專利名稱：光纖開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種開關(guān)，特別是涉及一種光纖開關(guān)。
背景技術(shù)：
光纖是由能傳送光訊號的玻璃纖維所組成，一條纖細的玻璃纖維可以取代傳統(tǒng)粗大的電纜線，而且具有高傳輸效率、失真度低、不受電磁干擾等優(yōu)點，一條良好的光纖往往能將訊號傳出數(shù)公里，應(yīng)用范圍包含了現(xiàn)代的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)、高品質(zhì)的視訊傳輸，以及橫渡海洋的通話系統(tǒng)等，在進行訊號傳輸?shù)倪^程中，由于需要借由光纖開關(guān)將訊號切換到不同的光纖網(wǎng)絡(luò)，所以光纖開關(guān)是在光纖系統(tǒng)中所不可或缺的重要元件。
例如圖1所示，為以往的第一種光纖開關(guān)，其主要包含一反射鏡110、一輸入光纖10、一第一輸出光纖11，及一第二輸出光纖12。
該反射鏡110包括一圍繞一軸線I的凹反射面111，使用時該反射鏡110是沿著一鄰近于該軸線I且平行一間距d的轉(zhuǎn)軸II旋轉(zhuǎn)。
該輸入光纖10是沿著該轉(zhuǎn)軸II方向面對于該凹反射面111。
該第一輸出光纖11是以兩倍該間距d的寬度平行該轉(zhuǎn)軸II地面對于該凹反射面111。
該第二輸出光纖12是以兩倍該間距d的寬度平行該轉(zhuǎn)軸II地面對于該凹反射面111，配置時該第二輸出光纖12與第一輸出光纖11是相互錯位。
借此，當輸入一光線訊號到該輸入光纖10時，如果同時該反射鏡110正旋轉(zhuǎn)于面對到該第一輸出光纖11，則該光線訊號會借由該凹反射面111的反射導(dǎo)入到該第一輸出光纖11中輸出，而如果該反射鏡110正旋轉(zhuǎn)于面對到該第二輸出光纖12時，則該光線訊號會借由該凹反射面111的反射導(dǎo)入到該第二輸出光纖12中輸出，于是借由該反射鏡100的反射與旋轉(zhuǎn)，就能達成切換光線訊號到該第一、二輸出光纖11、12的開關(guān)功能，然而，由于實際上光線在經(jīng)過該凹反射面111的反射后會有較高的色散(Dispersion)產(chǎn)生，所以該第一、二輸出光纖11、12的數(shù)值孔徑(NumericalAperture)需采用較高者才能夠確保完全接收到反射光線，而無法采用數(shù)值孔徑較小的光纖以減少整體成本。
而如圖2所示，為以往的第二種光纖開關(guān)，其不同處是采用一傾斜成一角度θ的反射鏡120以及一折射率漸變透鏡13組成。
該反射鏡120為平面反射鏡，使用時該反射鏡120是沿著一自一輸入光纖14延伸出的轉(zhuǎn)軸II作旋轉(zhuǎn)。
當一光線訊號到達該輸入光纖14時，會先經(jīng)由該折射率漸變透鏡13再到達該反射鏡120，此時的該反射鏡120能借由旋轉(zhuǎn)方式來進行訊號切換，進而將光線訊號選擇導(dǎo)入到多數(shù)輸出光纖15中的其中一者作輸出，然而，在實際制造時，如何將該反射鏡120的傾斜調(diào)整到最精準的角度θ而不偏差，不但會相當困難，而且經(jīng)由傾斜平面反射后的光程會改變，以致于還會有聚焦不易的缺點發(fā)生。
此外，還有如圖3所示以往的第三種光纖開關(guān)，該第三種光纖開關(guān)與第二種大致相同，其不同處在于還增加一可旋轉(zhuǎn)的濾鏡16作濾光，然而，由于同樣是采用傾斜角度的反射鏡130進行訊號切換，所以同樣會有調(diào)整困難，且不容易聚焦的缺點發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的，是在于提供一種制造容易、成本低廉，且能避免因色散、聚焦等因素而造成光線損耗的光纖開關(guān)。
