CN2567592Y - 光学开关 - Google Patents

Abstract

一种光学开关包括一输入装置、一输出装置、一光路切换装置、一固持装置及一驱动装置。该输入装置包括一输入光纤、一光纤插针和一准直透镜，该光纤插针收容固持该输入光纤，该准直透镜用以准直该输入光纤输入的光信号。该输出装置包括多根输出光纤、一多芯光纤固持器和一准直透镜，该多芯光纤固持器收容固持该多根输出光纤，该准直透镜用以会聚光信号至该多根输出光纤。该光路切换装置位于输入装置和输出装置之间，具多个棱镜，且该多个棱镜分布于同一圆弧上。该固持装置用以固持并对准输入装置和输出装置。该驱动装置驱动光路切换装置摆动以使不同棱镜置于输入装置和输出装置之间的光路中实现光路切换。

Description

光学开关

【技术领域】

本实用新型是关于一种光通信装置，尤其是关于一种借助棱镜摆动以实现光路转换的光学开关。

【背景技术】

光学开关是一种对光传输线路或集成光路中的诸多信号通路进行相互转换及逻辑操作的器件，它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，实现光路转换，它是光通信领域中不可缺少的重要组件。

根据光学开关的工作原理，可将它分为非机械型光学开关与机械型光学开关。其中，非机械型光学开关主要依靠电光效应、磁光效应、声光效应及热效应改变波导折射率，使光路发生改变，它开关时间短、体积小，便于光集成及光电集成。但是，它插入损耗大、隔离度低，制造成本较高，且技术尚不成熟。机械型光学开关是利用机械及电磁等方式使光纤或光学组件移动，从而实现光束在不同输出端口间切换。与非机械型光学开关相比，此类光学开关插入损耗低、隔离度高，它是目前应用最广泛的光学开关。

请参阅图1，美国专利第4,146,856号揭示一移动光纤型光学开关。该光学开关包括一套管10、二导磁弹片111与112、三支撑组件121、122及123、三光纤131、132及133。该导磁弹片111、112分别穿过并固持于套管10的二端部(未标示)，它位于套管10内的端部(未标示)相交迭，支撑组件121固持于导磁弹片112的端部且端面(未标示)与导磁弹片112的端部齐平，它内部具一通孔124，支撑组件122固定于套管10的管壁(未标示)的特定位置，它具一通孔125，支撑组件123位于导磁弹片111的端部邻近于支撑组件121的位置，它亦具一通孔126，三光纤131、132及133穿过套管10的端部且它一端(未标示)分别固定于支撑组件121、122及123的通孔124、125及126中，且通孔124的中心到导磁弹片112下表面的距离与通孔126的中心到导磁弹片111上表面的距离相等，通孔124的中心到支撑组件121上表面的距离与通孔125的中心到支撑组件122上表面的距离相等。当二导磁弹片111、112具不同磁性时，二导磁弹片111、112相互抵靠，位于支撑组件121、123的通孔124、126中的光纤131、133相互对准；当二导磁弹片111、112具相同磁性时，二导磁弹片111、112相互排斥，致使支撑组件121抵靠管壁，此时位于支撑组件121、122的通孔124、125中的光纤131、132相互对准。此光学开关可实现光路的切换，但，它通过移动光纤131达成光路的切换，因光纤直径小，频繁的开关移动过程中容易出现弯曲变形且它未使用准直透镜准直光束，导致光信号损耗较大，影响光信号传输品质。

请参阅图2，美国专利第5,420,946号揭示一移动光学组件型光学开关。该光学开关包括一输入端14、一反射装置15及多个输出端16。其中，输入端14包括一输入光纤141及一渐变折射率透镜142，该渐变折射率透镜142用以准直输入光纤141输入至反射装置15的光束。反射装置15包括一基底151、一位于基底151的反射镜152，且它与经渐变折射率透镜142准直的光束成45度夹角。该基底151底部具一孔153，它与驱动机构的连杆(图未示)配合以驱动该反射装置15转动，使其与不同输出端16配合，为使反射装置15转动时输入光纤141的输入光束耦合至输出端16，该孔153与渐变折射率透镜142的中心轴共线，且该反射装置15可以该中心轴为轴旋转。多个输出端16分别包括输出光纤161，且各光纤161分别与一渐变折射率透镜162相配合，该多个输出端16沿与孔153及渐变折射率透镜142共轴的圆周固定排列。

