專利名稱：光開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學開關，特別是涉及微鏡的N×N OXC(光學交叉連接)光學開關。
背景技術：
從90年代中期，由于因特網、電子商務以及類似技術的推廣，通訊信息量已經出現了巨大的增長。為了進行最有效和經濟的大數量數據傳輸，已經有了高密集波分多路光學通訊系統(tǒng)的研究，最近的結果是在現場(site)上裝載系統(tǒng)的原初格式。這一系統(tǒng)要求交換許多光學信號，這一交換一般是通過將光學信號轉換為電信號，以電的方式發(fā)送電信號，并且將電信號再次轉換為光學信號來完成的。然而，隨著系統(tǒng)容量的增加，已出現一種沒有光—電—光轉換的全光學轉換的OXC(光學交叉連接)開關。圖1描述的是OXC開關的相關技術。
參照圖1，相關的技術的OXC開關是光纖束構成，該光纖束具有用于輸入/輸出光的光纖的二維排列，同時，為了轉換光學路徑，則使用了相對較大量的反射器和微鏡。
參照附圖2，所述的微鏡是由一個支柱(post)支撐的，并且有旋轉軸。通過光纖的光線在輸入端反射到反射器以及所述微鏡上，被轉換到輸出端的光纖上。從輸入端到輸出端的全部路徑長度大約為4L，L即光纖和微鏡之間的距離。對于一條大約100×100光學開關來講，一般來說，L大約100毫米(mm)。由此，由于光學路徑的總長非常長，在光的散射作用下，即便是使用了光纖準直儀(collimator)，仍會有大量的光線喪失。并且，由于要精確地校正光線，光纖束和微鏡要求集成到一個空間里，因此，這種方式不僅裝配設備很困難，而且需要很多的時間，穩(wěn)定性也很差。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明旨在提供一種能基本上解決一個或多個由于前述技術的局限和弱點而引起的問題的光學開關。
本發(fā)明的一個目的是提供一種大能力光學開關，它僅有很小的光損失，并且可以容易地裝配。
本發(fā)明的其他的特點和有益效果將在下面描述，部分將會在描述中很明顯地表明，或者可以從本發(fā)明的實施中領悟到。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點可以從說明書、權利要求和附圖的具體結構中實現和獲得。
為了達到本發(fā)明的上述以及其他有益效果，按照本發(fā)明的目的，按照具體實施例和廣義的描述，本發(fā)明的光學開關包括一個基片(substrate)；一個在基片預定區(qū)域上的光纖輸入部分；一個在基片上與光纖輸入部分隔開一距離的另一預定部位上的光纖輸出部分，其與光纖輸入部分相對；一個在光纖輸入部分和光纖輸出部分之間的第一微鏡部分，以反射來自光纖輸入部分的光線；以及一個在光纖輸入部分和光纖輸出部分之間的第二微鏡部分，它與第一微鏡部分隔開一距離并彼此相對，以將從第一微鏡部分射來的光線反射到光纖輸出部分。
所述基片在對應于光纖輸入/輸出部分以及第一和第二微鏡部合的區(qū)域具有預定深度的槽，以將光纖輸入/輸出部分和第一和第二微鏡部分固定到那里，其中所述槽具有上部傾斜側邊和下部垂直側邊，以形成“Y”形狀。
所述第一以及第二微鏡部分相對于光纖輸入部分射出的光線的光學路徑呈45度角設置。
可選擇的另一種方式是，本發(fā)明的光學開關也可以這樣構造將光纖輸入/輸出部分在基片的預定的位置上以彼此并列的方式設置，將第一微鏡部分放在在基片上的預定位置上與光纖輸入部分隔開一距離，以反射從光纖輸入部分射來的光線，將第二微鏡放在與第一微鏡相對并相隔一距離的基片的預定的區(qū)域，以將從第一微鏡射入的光線反射到光纖輸出部分。
所述光纖輸入部分包括一個硅基片；和安裝在基片上的二維排列的多個輸入光纖，并且所述光纖輸出部分包括一個硅基片；和安裝在基片上與輸入光纖相隔一距離的二維排列的多個輸出光纖。
本發(fā)明還提供一種光學開關，包括一個第一基片；一個在第一基片的預定區(qū)域上的光纖輸入部分；一個在第一基片的預定區(qū)域上的光纖輸出部分；該光纖輸出部分與所述光纖輸入部分彼此并列布置，使得其光學路徑平行；一個相對于光纖輸入部分成45度角的第一微鏡部分，以反射來自光纖輸入部分的光線；以及一個相對于光纖輸出部分成45度角并與所述第一微鏡部分垂直布置的第二微鏡部分，以將從第一微鏡部分射來的光線反射到光纖輸出部分。
按照本發(fā)明的光學開關，不僅由于明顯地縮短了整個的光的路徑而能夠降低整個的光損失，而且可以提供具有高穩(wěn)定性和降低了成本的高容量光學開關。