于是，本發(fā)明光纖開關(guān)包含一殼體、一折射率漸變透鏡、一反射層、一輸入光纖、一第一輸出光纖、一第二輸出光纖，及一驅(qū)動單元。
該折射率漸變透鏡是設(shè)置于該殼體內(nèi)，包括一第一端面、一相反于該第一端面的第二端面，及一自該第一端面朝該第二端面延伸的光軸。
該反射層是面對該第一端面。
該輸入光纖是平行于該光軸地設(shè)置于該殼體內(nèi)并面對該第二端面。
該第一輸出光纖是平行于該光軸及輸入光纖地設(shè)置于該殼體內(nèi)并面對該第二端面。
該第二輸出光纖是平行于該光軸、輸入光纖及第一輸出光纖地設(shè)置于該殼體內(nèi)并面對該第二端面，該光軸、輸入光纖及第一、二輸出光纖是位在同一平面。
該驅(qū)動單元是設(shè)置于該殼體內(nèi)，且是連接于該輸入光纖以及該折射率漸變透鏡的其中一者，并可驅(qū)動使二者產(chǎn)生相對平移，進而使該輸入光纖與光軸之間的一離軸間距是在一第一間距及一第二間距之間作切換，且該第一、二輸入光纖與光軸的距離是分別等于該第一、二間距。
借此，使用者只要控制該驅(qū)動單元就能達成切換光線訊號的開關(guān)功能，所以具有制造容易、成本低廉，避免光線損耗的優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明，附圖中圖1是一示意圖，說明以往的第一種光纖開關(guān)；圖2是一示意圖，說明以往的第二種光纖開關(guān)；圖3是一示意圖，說明以往的第三種光纖開關(guān)；圖4是一組合示意圖，說明本發(fā)明光纖開關(guān)的一第一較佳實施例的組成結(jié)構(gòu)；圖5是一使用示意圖，說明上述該第一較佳實施例的使用情形；圖6是一組合示意圖，說明本發(fā)明光纖開關(guān)的一第二較佳實施例的組成結(jié)構(gòu)；圖7是一組合示意圖，說明本發(fā)明光纖開關(guān)的一第三較佳實施例的組成結(jié)構(gòu)；圖8是一組合示意圖，說明上述該第三較佳實施例的使用狀態(tài)。
具體實施例方式
在本發(fā)明被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
如圖4、5所示，本發(fā)明光纖開關(guān)的第一較佳實施例包含一殼體20、一折射率漸變透鏡30、一反射層40、一輸入光纖50、一第一輸出光纖51、一第二輸出光纖52，及一驅(qū)動單元60。
該折射率漸變透鏡30是設(shè)置于該殼體20內(nèi)，包括一第一端面31、一相反于該第一端面31的第二端面32，及一自該第一端面31朝該第二端面32延伸的光軸I。
該反射層40是面對該第一端面31，在本第一較佳實施例中，該反射層40是借由一平面反射鏡以緊貼于該第一端面31的方式組成，實際制造時也可以借由直接鍍膜于該第一端面31的方式來形成出該反射層40。
該輸入光纖50是以一可變的離軸間距d平行于該光軸I地設(shè)置于該殼體20內(nèi)，并且面對該第二端面32。
該第一輸出光纖51是以一第一間距D1平行于該光軸I地設(shè)置于該殼體20內(nèi)，并且面對該第二端面32。
該第二輸出光纖52是以一不同于該第一間距D1的第二間距D2平行于該光軸I地設(shè)置于該殼體20內(nèi)，并且面對該第二端面32，該光軸I、輸入光纖50及第一、二輸出光纖51、52是位于同一平面。
該驅(qū)動單元60是設(shè)置于該殼體20內(nèi)，用以驅(qū)動該輸入光纖50相對于該光軸I作平移，該驅(qū)動單元60包括二垂直于該光軸I且平行延伸的滑軌61、一滑設(shè)于所述滑軌61且提供該輸入光纖設(shè)置50的滑塊62，及一沿該滑軌61方向連結(jié)于該滑塊62側(cè)面的壓電致動件63。