输入光纤141输入的光束经渐变折射率透镜142准直输入至反射镜152，通过旋转至不同位置的反射镜152反射后耦合至不同输出端16，达成光路切换的目的。但，该光学开关结构复杂，各输出端16必须精确分布于输入端的四周，光路切换时反射装置15旋转角度的精度要求高，且该多个输出端16均包括多根光纤161及渐变折射率透镜162，使得该光学开关成本较高，同时亦难于向小型化方向发展。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、制程简单、成本低的光学开关。

本实用新型的目的是这样实现的，提供一光学开关，它包括一输入装置、一输出装置、一光路切换装置、一固持装置及一驱动装置。该输入装置包括一输入光纤、一固持输入光纤的插针及一第一准直透镜，该第一准直透镜用以准直从输入光纤发出的输入光信号。该输出装置包括多根输出光纤、一固持多根光纤的多芯光纤固持器及一第二准直透镜，该第二准直透镜用以会聚从光路切换装置发出的光信号，使光信号进入输出装置。该光路切换装置位于输入装置和输出装置之间，它包括多个棱镜及一棱镜固持板，该棱镜固持板具有多个以特定位置排列的棱镜固持孔。该固持装置用以固持并对准输入装置和输出装置。该驱动装置驱动光路切换装置摆动以使不同的棱镜置于输入装置和输出装置之间的光路中，实现光路切换。

与现有光学开关相比较，本实用新型的光学开关通过一多芯光纤固持器固持多根光纤，且该多根光纤共享一准直透镜，结构紧凑、制程简单、易于实现小型化，同时可降低光学开关的生产成本。

【附图说明】

图1是现有光学开关的剖面图。

图2是另一现有光学开关的立体图。

图3是本实用新型光学开关的立体图。

图4是图3沿IV方向的剖面图。

图5是图3沿V方向的剖面图。

图6A是图6B的左视图。

图6B是图6A沿B方向的剖面图。

图6C是图6B的右视图。

图7是本实用新型光学开关的部分光路示意图。

【具体实施方式】

请参阅图3，本实用新型的光学开关包括一输入装置20、一输出装置30、一光路切换装置40、一固持装置50及一驱动装置60。

请参阅图4，输入装置20包括一输入光纤201、第一插针202、第一内套管203、第一外套管204及第一准直透镜205。该输入光纤201用以输入光信号至该光学开关。该第一插针202收容固持该输入光纤201，它一端研磨成6至8度的斜面(未标示)以提高回波损耗，内部具一通孔(未标示)，且通孔相对于斜面的另一端具锥形开口(未标示)，通过该锥形开口可将该输入光纤201导入第一插针202的通孔中，且输入光纤201的端面和第一插针202的斜面齐平。第一准直透镜205与第一插针202相互对准用以准直输入光纤201输入的光束，它邻近第一插针202的端面亦研磨成6至8度的斜面(未标示)以提高回波损耗。该内套管203套设第一插针202及第一准直透镜205，用于相对定位第一插针202及第一准直透镜205。第一外套管204套设于内套管203之外，用于收容保护该输入装置20。

请一并参阅图6A至图6C，输出装置30包括多根光纤301、多芯光纤固持器302、第二内套管303、第二外套管304及第二准直透镜305，其中该多芯光纤固持器302包括第一固持部3021及第二固持部3022，该二固持部半径相同且同轴装配，通过粘合剂粘在一起。该第一固持部3021包括第一外固持管3023及内固持齿轮3025，在内固持齿轮3025的多个齿间隔3027中放置剥去外层保护套(未标示)的光纤3011，且第一外固持管3023及内固持齿轮3025间通过粘合剂粘合；该第二固持部3022包括第二外固持管3024及内固持体3026，且二者之间放置具外层保护套(未标示)的光纤3011，该光纤3011同时穿过多个齿间隔3027及第二外固持管3024与内固持体3026间的空隙，该多芯光纤固持器302由于使用粘合剂粘合光纤，故可将光纤牢牢固持。

