專利名稱：基于光纖陣列同步2×2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體說(shuō)是一種基于光纖陣列的同步2X2機(jī)械 式光開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用以及光聯(lián)網(wǎng)的提出，光開(kāi)關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為未來(lái)光聯(lián) 網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，光開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于交叉連接設(shè)備、保護(hù)倒換、分插復(fù)用器等各種設(shè)備 中，可實(shí)現(xiàn)在全光層的路由選擇、波長(zhǎng)選擇、光交叉連接以及自愈保護(hù)等功能。傳統(tǒng)的光開(kāi) 關(guān)技術(shù)主要采用波導(dǎo)和機(jī)械兩種技術(shù)，介質(zhì)波導(dǎo)光開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度在微秒到亞毫秒量級(jí)， 體積小且易于集成為大規(guī)模的陣列，但插入損耗、隔離度、消光比、偏振敏感性等指標(biāo)都較 差；機(jī)械式光開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度在毫秒量級(jí)，有比較低的插入損耗和串音效果，以及成本低、 設(shè)計(jì)配置簡(jiǎn)單，在很多應(yīng)用領(lǐng)域有著廣闊的市場(chǎng)需求，但其設(shè)備龐大、可擴(kuò)展性一般，不適 用于大規(guī)模的開(kāi)關(guān)矩陣及光交叉連接器應(yīng)用。這就需要通過(guò)優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步改進(jìn) 機(jī)械式光開(kāi)關(guān)的體積及操作性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于光纖列陣的同步2X2機(jī)械 式光開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)及其控制方法，該光開(kāi)關(guān)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗低，體積較小，并且光開(kāi)關(guān)的耦 合效率可以得到有效保證。 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是 本發(fā)明提供一種基于光纖列陣的同步2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其中包括
—第一光纖陣列基座，該第一光纖陣列基座為圓柱型，中心有圓形通孔；柱面沿圓 周方向上均勻分布有12個(gè)與柱面垂直的光纖通道；每個(gè)通道的頂部固定一個(gè)光纖頭，該光 纖頭的一端露出第一光纖陣列基座的表面； —耦合基座，耦合基座為圓柱型，中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布 12個(gè)通孔，該通孔與第一光纖陣列基座的通道對(duì)應(yīng)，所述光纖頭露出的部分插入耦合基座 的通孔； —第二光纖陣列基座，第二光纖陣列基座的結(jié)構(gòu)與第一光纖陣列基座的結(jié)構(gòu)相 同，包括中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布有12個(gè)與柱面垂直的光纖通道，每 個(gè)通道的頂部固定一個(gè)光纖頭，該光纖頭的一端露出第二光纖陣列基座的表面，所述光纖 頭露出的部分插入耦合基座的通孔； —柱形軸，所述第一光纖陣列基座、耦合基座和第二光纖陣列基座均套接在柱形 軸上；第一光纖陣列基座和耦合基座插合后與柱形軸固定；第二光纖陣列基座是沿柱形軸 的縱向滑動(dòng)，或繞軸在30度范圍內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述第一光纖陣列基座的光纖頭，按照順時(shí)針?lè)较蚺判驗(yàn)?1A)至(1L)，其中
光纖頭(1A)通過(guò)短光纖與光纖頭(1J)相連；
光纖頭(IB)通過(guò)短光纖與光纖頭(IE)相連；
光纖頭(1C)通過(guò)短光纖與光纖頭(II)相連；
光纖頭(ID)通過(guò)短光纖與光纖頭(1G)相連；
光纖頭(IF)通過(guò)短光纖與光纖頭(1L)相連；
光纖頭(1H)通過(guò)短光纖與光纖頭(IK)相連。 其中耦合基座的通孔的分布半徑與第一光纖陣列基座中的光纖通道相同，按照順 時(shí)針?lè)较蝰詈匣耐着判驗(yàn)?2A)至(2L)，每個(gè)通孔中均安裝一陶瓷C形管，便于第一 光纖陣列基座和第二光纖陣列基座的光纖頭的對(duì)正耦合。 其中第一光纖陣列基座與耦合基座插合時(shí)，保證光纖頭(1A-1L)與通孔(2A-2L) 相對(duì)應(yīng)。 其中第二光纖陣列基座的各光纖頭按照逆時(shí)針?lè)较蚺判驗(yàn)?3A-3L)，光纖頭引出 的光纖連接到預(yù)定切換的光路。 本光開(kāi)關(guān)將兩組光纖陣列(帶光纖頭)分別以相同半徑的圓周分布固定在兩個(gè)同 軸的柱形基座上(其中一組的光纖頭套接在C形陶瓷管中)，形成兩個(gè)光纖插座(一公一 母)。兩個(gè)基座之間可以做平動(dòng)以及30度轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)平動(dòng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)基座可以光纖陣列的對(duì) 應(yīng)關(guān)系發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)的多路光路切換。