當該驅(qū)動單元60激活時，可以推、拉該滑塊62以驅(qū)動該輸入光纖50相對于該光軸I作平移，進而使該輸入光纖50的離軸間距d是在該第一、二間距D1、D2之間作切換，因此當該輸入光纖50的離軸間距d是等于該第一間距D1時(如圖4所示)，則該輸入光纖50中的光線訊號會依序經(jīng)由該折射率漸變透鏡30、該反射層40而導(dǎo)入到該第一輸出光纖51，反過來說，如果該輸入光纖50的離軸間距d是等于該第二間距D2時(如圖5所示)，則該輸入光纖50中的光線訊號會導(dǎo)入到該第二輸出光纖52。
所以，相對于以往的三種光纖開關(guān)，本發(fā)明用平移光纖的方式作訊號切換會使得機械動作較單純，因此制造上會較以往簡單、成本低廉，而且先透過該折射率漸變透鏡30作折射，再透過該反射層40將光線導(dǎo)入到其它光纖的方式，則能有效避免光線損耗的問題發(fā)生，因此本發(fā)明能適用在更高頻寬的光纖網(wǎng)絡(luò)，并能保有更優(yōu)良的光傳輸品質(zhì)。
配合如圖6所示，本發(fā)明的第二較佳實施例中與上述的第一較佳實施例大致相同，其不同處是在于該折射率漸變透鏡30也能被一正透鏡70取代，并且能保有同樣折射光線的使用功能。
配合如圖7、8所示，本發(fā)明的第三較佳實施例中與上述的第一較佳實施例大致相同，其不同處是在于該輸入光纖50及第一、二輸出光纖51、53均固定不動，且該輸入光纖50與第一輸出光纖51的距離為一第一間距D1’的兩倍，該輸入光纖50與第二輸出光纖52的距離為一第二間距D2’的兩倍，該驅(qū)動單元60是用以驅(qū)動該折射率漸變透鏡30作平移，進而使該輸入光纖50與光軸I之間的一離軸間距d’是在該第一、二間距D1’、D2’之間作切換，在本第三較佳實施例中，該驅(qū)動單元60包括二分別設(shè)置于該折射率漸變透鏡30兩側(cè)且平行于該光軸I的擋板64，該驅(qū)動單元60包括一垂直于該光軸I的穿伸過該擋板64，并且連接于該折射率漸變透鏡30側(cè)面的電磁致動件65。
該電磁致動件65是用以驅(qū)動該折射率漸變透鏡30產(chǎn)生移動，當該電磁致動件65推動該折射率漸變透鏡30而讓光軸I靠近于該輸入光纖50時，可以使該輸入光纖50的光束導(dǎo)入于該第二輸出光纖52中輸出，而當該電磁致動件65拉動該折射率漸變透鏡30而讓光軸I遠離于該輸入光纖50時，可以使該輸入光纖50的光束導(dǎo)入于該第一輸出光纖51中輸出。
所以在上述說明中，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明光纖開關(guān)在運作上是采用平移光纖或透鏡的方式切換，相較以往用旋轉(zhuǎn)反射鏡的方式作切換，本發(fā)明在控制切換速度上、機械動作上都遠較以往還來得容易許多，而且使用旋轉(zhuǎn)方式通常還需要配合一微型且精密的馬達作控制，相對于本發(fā)明使用該壓電致動件63或電磁致動件65作動，其成本當然更低廉，并且所占空間小也不易損壞，而在使用方面，則可以避免色散以及光程不一的問題發(fā)生，所以光學(xué)耗損小，確實能達到本發(fā)明的使用目的及要求。
權(quán)利要求
1.一種光纖開關(guān)，包含一殼體，以及設(shè)置于該殼體內(nèi)的一反射層、一輸入光纖、一第一輸出光纖、一第二輸出光纖，及一驅(qū)動單元，其特征在于該光纖開關(guān)還包含一設(shè)置于該殼體內(nèi)的折射率漸變透鏡，該折射率漸變透鏡包括一第一端面、一相反于該第一端面的第二端面，及一自該第一端面朝該第二端面延伸的光軸；該反射層是面對該第一端面；該輸入光纖是平行于該光軸地面對該第二端面；該第一輸出光纖是平行于該光軸及輸入光纖地面對該第二端面；該第二輸出光纖是平行于該光軸、輸入光纖及第一輸出光纖地面對該第二端面，該光軸、輸入光纖及第一、二輸出光纖是位在同一平面；及該驅(qū)動單元是連接于該輸入光纖以及該折射率漸變透鏡的其中一者，并可驅(qū)動使二者產(chǎn)生相對平移，進而使該輸入光纖與光軸之間的一離軸間距是在一第一間距及一第二間距之間作切換，且該第一、二輸入光纖與光軸的距離是分別等于該第一、二間距。