CN2522877Y - 光路转换装置 - Google Patents

Abstract

一种光路转换装置，其包括输入输出装置、光束反射装置及驱动装置，其中，该光束反射装置包括一光学固持器及一反射器，该反射器可固设于该光学固持器中，且该光学固持器具有平衡结构及可调平衡块，通过调节该平衡块，可使该光学固持器与该反射器在该驱动装置带动下绕一中心轴平衡转动。

Description

光路转换装置

【技术领域】

本实用新型是关于一种光路转换装置，特别是指一种具有可旋转光学固持器的多端口机械式光开关。

【背景技术】

光开关是一种重要的光无源器件，其可用于光纤通信系统、光纤网络、光纤测量系统及光纤传感系统中，起光路转换的作用，是光通信领域中不可缺少的重要元件。

根据光开关端口数量，可分为1×1、1×2、1×N、2×2、4×4、N×M等类型。其中，1×N光开关是一种多端口光开关，其具有一共用端口与N个可选择端口，光信号可从该共用端口传输至N个可选择端口，也可反向传输。

根据光开关的工作原理，可分为机械式光开关及非机械式光开关两类。机械式光开关是利用机械、电磁方式使光纤或光学元件发生移动，从而实现光束在不同输出端口之间的切换。其中，移动光纤型机械式光开关一般具有活动光纤与固定光纤，驱动机构将活动光纤移动，使之与不同固定光纤耦合，实现光路的切换，但因光纤直径小，活动光纤在移动过程中容易产生弯曲变形，与固定光纤难以精确耦合，导致插入损耗较大，影响光信号传输，而且，此种类型光开关不适合多端口光传输。移动光学元件型光开关是另一种机械式光开关，其输入端光纤与输出端光纤固定不动，通过光学元件的移动而实现光路切换，此种光开关插入损耗较低(一般不大于2dB)，隔离度较高(一般大于45dB)，可构成多端口光开关；且不受波长及偏振的影响，是目前应用较为普遍的一种机械式光开关。

如图1所示，美国专利第5,420,946号所揭示的1×N多端口机械式光开关包括输入端、反射装置及N个输出端。其中，输入端包括一输入光纤112及一渐变折射率透镜116，该渐变折射率透镜116用以准直光束。反射装置包括一基底130；一反射镜124设于基底130上，且与输入光纤112输入的光束成45度夹角；一孔132设于该基底130上，可与驱动机构的连杆(图未示)配合，以驱动该反射装置转动，为使反射装置转动时输入光纤112输入的光束耦合至输出端，该孔132与输入光纤112位于同一直线，且该反射装置以该直线为轴旋转。N个输出端包括N根光纤140、142、…、n，且各光纤分别与一渐变折射率透镜160配合，该N个输出端沿圆周固定排列。

通过旋转反射镜124至不同角度位置，输入光纤112输入的光束经反射镜124反射至不同输出端，实现光路切换的目的。

上述光开关可实现1×N型光开关，为使输入光束耦合至不同输出端口，输入光纤112、反射镜124及输出光纤须精确设定位置，且反射装置形状特殊，质量分布不均，重心与旋转中心难以一致，转动过程中容易产生偏心问题，进而引起反射光路偏差，影响光信号传输质量。

又请参见图2与图3，美国专利第6,275,626号所揭示的1×N光开关，包括一输入端210、反射装置228及多个输出端250。其中，该输入端210包括输入光纤211及一渐变折射率透镜212，用以输入光束218；输出端250包括光纤251，各与一渐变折射率透镜252相连，该输出端250分布在以该输入端210为圆心的圆周上，且与该输入端210平行设置，用以接收光信号并输出；反射装置228包括三反射镜282、284及286，其中第一反射镜282与输入端210输入的光束218耦合，可接收输入光束218并反射至第二反射镜284与第三反射镜286，第二反射镜284与第三反射镜286相互垂直且紧靠设置，可将第一反射镜282输入的光束反射至一输出端230，该三反射镜282、284及286两两垂直，且第一反射镜282与第二反射镜284、第三反射镜286之间具有一定间距，该反射装置228与一驱动机构224相连，可转动至不同角度位置，使入射光束218反射至不同输出端。

为避免偏心问题，上述光开关在反射装置228一端设有一平衡块240，该平衡块240与反射装置228在Z轴方向可达到平衡，但是，因反射装置228形状特殊，在X轴方向质量分布不均，难以通过平衡块240达到平衡，不可避免在X轴方向将会产生偏心问题；且该反射装置228的三反射镜282、284及286与平衡块240皆固定，若该三反射镜改变，例如增加镀膜或因损坏而替换，则该平衡块难以作出相应改变，也会造成Z轴方向重量不平衡，仍会产生偏心问题。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种具有平衡结构光学固持器的光路转换装置。

为实现本实用新型的目的，本实用新型光路转换装置包括：一输入端；若干输出端，与该输入端平行设置；一反射器，可将输入光束反射至输出端；一光学固持器，具有若干起平衡作用的平衡臂及若干设置于该平衡臂上的可调平衡块，该光学固持器可容置该反射器于其中，且可通过驱动装置驱动，旋转至不同角度位置，使反射光束与不同输出端耦合，实现光信号在不同端口之间切换的目的。