應該指出，無論是上文的一般性說明還是接下來的詳細描述都是示范性的和注釋性的，都是為了提供對本發(fā)明的更加詳細的解釋。
附圖的簡要說明附圖是為了提供對本發(fā)明的更清楚的理解，是說明書的一個組成部分，揭示了本發(fā)明的實施例，幫助解釋本發(fā)明的原理。
附圖中圖1說明相關的OXC開關技術；圖2說明一個圖1中的微鏡；圖3是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的OXC光學開關的透視圖；圖4是圖3的平面圖；圖5A-5C是在圖3的第一基片上形成槽的方法的步驟的圖示；圖6說明將微鏡的第三基片的一部分插入在第一基片上的槽；和圖7是按照本發(fā)明的第二實施例的OXC光學開關的平面圖。
優(yōu)選實施方式的詳細說明現在詳細描述本發(fā)明的優(yōu)先實施例的相關參考例，


了一些實施例。圖3是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的OXC光學開關的透視圖，圖4是圖3的平面圖。
參照圖3-4，有一個放在第一硅基片或玻璃基片上的輸入光纖束；一個輸出光纖束，設置在第一基片上與輸入光纖束相隔一定距離的位置。每個輸入/輸出光纖束都是安裝第二硅基片上的二維排列的多個光纖。具有一個輸入微鏡和一個輸出微鏡，分別放在輸入光纖束和輸出光纖束之間，二者相隔一定距離并相對設置，與來自各個光纖束的光線的方向成45度角。每個輸入/輸出微鏡都是二維排列的多個微鏡，都有兩個并安裝在第三基片上的旋轉軸。
輸入/輸出微鏡，以及輸入/輸出光纖束都必須精確地固定在第一基片上。由此，本發(fā)明建議將輸入/輸出微鏡的第三基片，以及輸入/輸出光纖束的第二基片插入并固定在第一基片上形成的各個相應的槽中，以促進在輸入/輸出光纖束和輸入/輸出微鏡之間的光學對準，不是以主動的方式，而是通過自對準的方式。
對光學對準將更詳細地說明。圖5A-5C是在圖3中的第一基片上形成槽的方法的步驟的截面圖，圖6是微鏡的第三基片插入第一基片的槽中的截面圖。
參照圖5A，在第一硅基片上構圖一槽，并以濕法蝕刻(wet etched)，以形成一個傾斜槽。
接著，參照圖5B，具有傾斜槽的第一基片使用深度反應離子蝕刻法(RIE)進行干法蝕刻，以在傾斜槽里形成一個垂直槽，以構成一個Y形的槽，該Y形槽具有傾斜上部側邊和垂直下部側邊，如圖5C所示。由于輸入/輸出微鏡的第三基片和輸入/輸出光纖束的第二基片要求垂直地插入到第一基片上，因此，干法蝕刻過程的垂直度要求精確地控制。
參考圖6，輸入/輸出微鏡的第三基片，以及輸入/輸出光纖束的第二基片(未顯示)分別垂直地插入第一基片的槽中，在這種情況下，槽的入口的傾斜部分將使輸入/輸出微鏡的第三基片以及輸入/輸出光纖束的第二基片最初的插入較容易，而槽里面的槽的垂直部分又使要插入第一基片的輸入/輸出微鏡的第三基片和輸入/輸出光纖束的第二基片較為容易地垂直插入和固定。另外，因為在輸入/輸出微鏡的第三基片和輸入/輸出光纖束的第二基片之間的起始的上部和下部側邊以及左和右側邊的對準十分重要，所以，精確地控制槽的寬度、長度和深度是十分重要的。
由此，分別插入第一基片的槽內的輸入/輸出微鏡的第三基片以及輸入/輸出光纖束的第二基片以環(huán)氧樹脂固定，最終將輸入/輸出微鏡的第三基片以及輸入/輸出光纖束的第二基片固定到第一基片上，而不是在自由的空間里(free space)，因此，形成了光的高精確度自對準(self alignment)而不是主動光對準。(active optical alignment)下述為前述光學開關的光學路徑。
從輸入光纖束一端射來的光線以45度角射入輸入微鏡，并且相關的微鏡的旋轉角度在兩個方向上被精確控制，以改變光的路徑到設定的方向。具有改變的光學路徑的光線射入輸出微鏡，并且相關微鏡的旋轉角度在二維方向上被精確控制，以再次改變光的路徑，以將光線垂直地射入輸出光纖束的一端。
因為從輸入端到輸出端的整個光學路徑是在兩個微鏡間的距離的范圍內，不會大于相關技術的1/4，所以可以降低光的損耗。并且，如果輸入/輸出光纖束不是分別固定在各自的第二基片上，而是固定在一個單片的第二基片上，制造過程就變得更簡單了。
圖7是按照本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的OXC光學開關的平面圖。