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖開關(guān)，其特征在于該反射層是借由一緊貼于該第一端面的平面反射鏡所組成。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖開關(guān)，其特征在于該反射層是直接鍍膜形成于該第一端面。
4.如權(quán)利要求1所述的光纖開關(guān)，其特征在于該驅(qū)動單元包括二垂直于該光軸且平行延伸的滑軌、一滑設(shè)于所述滑軌且提供該輸入光纖設(shè)置的滑塊，及一沿該滑軌方向連接于該滑塊側(cè)面的壓電致動件。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖開關(guān)，其特征在于該驅(qū)動單元包括二分別設(shè)置于該折射率漸變透鏡兩側(cè)且平行于該光軸的擋板，及一垂直于該光軸的穿伸過該擋板并連接于該折射率漸變透鏡側(cè)面的電磁致動件。
6.一種光纖開關(guān)，包含一殼體，以及設(shè)置于該殼體內(nèi)的一反射層、一輸入光纖、一第一輸出光纖、一第二輸出光纖，及一驅(qū)動單元，其特征在于該光纖開關(guān)還包含一設(shè)置于該殼體內(nèi)的正透鏡，該正透鏡包括一第一端面、一相反于該第一端面的第二端面，及一自該第一端面朝該第二端面延伸的光軸；該反射層是面對該第一端面；該輸入光纖是平行于該光軸地面對該第二端面；該第一輸出光纖是平行于該光軸及輸入光纖地面對該第二端面；該第二輸出光纖是平行于該光軸、輸入光纖及第一輸出光纖地面對該第二端面，該光軸、輸入光纖及第一、二輸出光纖是位在同一平面；及該驅(qū)動單元是連接于該輸入光纖以及該正透鏡的其中一者，并可驅(qū)動使二者產(chǎn)生相對平移，進而使該輸入光纖與光軸之間的一離軸間距是在一第一間距及一第二間距之間作切換，且該第一、二輸入光纖與光軸的距離是分別等于該第一、二間距。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖開關(guān)，其特征在于該反射層是借由一緊貼于該第一端面的平面反射鏡所組成。
8.如權(quán)利要求6所述的光纖開關(guān)，其特征在于該反射層是直接鍍膜形成于該第一端面。
9.如權(quán)利要求6所述的光纖開關(guān)，其特征在于該驅(qū)動裝置包括二垂直于該光軸且平行延伸的滑軌、一滑設(shè)于所述滑軌且提供該輸入光纖設(shè)置的滑塊，及一沿該滑軌方向連接于該滑塊側(cè)面的壓電致動件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖開關(guān)，主要包含一折射率漸變透鏡、一反射層、一輸入光纖、一第一輸出光纖、一第二輸出光纖，及一驅(qū)動單元。該折射率漸變透鏡包括一設(shè)有該反射層的第一端面、一相反于該第一端面的第二端面，及一自該第一端面朝該第二端面延伸的光軸。該輸入光纖、第一、二輸出光纖是面對該第二端面且位于同一平面。該第一、二輸出光纖分別是以一第一、二間距平行于該光軸設(shè)置。該輸入光纖也是平行于該光軸設(shè)置，并且是借由該驅(qū)動單元平移而在該第一、二間距作切換。借此以達成該輸入光纖的訊號能被切換導(dǎo)入到該第一、二輸出光纖的開關(guān)功能。
文檔編號G02B6/24GK1869749SQ20051007201
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者白富成 申請人:亞洲光學(xué)股份有限公司