CN2738266Y - 超小型自锁式1×2机械光开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超小型自锁式1×2机械光开关，属于集成光电子器件领域，涉及机械光开关。包括带有上盖113的基座1，固定反射镜5及小平台2和三尾纤准直器3，在基座上置有微型继电器7，继电器上固定有悬臂梁6，在悬臂梁的末端固定有活动反射镜4。优点在于：结构新颖，所选用的继电器是超小型带自锁低功耗继电器，具有断电自锁功能，可以在断电的情况下，保持原来状态不变；不但开关时间快，也有效减小器件的体积，使器件的整体封装容易，气密性较好，重复性较佳。还具有损耗低，体积小，成本低，寿命长等优点。本实用新型的方法适合于工业化生产。

Description

超小型自锁式1×2机械光开关

技术领域

本发明属于集成光电子器件领域，涉及机械光开关。

背景技术

机械式光开关分为两大类产品，即采用微精密电机控制的机械式多通道1×N光开关和采用电磁驱动方式的机械式光开关，如移动棱镜式、光楔式，以1×2、2×2、1×4光开关等，目前已经能够商业化规模生产。

从工作原理上说，现有的商用机械式光开关，都是采用光纤准直器与光纤准直器对准来实现输入端与输出端的耦合，通过移动准直器或移动光学元件，如棱镜、反射镜、光楔，使准直光束传输方向发生改变来实现输入光路与输出光路的切换，通过磁碰锁式驱动准直器或光学元件，移动定位，多通道1×N光开关则由微精密电机步进角精度决定，来保证光开关插入损耗的一致性。因此，与使用的光波长、偏振态无关，不受系统采用的数据格式的限制，价格相对便宜。从结构及加工工艺上说，机械式光开关采用传统的精密机械加工工艺，可以进一步将机械零部件、光学元件小型化，也可以在一定程度上级联，如4×4光开关一般都采用2×2光开关级联而成一体，但不能够规模集成，因此，外型尺寸较大。另外，机械式光开关的光路切换，是通过移动准直器或光学元件来实现，移动的部件行程一般在0.1～10mm，因此，开关时间局限在3～15ms量级，多通道1×N光开关相邻通道开关时间则在15ms左右。

通常的反射式1×2机械光开关的主要部件为继电器、轴承及轴承座、反射镜和两个光纤准直器。当继电器带动机械系统使反射镜处于光路中时，从输入光纤进入的光从某一输出光纤输出；当反射镜在继电器的带动下处于移出光路时，从输入光纤进入的光将直接传输给另外的一根输出光纤，从而实现了光路的交换。

上述的光开关由于采用两侧各有一个准直器并依靠机械运动反射镜的方式来改变光路，这种结构的光开关一般体积较大，器件的整体封装困难，气密性较差，几乎不能通过Telcordia可靠性实验。另外由于体积较大，输入光束和输出光束之间的空间距离较长，因而带来器件的插入损耗较大，典型值大于0.5dB；还有，由于体积较大，机械件之间的配合不可避免地存在少许间隙，所以反射镜每次动作的位置有少许的变化，这必将影响反射光线的角度变化，从而导致插损的不同，也就是说重复性欠佳。再有，这种机械光开关选择的继电器不带有断电保持状态功能。

发明内容

本发明提供一种超小型自锁式1×2机械光开关，以解决目前机械光开关器件存在的体积较大，器件的整体封装困难，气密性较差，重复性欠佳和选择的继电器不带有断电保持状态功能的的问题。本发明采取的技术方案是：包括带有上盖113的基座1，小平台2固定在该基座1上，一面镀有高反射膜的固定反射镜5的另一面固定于该小平台2的挡板201上，三尾纤准直器3固定粘接在基座1上的圆形开口处114内，在该基座内固定粘接微型继电器7，该继电器7上固定有悬臂梁6，活动反射镜4的一面镀有高反射膜，它的另一面固定于悬臂梁6的挡板601上；所述的三尾纤准直器3的三根光纤301、302、303固定在同一个玻璃管304中，该玻璃管304的端平面镀有增透膜，该玻璃管304的该平面处与透镜305固定粘接，三尾纤准直器3的三根光纤301、302、303在玻璃管304中的排列方式为直线形或等边三角形；所述的继电器7是一种微型的单刀双掷带自锁的继电器，它的两个线圈701和702的驱动端分别与基座1上的管脚103和管脚110连接。