光路切换装置40包括一棱镜固持板401，该固持板401具多个棱镜固持孔402，该多个棱镜固持孔402分布于一圆弧上，用以固持多个棱镜403。通过机械控制将不同棱镜置于输入装置20和输出装置30间的光路中，输入装置20输入的光信号经由不同棱镜传输至输出装置30的不同光纤301，由此实现1×N的光路切换。

请参阅图5，驱动装置60与光路切换装置40的棱镜固持板401配合，驱动棱镜固持板401摆动将不同棱镜403置于光路中实现不同光路的切换。

请参阅图4和图5，固持装置50包括一基座503、一凹槽505、三位于基座上的支撑臂501、502及504。该二支撑臂501及502平行设置，且它们顶部相对位置均具一安装通孔(未标示)以固持并对准输入装置20及输出装置30，支撑臂504将光路切换装置40和驱动装置60装配于一起。

请参阅图7，输入光纤201输入的光信号，经准直透镜205准直为平行于光轴的平行光束70，通过多个棱镜403之一棱镜4031将光束折射为与光轴成一特定角度的平行光束71，特定角度的平行光束71经准直透镜305会聚至输出光纤3011。通过驱动装置60驱动光路切换装置40的不同棱镜置于输入装置20与输出装置30之间的光路中，可将同一输入光纤输入的光信号传输至输出装置30的不同输出光纤3011，实现1×N的光路切换。

Claims (10)

1.一种光学开关，其包括：一输入装置、一输出装置、一光路切换装置、一固持装置及一驱动装置，该输入装置包括一输入光纤、一固持该输入光纤的第一插针及一准直光信号的第一准直透镜，该固持装置用以固持并对准输入装置和输出装置，其特征在于：该输出装置包括多根输出光纤、一收容固持该多根输出光纤的多芯光纤固持器及一与多芯光纤固持器相对设置的第二准直透镜，该光路切换装置位于输入装置与输出装置之间，其包括多个棱镜及一棱镜固持件，该棱镜固持件固持上述多个棱镜，其可在驱动装置作用下摆动，而将输入光纤输入的光束选择性地传输到任意一输出光纤。

2.如权利要求1所述的光学开关，其特征在于该输入装置进一步包括第一内套管和第一外套管，该第一内套管套设该第一插针及第一准直透镜，该第一外套管套设于第一内套管外侧。

3.如权利要求1所述的光学开关，其特征在于该输出装置进一步包括第二内套管和第二外套管，该第二内套管套设多芯光纤固持器及第二准直透镜，该第二外套管套设于第二内套管外侧。

4.如权利要求1所述的光学开关，其特征在于该多芯光纤固持器包括一第一固持部，该第一固持部进一步包括第一外固持管和内固持齿轮，该齿轮具多个齿间隔。

5.如权利要求4所述的光学开关，其特征在于该多芯光纤固持器还包括一第二固持部，该第二固持部进一步包括第二外固持管和内固持体，多根光纤同时穿过该多个齿间隔及第二外固持管与内固持体间的空隙，且光纤与固持部之间通过粘合剂粘合。

6.如权利要求5所述的光学开关，其特征在于该多根光纤位于第一固持部内的部分为剥去外层保护套，其位于第二固持部内的部分具外层保护套。

7.如权利要求1所述的光学开关，其特征在于该棱镜固持件是一棱镜固持板，其上具有多个棱镜固持孔，多个棱镜分别装配于多个棱镜固持孔中。

8.如权利要求7所述的光学开关，其特征在于该多个棱镜固持孔分布于同一圆弧上。

9.如权利要求1所述的光学开关，其特征在于该固持装置包括一基座，该基座包括三支撑臂。

10.如权利要求9所述的光学开关，其特征在于其中二支撑臂相对平行设置，其顶部均具一安装输入装置及输出装置的通孔，另一支撑臂支撑驱动装置。

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