本發(fā)明的有益效果是 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，可以實(shí)現(xiàn)同步2X2光開(kāi)關(guān)的功能。 本發(fā)明中光的準(zhǔn)直由于只存在轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)自由度，簡(jiǎn)化了光準(zhǔn)直的空間復(fù)雜度。使
得操作更為方便。 本發(fā)明的耦合效率由光纖頭與C形管的配合控制，耦合效率高。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō) 明，其中包括 圖1是本發(fā)明的原理示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的等效光通路圖； 圖3是本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3中第一光纖陣列基座1的側(cè)視圖； 圖5是圖3中耦合基座2的側(cè)視圖； 圖6是圖3中第二光纖陣列基座3的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1-圖6，本發(fā)明是一種基于光纖陣列的3組2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，包括
第一光纖陣列基座1為圓柱型(圖3及圖4)，中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向 上均勻分布有12個(gè)與柱面垂直的光纖通道；每個(gè)通道的頂部固定一個(gè)光纖頭，12個(gè)光纖頭 按照順時(shí)針?lè)较蚺判驗(yàn)?A至1L ;該光纖頭的一端露出第一光纖陣列基座1的表面，形成一 個(gè)光纖陣列插頭(公)；光纖頭的另一端連接短光纖，其中
光纖頭1A通過(guò)短光纖與光纖頭1J相連。
光纖頭IB通過(guò)短光纖與光纖頭IE相連。 光纖頭1C通過(guò)短光纖與光纖頭II相連。 光纖頭ID通過(guò)短光纖與光纖頭1G相連。 光纖頭IF通過(guò)短光纖與光纖頭1L相連。 光纖頭1H通過(guò)短光纖與光纖頭IK相連。 第一光纖陣列基座1的各光纖頭通過(guò)短光纖連接的關(guān)系如表1所示 表l
1A-1JIB-IE1C-1I
1D-1G1F-1L1H-1K —耦合基座2 (圖3及圖5)，耦合基座2為圓柱型，中心有圓形通孔；柱面沿圓周 方向上均勻分布12個(gè)通孔。通孔的分布半徑與第一光纖陣列基座1中的光纖通道相同，按 照順時(shí)針?lè)较蚺判驗(yàn)?A至2L，每個(gè)通孔中均安裝一陶瓷C形管。形成一個(gè)雙母頭的光纖陣 列插座。 —第二光纖陣列基座3(圖3及圖6)，第二光纖陣列基座3的結(jié)構(gòu)與第一光纖陣 列基座1的結(jié)構(gòu)相同。包括中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布有12個(gè)與柱面 垂直的光纖通道31，每個(gè)通道31的頂部固定一個(gè)光纖頭，各光纖頭按照逆時(shí)針?lè)较蚺判驗(yàn)?3A-3L ;該光纖頭的一端露出第二光纖陣列基座3的表面，所述光纖頭露出的部分插入耦合 基座2的通孔21 ;光纖頭的另一端引出光纖連接到預(yù)定切換的光路。各光纖頭所連接的光 路如表2所示
表2
光纖頭3A3B3C3D3E3F3G3H313J3K3L
光路IAaIVCdIIDcIIIBb —柱形軸4，第一光纖陣列基座l，耦合基座2，第二光纖陣列基座3均套接在柱形 軸4上；第一光纖陣列基座l，耦合基座2插合后與柱形軸4固定；第二光纖陣列基座3是 沿柱形軸4的縱向滑動(dòng)，或繞軸在30度范圍內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)；
本發(fā)明的工作過(guò)程為 初始狀態(tài)，如圖1左所示，第二光線陣列基座3的光纖頭插入耦合基座2的通孔 21，此時(shí)光纖頭3A-3L分別與耦合基座的通孔2A-2L對(duì)應(yīng)。由于通孔2A-2L與第一光線陣 列基座的光纖頭1A-1L對(duì)應(yīng)，于是有光纖頭3A-3L與光纖頭1A-1L對(duì)應(yīng)。結(jié)合第一光纖陣 列基座1上各光纖頭的連接情況(表1)以及第二光纖陣列基座3各光纖頭所連接光路的 情況(表2)(請(qǐng)同時(shí)參閱圖2)，各光路有如下連接關(guān)系
光路A連結(jié)到光路C，光路B連結(jié)到光路D ;
光路a連結(jié)到光路c，光路b連結(jié)到光路d ;
光路I連結(jié)到光路III，光路II連結(jié)到光路IV。
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切換光路時(shí)，首先操作第二光纖陣列基座3先沿柱形軸4縱向運(yùn)動(dòng)，使其光纖頭與 耦合基座2的通孔21脫離，然后操作第二光纖陣列基座3繞柱形軸4順時(shí)針(光纖頭背向 操作人方向)旋轉(zhuǎn)30度，使得光纖頭3A-3L的位置分別與通孔2B-2L，2A相對(duì)應(yīng)；再操作第 二光纖陣列基座3先沿柱形軸4縱向運(yùn)動(dòng)使得其光纖頭重新插入耦合基座2的通孔21中； 由于通孔2A-2L與第一光線陣列基座的光纖頭1A-1L對(duì)應(yīng)，于是有光纖頭3A-3L與光纖頭 1B-1L， 1A相對(duì)應(yīng)；結(jié)合第一光纖陣列基座1各光纖頭的連接情況(表1)以及第二光纖陣 列基座3各光纖頭所連接光路的情況(表2)，此時(shí)各光路連結(jié)關(guān)系變?yōu)?
