CN2503501Y - 光开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光开关,其包括光开关本体及光纤,光开关本体由套管、高透光介质、压电陶瓷体、反射膜板、光纤准直器组成。两个光纤准直器分别设在套管的两端;高透光介质位于两个光纤准直器中间;压电陶瓷体与反射膜板相连接,固定于套管内侧,当压电陶瓷体因加电压、断电压而产生机械变形时,推动反射膜板纵向移动,控制光束的传输方向,进而实现开关功能。
Description
本实用新型有关一种光开关，尤其是一种利用压电陶瓷体加电压后产生机械变形，改变反射模板位置从而改变光的行进方向的光开关。
随着光纤应用领域的不断扩大，为了在光传输系统中获得所期望的光信号传输路径，光信号在不同光纤之间的转换变得十分必要，从而，一理想的光开关成为重要的光学组件。典型的光开关具有一个或多个的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的光信号的相互转换或逻辑操作。
根据其工作原理，光开关可分为机械式和非机械式两大类。机械式光开关靠光纤或光学组件的移动，使光路发生改变。这种光开关目前存在的不足之处在于开关时间较长，一般为毫秒数量级，有的还存在回跳抖动和重复性较差等问题。
移动光纤式光开关，其输入或输出端中的一端为固定，另一端可以移动，通过移动活动光纤实现光路的切换。其缺点在于：一方面为了避免额外的附加损耗，输入光纤与输出光纤需要精确对准，这将增加制造成本与复杂性；另一方面光纤在无保护装置下移动易于折损，而加上保护装置又会使光纤柔韧性降低，且，移动光纤这一机械运动将限制移动光纤式光开关的速度，使这类光开关不能适应日益发展的光通讯业界的需求。
移动光学组件式光开关是通过光学组件使光路发生改变，如：移动套管，移动反光镜，移动棱镜等等。如相关美国专利第4,790,621号揭示的一利用六面棱镜的移动而改变光路的光开关。美国专利第4,261,638号揭示的是一通过可旋转的反射组件而实现光路相应转换的光开关。以上所述之光开关由于受到光学组件机械移动或转动速度的影响，因而速度受到限制，一般较慢。同时，移动光学组件式光开关还需要满足光学组件移动后的精确定位，故，制作技术难度较高，且，在实际的制程中较难达到理想的要求，故，光开关的损耗较大。
本实用新型目的在于提供一种切换速度较快、损耗小、制程较简单的光开关。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：本实用新型光开关包括有光开关本体及光纤，其中光开关本体由套管、高透光介质、压电陶瓷体、反射膜板及光纤准直器组成，其中两个光纤准直器分别设在套管的两端；高透光介质位于两个光纤准直器中间；压电陶瓷体与反射膜板相连接，固定在套管内的一侧，当压电陶瓷体因加电压、断电压而产生机械变形时，推动反射膜板纵向移动，控制光束的行径方向，进而实现开关功能。
相较于现有技术，本实用新型光开关，由于反射膜板较轻，因而开关速度大体取决于压电陶瓷体的运作速度，一般压电陶瓷体的运作速度达1kHz/s以上，切换速度较快，损耗较小，且制程简单。
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型光开关在未加电压时的剖面示意图。
图2为本实用新型光开关加电压后的剖面示意图。
请参照图1及图2所示，本实用新型光开关由输入光纤1、第一输出光纤2、第二输出光纤3及光开关本体4组成。
光开关本体4包括：高透光介质40、压电陶瓷体41、反射膜板42、套管43、单光纤准直器44及双光纤准直器45。
套管43由玻璃或金属材料制成。单光纤准直器44及双光纤准直器45分别设在套管的两端，输入光纤1与第二输出光纤3系装置于双光纤准直器45之中，而第一输出光纤2则设置于单光纤准直器中。高透光介质40可以是高透光平面晶体、高透光玻璃及塑料等，位于单光纤准直器44及双光纤准直器45之间。
压电陶瓷体41是一种晶体材料，固定在套管43内，反射膜板42与之相连并可沿高透光介质40来回移动。而压电陶瓷体之特点为是当受外力而产生变形时，会由于内部极化而在表面上产生电荷。反之，如果在压电材料上施加一定强度的电场，则会引起材料的机械变形，本实用新型就是利用了这一特点。压电陶瓷体的导电率低，允许工作温度条件好，故常被用于高速的开、关驱动。
反射膜板42是一种不透光的薄板，可以用金属材料制成，也可以在一高透光薄平面晶体背面镀膜而制成。镀层可以是厚度约为1μm的银或其它高反射材料膜，以获得较好的全反射。镀膜可按以下步骤完成，首先在一高透光薄平面晶体的背面镀一层银或其的高反射材料膜，约镀1μm；其次在银膜的基础上再镀多层以增加全反射；最后镀保护膜于全反射膜上。
参照图1所示，当光开关4未加电压时，光束直接自输入光纤1到达单光纤准直器44，由其接收光束并进入第一输出光纤2。参照图2所示，光开关4加电压后，压电陶瓷体41伸长，推动反射膜板42，使光束受阻反射，经双光纤准直器45，由第二输出光纤3将光输出；断电压后，压电陶瓷体41恢复原形使反射膜板缩回原位。
Claims (6)
1.一种光开关，包括：一光开关本体及输入/输出光纤，其中光开关本体包括套管、反射膜板及光纤准直器，光纤准直器分别设在套管的两端，且输入/输出光纤装置于光纤准直器之中，其特征在于：光开关本体还包括一与电路相连的压电陶瓷体，反射膜板固定于压电陶瓷体之上。
2.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于：光开关本体内设有一高透光介质，位于套管两端的光纤准直器之间并与压电陶瓷体邻抵。
3.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于：反射膜板是一不透光的薄板，可以是金属材料，也可以在一高透光薄平面晶体背面镀膜而制成。
4.根据权利要求2所述的光开关，其特征在于：高透光介质可以是高透光平面晶体、高透光玻璃或塑料。
5.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于：光开关内的两个光纤准直器，其中一个为双光纤准直器，另一个为单光纤准直器。
6.根据权利要求5所述的光开关，其特征在于：双光纤准直器可由两个单光纤准直器替代。
Priority Applications (1)
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| CN 01215322 CN2503501Y (zh) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 光开关 |
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| CN 01215322 CN2503501Y (zh) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 光开关 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN2503501Y true CN2503501Y (zh) | 2002-07-31 |
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Family Applications (1)
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| CN (1) | CN2503501Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1314981C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-05-09 | 上海市激光技术研究所 | 三端可交换光开关 |
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2001
- 2001-02-21 CN CN 01215322 patent/CN2503501Y/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN1314981C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-05-09 | 上海市激光技术研究所 | 三端可交换光开关 |
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