工作时，当管脚103的电位比管脚110电位高时，线圈701吸合，悬臂梁6带着活动反射镜移入光路；当管脚103的电位比管脚110电位低时，线圈702吸合，悬臂梁6带着活动反射镜移出光路，从面实现了1×2机械光开关的开关功能。继电器7具有自锁功能，当突然断电时能保持原来的吸合状态不变。

本发明的优点在于：结构新颖，所选用的继电器是超小型带自锁低功耗继电器，具有断电自锁功能，可以在断电的情况下，保持原来状态不变；不但开关时间快，也有效减小器件的体积，使器件的整体封装容易，气密性较好，重复性较佳。还具有损耗低，体积小，成本低，寿命长等优点。本发明的方法适合于工业化生产。

附图说明

图1、本发明装配结构示意图；

图2、本发明机座1与上盖结构示意图；

图3、本发明基座1俯视图；

图4、本发明三尾纤准直器3中三根光纤呈直线排列的横截面结构示意图；

图5、本发明三尾纤准直器3中三根光纤呈等边三角形排列的横截面结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，包括带有上盖113的基座1，小平台2固定在该基座1上，一面镀有高反射膜的固定反射镜5的另一面固定于该小平台2的挡板201上，三尾纤准直器3固定粘接在基座1上的圆形开口处114内，在该基座内固定粘接微型继电器7，该继电器7上固定有悬臂梁6，活动反射镜4的一面镀有高反射膜，它的另一面固定于悬臂梁6的挡板601上；所述的三尾纤准直器3的三根光纤301、302、303固定在同一个玻璃管304中，该玻璃管304的端平面镀有增透膜，该玻璃管304的该平面处与透镜305固定粘接，三尾纤准直器3的三根光纤301、302、303在玻璃管304中的排列方式为直线形；所述的继电器7是一种微型的单刀双掷带自锁的继电器，它的两个线圈701和702的驱动端分别与基座1上的管脚103和管脚110连接。该继电器的工作电压5伏，工作电流小于30mA；转换时间典型值2-3ms；具有断电自锁功能，可以在断电的情况下保持原来状态不变；在该继电器上用激光焊接焊上金属悬臂梁6，该继电器的体积为4mm×4mm×3mm。

实施例2

参见图1、图2、图3和图5，将实施例1所述的三尾纤准直器3中的三根光纤呈等边三角形排列，其余不变。

典型测试结果为：

外形尺寸：16.8mm×10mm×8mm

性能指标：波长范围：1260～1600nm；

插入损耗：典型0.3dB，最大0.4dB；

极化依赖：典型0.05dB；串音：＜60dB；

开关时间：2～3ms；PMD：＜0.1ps；消光比：＞55dB。

Claims (4)

1、一种超小型自锁式1×2机械光开关，包括带有上盖(113)的基座(1)，小平台(2)固定在该基座(1)上，一面镀有高反射膜的固定反射镜(5)的另一面固定于该小平台(2)的挡板(201)上，其特征在于：三尾纤准直器(3)固定粘接在基座(1)上的圆形开口处(114)内，在该基座内固定粘接微型继电器(7)，该继电器(7)上固定有悬臂梁(6)，活动反射镜(4)的一面镀有高反射膜，它的另一面固定于悬臂梁(6)的挡板(601)上。

2、根据权利要求1所述的超小型自锁式1×2机械光开关，其特征在于：三尾纤准直器(3)的三根光纤(301)、(302)、(303)固定在同一个玻璃管(304)中，该玻璃管(304)的端平面镀有增透膜，该玻璃管(304)的该平面处与透镜(305)固定粘接。

3、根据权利要求2所述的超小型自锁式1×2机械光开关，其特征在于：三尾纤准直器(3)的三根光纤(301)、(302)、(303)在玻璃管(304)中的排列方式为直线形或等边三角形。

4、根据权利要求1所述的超小型自锁式1×2机械光开关，其特征在于：所述的继电器(7)是一种微型的单刀双掷带自锁的继电器，它的两个线圈(701)和(702)的驱动端分别与基座(1)上的管脚(103)和管脚(110)连接。

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