專利名稱：光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種光開關(guān)，尤指一種采用透鏡實(shí)現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換的機(jī)械式光開關(guān)。
背景技術(shù)：
光開關(guān)是一種對(duì)光傳輸線路或集成光路中各信號(hào)通路進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換或邏輯操作的無源元件，它廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)、光纖網(wǎng)路系統(tǒng)、光纖測(cè)量系統(tǒng)和光纖傳感系統(tǒng)等，是光通信領(lǐng)域中關(guān)鍵的光學(xué)元件之一。
根據(jù)光開關(guān)的工作原理，它可以分為機(jī)械式光開關(guān)和非機(jī)械式光開關(guān)兩大類。機(jī)械式光開關(guān)是利用機(jī)械、電磁方式使光纖或光學(xué)元件發(fā)生移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)光束在不同端口之間的切換。其中，移動(dòng)光纖型機(jī)械式光開關(guān)通過移動(dòng)光纖實(shí)現(xiàn)光路的切換，但因?yàn)楣饫w直徑小，在移動(dòng)過程中容易發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致插入損耗較大，影響光信號(hào)的傳輸。另一種機(jī)械式光開關(guān)是移動(dòng)光學(xué)元件型光開關(guān)，它的輸入光纖與輸出光纖固定不動(dòng)，通過移動(dòng)光學(xué)元件來達(dá)成光路的切換，這種光開關(guān)插入損耗較低，一般不大于2dB；隔離度較高，一般大于45dB；且不受波長和偏振的影響，是目前應(yīng)用較為普遍的一種機(jī)械式光開關(guān)。
一種現(xiàn)有機(jī)械式光開關(guān)可參考美國專利第5,420,946號(hào)(參照?qǐng)D1)，它包括一輸入裝置610、多個(gè)輸出裝置620和一反射裝置630。其中，該一輸入裝置610包括一輸入光纖611和一自聚焦透鏡612，各輸出裝置620也分別包括一輸出光纖621和一自聚焦透鏡622，反射裝置630位于固定平臺(tái)600的中央安裝孔601中，包括一反射鏡631和固持反射鏡的基座632，該基座632開設(shè)一裝配孔633用來配合外部驅(qū)動(dòng)裝置(圖未示)。該輸入裝置610垂直于固定平臺(tái)600，且與反射鏡631成45度夾角，該多個(gè)輸出裝置620圍繞反射裝置630成放射狀排列。通過外部驅(qū)動(dòng)裝置，可選擇性旋轉(zhuǎn)反射裝置630使輸入光束從不同的輸出光纖621輸出。由于光路具可逆性，該光開關(guān)也可以選擇使輸入光從多根輸出光纖621之一輸入，并傳輸至輸入裝置610。
但是，該現(xiàn)有光開關(guān)的各輸出裝置620彼此分立，使得光開關(guān)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大，且輸入裝置610和多個(gè)輸出裝置620的調(diào)校過程極為繁多。其次，由于輸入裝置610和多個(gè)輸出裝置620之間距離受到限制，使得不能大量擴(kuò)充輸出裝置620的數(shù)目，且精確度要求較高，難以調(diào)校，損耗較大。再次，該光開關(guān)無法擴(kuò)充輸入裝置610的數(shù)目，也就無法實(shí)現(xiàn)輸入光束選擇性自多輸入裝置之一傳輸至多輸出裝置之一。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊可實(shí)現(xiàn)多光路切換的光開關(guān)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的提供一種光開關(guān)，其包括一輸入裝置、一輸出裝置、一光路轉(zhuǎn)換裝置和一驅(qū)動(dòng)裝置，該光路轉(zhuǎn)換裝置是置于輸入裝置和輸出裝置之間。該輸入裝置和輸出裝置結(jié)構(gòu)相同，均包括一內(nèi)置均勻排列多根光纖的光纖插針，該光纖插針均包括一中軸，多根光纖均勻分布于該中軸的四周。該光路轉(zhuǎn)換裝置包括至少二透鏡陣列，該驅(qū)動(dòng)裝置包括至少二擺動(dòng)板，用以分別固持該至少二透鏡陣列，該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該至少二擺動(dòng)板擺動(dòng)，使該至少二透鏡陣列分別有一特定透鏡位于輸入裝置與輸出裝置之間的光路中，從而選擇性將輸入光束從一輸入光纖傳輸至一特定輸出光纖。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)該光開關(guān)采用多光纖插針固持輸入/輸出光纖，并利用擺動(dòng)板置換不同透鏡于光路中以切換光路，使得該光開關(guān)結(jié)構(gòu)更緊湊，并且可實(shí)現(xiàn)多光路選擇。