相较于现有技术，本实用新型具有如下优点：因其具有若干起平衡作用的平衡臂及可调平衡块，因此易于调节平衡及准直，而使得插入损耗较小。

【附图说明】

图1是现有技术光开关的立体示意图。

图2是另一现有技术光开关的立体示意图。

图3是图2现有技术光开关的反射装置立体图。

图4是本实用新型光路转换装置的立体示意图。

图5是本实用新型光路转换装置的立体分解图。

图6是本实用新型光路转换装置的光学固持器剖面图。

图7是本实用新型光路转换装置的光路示意图。

图8是本实用新型光路转换装置的多端口示意图。

【具体实施方式】

请参见图4与图5，本实用新型光路转换装置包括：输入端510、若干输出端520(图中仅示其一)、光束反射装置400及其驱动装置330。其中，输入端510包括用以输入光信号的输入光纤512，一输入准直器514与该输入光纤512相连，用以准直输入光束，且该输入端510固定不动；若干输出端520与输入端510平行设置，且该若干输出端520分布在以输入端510为圆心的圆周上(请参照图8)，其中，若干输出端520分别具有输出光信号的输出光纤522及输出准直器524，且该若干输出端520均固定不动；光束反射装置400包括一光学固持器410、第一反射镜422及第二反射镜424，其中，该光学固持器410具有一本体412，它是由一支持臂411及两平衡臂413、415构成，该支持臂411、平衡臂413及415是连接于一中心点，大体构成Y形平衡结构，且以该中心点为平衡中心，该支持臂411具有一容置部420，它是用以容置该第一反射镜422及第二反射镜424，该两平衡臂413、415各具有一平衡块418，该平衡块418的位置可调，一接合部416是连接于该光学固持器410底部，用以支撑该本体412并与一驱动装置330相连；驱动装置330包括驱动器320及连杆310，该连杆310可与光学固持器410的接合部416相连接，用以驱使该光学固持器410转动至不同角度位置，该驱动器320可为步进电机等。

上述光路转换装置中，光学固持器410可容置第一反射镜422及第二反射镜424于容置部420内，使得支持臂411承受稍大重量，为避免该光学因持器410因支持臂411、平衡臂413及415所承受的重量不均而产生偏心问题，可调节平衡臂413与415上平衡块418的位置，因平衡臂413与415与支持臂411不在同一直线上，从而，可使光学转换装置400于X方向及Z方向均可达到平衡，则光束反射装置400可绕中心轴平衡转动。

又请一并参见图6，本实用新型光路转换装置的光学固持器410剖面图，该光学固持器410的支持臂411上设有第一容置槽421与第二容置槽423，构成容置部420，第一反射镜422可容置并固定于该第一容置槽421，第二反射镜424可容置并固定于该第二容置槽423，该第一容置槽421与该支持臂411成45度角，该第二容置槽423与该支持臂411成45度角。接合部416内设有接合孔417，它可与驱动装置的连杆310配合，使该光学固持器410可于驱动器320驱动下转动。

再请参见图7，本实用新型光路转换装置的光路示意图，因输入光纤512与光学固持器410的转动轴位于同一直线，光束反射装置400位于一特定角度位置时，它输入的光信号经输入准直器514准直，入射至第二反射镜424并反射至第一反射镜422，经第一反射镜422反射后，入射至输出准直器524，并由输出光纤522输出。

从而，光束反射装置400位于不同角度位置则输入光信号可反射至不同输出光纤，实现光信号于不同输出端口间切换的目的。

再请参见图8，本实用新型光路转换装置的多端口示意图，输入端510与光束反射装置400的转动轴位于同一直线，若干输出端520与该输入端510相互平行，且分布于以输入端510为圆心的圆周，输入端510输入的光信号经光束反射装置400的第二反射镜424与第一反射镜422的两次反射，可耦合至输出端520，并由输出光纤522输出。输出端520的数目可为2至10，甚至更多。

另，本实用新型的光路转换装置还可有其它变化设计，例如：将两反射镜改为三角棱镜，或改为单一反射镜；改变输出端的数目、位置，与不同反射装置配合；或将光学固持器的形状改变为其它形状；或改变平衡块的数目等等。

Claims (9)

1.一种光路转换装置，包括：一输入光信号的输入端，若干输出光信号的输出端，一光束反射装置，将该输入端的输入光信号反射至该输出端，其特征在于：该光束反射装置具有平衡结构的本体及若干位置可调的平衡块，通过调节该平衡块的位置，可使该光束反射装置的重量以一中心轴为平衡轴均衡分布，该光束反射装置可绕该中心轴平衡转动。

2.根据权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于：其中该输入端包括一输入光纤，一准直器贴靠于该输入光纤。

3.根据权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于：其中该输出端包括若干光纤，若干准直器贴靠于该若干光纤。

4.根据权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于：该平衡结构为若干平衡臂，位置可调的平衡块是设置在平衡臂上。

5.根据权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于：其中该若干输出端与该输入端平行设置。

6.根据权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于：其中该本体呈Y型，包括一支持臂及两平衡臂且两平衡臂关于该支持臂镜像对称。

7.根据权利要求6所述的光路转换装置，其特征在于：其中该光束反射装置具有第一反射镜，是设置在支持臂上，可与该输出端耦合。

8.根据权利要求6所述的光路转换装置，其特征在于：其中该光束反射装置具有第二反射镜，是设置在支持臂上，可与该输入端耦合。

9.根据权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于：其中该光路转换装置包括一驱动装置。

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