參照圖7，按照本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的OXC的光學開關包括一個輸入光纖束和一個輸出光纖束，它們并列地固定到一個單片的第二基片上，然后將其固定到第一基片的槽中，并且，象本發(fā)明的第一實施例一樣，輸入/輸出微鏡以相對于輸入光纖束的光路徑45度角安裝在第三基片上，然后，將其固定到第一基片的槽中。
在本發(fā)明第二實施例，由于所述輸入/輸出光纖束被集成到一個基片上，所以光學對準就比那種將輸入光纖束和輸出光纖束分開的本發(fā)明的第一實施例更為簡單和容易。
按照前述解釋，以本發(fā)明的光學開關的方式，可以高效率地制造低光耗，高穩(wěn)定性，低成本的OXC光學開關，由于采取自對準類型容易實現高精確度的光學對準，并且整個光損耗可以降低。
很明顯，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范疇的情況下可以進行各種調整和改變，由此，本發(fā)明當然涵蓋對于這一發(fā)明的調整和改變以使它們包括在后附權利要求以及等同技術的范圍內。
權利要求
1.一種光學開關，包括一個基片；一個在基片預定區(qū)域上的光纖輸入部分；一個在基片上與光纖輸入部分隔開一距離的另一預定部位上的光纖輸出部分，其與光纖輸入部分相對；一個在光纖輸入部分和光纖輸出部分之間的第一微鏡部分，以反射來自光纖輸入部分的光線；以及一個在光纖輸入部分和光纖輸出部分之間的第二微鏡部分，它與第一微鏡部分隔開一距離并彼此相對，以將從第一微鏡部分射來的光線反射到光纖輸出部分。
2.根據權利要求1所述的光學開關，其中，所述基片在對應于光纖輸入/輸出部分以及第一和第二微鏡部分的區(qū)域具有預定深度的槽，以將光纖輸入/輸出部分和第一和第二微鏡部分固定到那里。
3.根據權利要求2所述的光學開關，其中，所述槽具有上部傾斜側邊和下部垂直側邊，以形成“Y”形狀。
4.根據權利要求2所述的光學開關，其中，所述槽具有施加到其上的樹脂，用于將所述光纖輸入/輸出部分和所述第一和第二微鏡部分固定到該槽上。
5.根據權利要求2所述的光學開關，其中，所述第一以及第二微鏡部分相對于光纖輸入部分射出的光線的光學路徑呈45度角設置。
6.根據權利要求1所述的光學開關，其中，所述光纖輸入部分包括一個硅基片；和安裝在該硅基片上的二維排列的多個輸入光纖，并且所述光纖輸出部分包括另一個硅基片；和安裝在該另一硅基片上與輸入光纖相隔一距離的二維排列的多個輸出光纖。
7.根據權利要求1所述的光學開關，其中，光纖輸入/輸出部分彼此并列安裝為一束，并與所述第一和第二微鏡部分成45°角。
8.一種光學開關，包括一個第一基片；一個在第一基片的預定區(qū)域上的光纖輸入部分；一個在第一基片的預定區(qū)域上的光纖輸出部分；該光纖輸出部分與所述光纖輸入部分彼此并列布置，使得其光學路徑平行；一個相對于光纖輸入部分成45度角的第一微鏡部分，以反射來自光纖輸入部分的光線；以及一個相對于光纖輸出部分成45度角并與所述第一微鏡部分垂直布置的第二微鏡部分，以將從第一微鏡部分射來的光線反射到光纖輸出部分。
9.根據權利要求8所述的光學開關，其中，所述第一基片在對應于光纖輸入/輸出部分以及第一和第二微鏡部分的區(qū)域具有預定深度的槽，以將光纖輸入/輸出部分和第一和第二微鏡部分固定到那里。
10.根據權利要求9所述的光學開關，其中，所述槽具有上部傾斜側邊和下部垂直側邊，以形成“Y”形狀。
11.根據權利要求9所述的光學開關，其中，所述槽具有施加到其上的樹脂，用于將所述光纖輸入/輸出部分和所述第一和第二微鏡部分固定到該槽上。
12.根據權利要求9所述的光學開關，其中，每一個所述光纖輸入部分和所述光纖輸出部分包括一個第二硅基片和安裝在該第二硅基片上的二維排列的多個光纖，從而通過所述第二硅基片將所述光纖輸入/輸出部分固定在所述第一基片上。
全文摘要
一種光學開關,包括一個基片;一個在基片預定區(qū)域上的光纖輸入部分;一個在基片上與光纖輸入部分隔開一距離的另一預定部位上的光纖輸出部分,其與光纖輸入部分相對;一個在光纖輸入部分和光纖輸出部分之間的第一微鏡部分,以反射來自光纖輸入部分的光線;以及一個在光纖輸入部分和光纖輸出部分之間的第二微鏡部分,它與第一微鏡部分隔開一距離并彼此相對,以將從第一微鏡部分射來的光線反射到光纖輸出部分。
文檔編號G02B6/35GK1376937SQ0211907
公開日2002年10月30日 申請日期2002年2月7日 優(yōu)先權日2001年2月7日
發(fā)明者李相信, 樸宰永, 夫鐘郁 申請人:Lg電子株式會社