圖1是現(xiàn)有光開關(guān)的立體圖。
圖2是本實(shí)用新型光開關(guān)的立體圖。
圖3是圖2沿III-III方向的剖面圖。
圖4是圖2沿IV-IV方向的剖面圖。
圖5是本實(shí)用新型光開關(guān)的輸入裝置的右視圖。
圖6和圖7是本實(shí)用新型光開關(guān)的光路示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖2，是本實(shí)用新型光開關(guān)的立體圖。該光開關(guān)10包括一具多根輸入光纖110的輸入裝置100、一具多根輸出光纖210的輸出裝置200、一光路轉(zhuǎn)換裝置300和一驅(qū)動(dòng)裝置400。該光開關(guān)10進(jìn)一步包括一底座500用以固持上述裝置，其包括一基板510。
請(qǐng)一起參閱圖3至圖5，該輸入裝置100固定于一從基板510延伸的定位板520，其包括一內(nèi)置五根輸入光纖110的光纖插針120，該五根輸入光纖110包括具包層部分(未標(biāo)示)和無包層的裸纖部分(未標(biāo)示)，該光纖插針120大致成圓柱狀，其包括一固持部150、一中軸121和一套筒122，該固持部150用來固持該五根輸入光纖110的具包層部分(未標(biāo)示)，在該中軸121的圓柱面(未標(biāo)示)上均勻開設(shè)五V型槽123，用來定位該五根輸入光纖110的裸纖部分(未標(biāo)示)并通過粘膠固住，以使五根輸入光纖110均勻分布于中軸121的四周，套筒122用來保護(hù)光纖110以及使該光纖插針120便于與其他元件配合安裝。該光纖插針120固持于一石英套管130中，為進(jìn)一步保護(hù)該輸入裝置100，在石英套管130外套設(shè)一金屬套管140。
該輸出裝置200和輸入裝置100的結(jié)構(gòu)相同，包括一內(nèi)置五根輸出光纖210的光纖插針220，該光纖插針220包括一固持部250、一中軸221和一套筒222，該五根輸出光纖210固定于V型槽223中。該輸出裝置200固定于一從基板510延伸的定位板530。在此不再詳述。
該光路轉(zhuǎn)換裝置300位于輸入裝置100和輸出裝置200之間，包括一第一透鏡陣列310和一第二透鏡陣列320。每一透鏡均具有一非球曲面及一特定角度的斜面。在驅(qū)動(dòng)裝置400的驅(qū)動(dòng)下，該第一透鏡陣列310的其中一透鏡位于光路中，用以將來自輸入裝置100的光束偏折為特定方向的平行光束，然后傳輸至同樣位于光路中的第二透鏡陣列320的其中一特定透鏡，使該平行光束再發(fā)生偏折并聚焦后傳輸至輸出裝置200的特定光纖210。
該驅(qū)動(dòng)裝置400包括配合第一透鏡陣列310的第一傳動(dòng)桿410、第一擺動(dòng)板420和配合第二透鏡陣列320的第二傳動(dòng)桿430、第二擺動(dòng)板440。該第一傳動(dòng)桿410大致成圓柱狀，其一端(未標(biāo)示)固持于一固定塊540的一定位孔550，并與一外部控制裝置(圖未示)配合，該固定塊540使從基板510延伸而成，該第一傳動(dòng)桿410的另一端(未標(biāo)示)則與第一擺動(dòng)板420相連，該第一擺動(dòng)板420可在基板510的一凹槽560內(nèi)以第一傳動(dòng)桿410為軸擺動(dòng)，它在相對(duì)第一傳動(dòng)桿410的另一端開設(shè)五個(gè)沿弧線排列的安裝孔421，用以收容固納該第一透鏡陣列310。該第一傳動(dòng)桿410在外部控制裝置帶動(dòng)下，使該第一擺動(dòng)板420擺動(dòng)，從而使第一透鏡陣列310的一特定透鏡處于輸入裝置100和輸出裝置200之間的光路中，進(jìn)而將來自輸入裝置100的光束偏折為特定方向的平行光束，然后傳輸至第二透鏡陣列320。
該第二傳動(dòng)桿430及第二擺動(dòng)板440的結(jié)構(gòu)和第一傳動(dòng)桿410及第一擺動(dòng)板420的結(jié)構(gòu)相同，用以在外部控制裝置帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)第二透鏡陣列320的一透鏡位于光路中，從而使來自第一透鏡陣列310的光束發(fā)生偏折并聚焦后傳輸至輸出裝置200的特定輸出光纖210。
組裝時(shí)，首先在底座500安裝驅(qū)動(dòng)裝置400，再調(diào)校輸入裝置100和輸出裝置200的相對(duì)位置后固定，隨后依次裝配第一透鏡陣列310和第二透鏡陣列320，最后檢測(cè)各通道的光學(xué)性能，若結(jié)果表明性能完好則固定各裝置的位置。
