具有插入损耗较小、切换速度较快的优点。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述。

图1、图2是一现有光开关的剖面示意图。

图3是本实用新型的第一实施例中未对压电陶瓷体施加电压时

   的剖面示意图。

图4是本实用新型的第一实施例的对压电陶瓷体施加电压后的

   剖面示意图。

图5是本实用新型的第一实施例的板面放大侧视图。

图6是沿图5A-A线的剖面示意图。

图7是沿图5B-B线的剖面示意图。

如图3及图4所示，本实用新型的第一实施例包括：壳体10，光纤11、12、13，准直器21、22、23，第一晶体31和第二晶体32，固定组件42，板面41及缓冲装置43。其中，准直器21、22、23及第一晶体31是黏接固定于壳体10内，该第一晶体31采用楔形状且斜面311与底面呈45°角度，且折射率大于1.414，在第一表面311上设置有固定组件42和板面41，该固定组件42和该板面41可限定第二晶体32沿纵向移动。又，板面41和第一晶体斜面311的相交处设置有一缓冲装置43，用于缓冲第一晶体31与第二晶体32的直接接触，以减小晶体损伤。第二晶体32可相对于第一晶体31移动，且具有与第一晶体表面311密合的表面321，该第二晶体32与压电陶瓷体的下端面501相黏结，压电陶瓷体的上端面502使用一固定点或固定板固定于壳体10。

如图3所示，当未对压电陶瓷体50施加电压，第一晶体31和第二晶体32处于第一位置，在该第一位置第一晶体的第一表面311与第二晶体的第二表面321间具有一气隙33，由第一准直器21射入第一晶体31的光束在第一晶体表面311发生全反射后以第二方向从第一晶体31射出。

如图4所示，对压电陶瓷体50施加电压后，该压电陶瓷体50会产生变形而伸长，推动第二晶体的第二表面321与第一晶体的第一表面311相抵触至密合，此时第一晶体31与第二晶体32处于第二位置，从第一准直器21射入第一晶体31的光束不改变方向而直接从第二晶体32中射出。

如图5、图6及图7所示，板面41上有一凹部411和一槽412，从而在其与该固定组件42之间形成一纵向通道，以供第二晶体32于其内上下移动。该凹部411的设计主要为防止光束受板面的阻挡而影响光束的传输。此外，为使第二晶体32能稳固沿纵向移动，而于板面41上设置有槽412。

Claims (7)

1.一种光开关装置，包括：第一晶体，具有第一表面；第二晶体，具有第二表面；及一驱动装置；其特征在于：第一晶体与第二晶体具有相同的折射率；该驱动装置驱动第二晶体相对于第一晶体移动于第一与第二位置之间，在该第一位置，该第一晶体与第二晶体间形成一空气间隙，如此一射入第一晶体的光束在第一晶体的第一表面发生全反射后，以第二方向从该第一晶体射出；在该第二位置该二晶体的第一和第二表面紧密贴合，如此一射入该第一晶体的光束不改变方向，以第一方向穿过该第二晶体。

2.根据权利要求1所述的光开关装置，其特征在于：该驱动装置采用一压电陶瓷体，对该压电陶瓷体通、断电压使之产生伸缩变形以驱动第二晶体相对第一晶体介于第一和第二位置间移动。

3.根据权利要求2所述的光开关装置，其特征在于：该第一晶体斜面上设置有固定部件和板面，该板面上具一凹形设计，从而在板面与固定部件间形成一纵向通道，该第二晶体可沿该纵向通道上、下移动。

4.根据权利要求2所述的光开关装置，其特征在于：所述的第一方向垂直于第二方向。

5.根据权利要求1所述的光开关装置，其特征在于：所述的第一方向垂直于第二方向。

6.根据权利要求5所述的光开关装置，其特征在于：该第一和第二晶体的折射率大于1.414。

7.根据权利要求1所述的光开关装置，其特征在于：该第一和第二晶体的折射率大于1.414。

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