請(qǐng)配合參閱圖6，是本實(shí)用新型光開關(guān)的光路示意圖。驅(qū)動(dòng)裝置400驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板420、440擺動(dòng)，使第一透鏡陣列310的其中一透鏡311和第二透鏡陣列320的其中一透鏡321位于光路中，來自多根輸入光纖110其中一輸入光纖111的光束經(jīng)透鏡311的非球曲面(未標(biāo)示)折射為平行光束，該平行光束再經(jīng)透鏡311的具特定角度的端面(未標(biāo)示)偏折為沿特定方向傳輸?shù)钠叫泄馐?，然后入射至透鏡321，其傳輸方向經(jīng)透鏡321具特定角度的端面(未標(biāo)示)發(fā)生偏折，最后經(jīng)透鏡321的非球曲面(未標(biāo)示)匯聚至特定輸出光纖211。請(qǐng)一起參閱圖7，通過驅(qū)動(dòng)裝置400控制擺動(dòng)板440擺動(dòng)，使得第二透鏡陣列320的另一透鏡322位于光路中，從而使光束在透鏡322中改變偏折方向，聚焦至另一輸出光纖212。同樣，通過驅(qū)動(dòng)裝置400控制擺動(dòng)板420擺動(dòng)，可使第一透鏡陣列310的其他透鏡置于光路中，從而使來自不同輸入光纖110的光束發(fā)生偏折后入射至輸出裝置200。因此，該光開關(guān)10可實(shí)現(xiàn)不同輸入光纖110與輸出光纖210之間的導(dǎo)通。
權(quán)利要求1.一種光開關(guān)，其包括一輸入裝置、一輸出裝置、一光路轉(zhuǎn)換裝置和一驅(qū)動(dòng)裝置，該光路轉(zhuǎn)換裝置是置于輸入裝置和輸出裝置之間，其特征在于該輸入裝置包括具多根輸入光纖的插針，該輸出裝置包括具多根輸出光纖的插針，該輸入裝置及輸出裝置的插針分別包括一中軸，多根輸入光纖和輸出光纖均勻分布于該中軸的四周，該光電轉(zhuǎn)換裝置包括至少二透鏡陣列，該驅(qū)動(dòng)裝置包括至少二擺動(dòng)板，用以分別固持該至少二透鏡陣列，該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該至少二擺動(dòng)板擺動(dòng)，使該至少二透鏡陣列分別有一特定透鏡位于輸入裝置與輸出裝置之間的光路中，從而選擇性將輸入光束從一輸入光纖傳輸至一特定輸出光纖。
2.如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于輸入裝置插針的中軸為圓柱形，其表面開設(shè)有多個(gè)V型槽，輸入光纖置于該V型槽中并通過粘膠固定。
3.如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于輸出裝置插針的中軸為圓柱形，其表面開設(shè)有多個(gè)V型槽，輸出光纖置于該V型槽中并通過粘膠固定。
4.如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其中每一透鏡的一端均有一非球曲面。
5.如權(quán)利要求4所述的光開關(guān)，其特征在于其中每一透鏡與非球曲面相對(duì)的一端均具有一特定角度的斜面。
6.如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于該驅(qū)動(dòng)裝置包括至少二傳動(dòng)桿，傳動(dòng)桿固連擺動(dòng)板的一端。
7.如權(quán)利要求6所述的光開關(guān)，其特征在于該擺動(dòng)板的另一端開設(shè)收納相應(yīng)透鏡的多個(gè)安裝孔。
8.如權(quán)利要求7所述的光開關(guān)，其特征在于該擺動(dòng)板可以傳動(dòng)桿為軸擺動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其進(jìn)一步包括一底座，輸入裝置、輸出裝置和驅(qū)動(dòng)裝置均安裝于底座上。
10.如權(quán)利要求9所述的光開關(guān)，其特征在于該底座具有一基板，基板上開設(shè)有一凹槽，擺動(dòng)板可在凹槽內(nèi)擺動(dòng)。
專利摘要一種光開關(guān)包括一輸入裝置、一輸出裝置、一光路轉(zhuǎn)換裝置和一驅(qū)動(dòng)裝置。其中，該輸入裝置和輸出裝置結(jié)構(gòu)相同，都包括一內(nèi)置多根光纖的光纖插針，該光路轉(zhuǎn)換裝置包括一第一透鏡陣列和一第二透鏡陣列。該輸入裝置將輸入光束傳輸至光路轉(zhuǎn)換裝置，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一透鏡陣列的一透鏡和第二透鏡陣列的一特定透鏡位于光路中，第一透鏡陣列的一透鏡將輸入光束轉(zhuǎn)變?yōu)檠靥囟ǚ较?，如水平方向傳輸?shù)墓馐?，該第二透鏡陣列的一特定透鏡隨后使該光束的方向偏折后傳輸至輸出裝置。
文檔編號(hào)G02B6/35GK2543081SQ0222728
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月27日
發(fā)明者周明寶 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司