光路A連結(jié)到光路D，光路B連結(jié)到光路C ;
光路a連結(jié)到光路d，光路b連結(jié)到光路c ;
光路I連結(jié)到光路IV，光路II連接到光路III ;
從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 3組同步的2x2光路切換。 本發(fā)明中，由于第一光纖陣列基座l，耦合基座2和第二光纖陣列基座3都同軸安 裝在柱形軸4上，使得與耦合相關(guān)的僅有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，同時(shí)C形管結(jié)構(gòu)使得兩個(gè)光纖頭 的耦合效率與傳統(tǒng)的法羅盤相同，保證了高的耦合效率。通過(guò)簡(jiǎn)單的插拔轉(zhuǎn)動(dòng)即可同時(shí)實(shí) 現(xiàn)3路2X2的光路切換，操作簡(jiǎn)單快捷。通過(guò)外部機(jī)械設(shè)計(jì)還可以將這個(gè)過(guò)程更為簡(jiǎn)化， 并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于光纖列陣的同步2×2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其中包括一第一光纖陣列基座，該第一光纖陣列基座為圓柱型，中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布有12個(gè)與柱面垂直的光纖通道；每個(gè)通道的頂部固定一個(gè)光纖頭，該光纖頭的一端露出第一光纖陣列基座的表面；一耦合基座，耦合基座為圓柱型，中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布12個(gè)通孔，該通孔與第一光纖陣列基座的通道對(duì)應(yīng)，所述光纖頭露出的部分插入耦合基座的通孔；一第二光纖陣列基座，第二光纖陣列基座的結(jié)構(gòu)與第一光纖陣列基座的結(jié)構(gòu)相同，包括中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布有12個(gè)與柱面垂直的光纖通道，每個(gè)通道的頂部固定一個(gè)光纖頭，該光纖頭的一端露出第二光纖陣列基座的表面，所述光纖頭露出的部分插入耦合基座的通孔；一柱形軸，所述第一光纖陣列基座、耦合基座和第二光纖陣列基座均套接在柱形軸上；第一光纖陣列基座和耦合基座插合后與柱形軸固定；第二光纖陣列基座是沿柱形軸的縱向滑動(dòng)，或繞軸在30度范圍內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一光纖陣列基座的光纖頭，按照順時(shí)針?lè)较蚺判驗(yàn)?1A)至(1L)，其中光纖頭(1A)通過(guò)短光纖與光纖頭(1J)相連；光纖頭(1B)通過(guò)短光纖與光纖頭(1E)相連；光纖頭(1C)通過(guò)短光纖與光纖頭(1I)相連；光纖頭(1D)通過(guò)短光纖與光纖頭(1G)相連；光纖頭(1F)通過(guò)短光纖與光纖頭(1L)相連；光纖頭(1H)通過(guò)短光纖與光纖頭(1K)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于光纖陣列的同步2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其中耦合基座的通孔的分布半徑與第一光纖陣列基座中的光纖通道相同，按照順時(shí)針?lè)较蝰詈匣耐着判?為(2A)至(2L)，每個(gè)通孔中均安裝一陶瓷C形管，便于第一光纖陣列基座和第二光纖陣列基座的光纖頭的對(duì)正耦合。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于光纖陣列的同步2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其中第一光纖陣列基 座與耦合基座插合時(shí)，保證光纖頭(1A-1L)與通孔(2A-2L)相對(duì)應(yīng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于光纖陣列的同步2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其中第二光纖陣列基 座的各光纖頭按照逆時(shí)針?lè)较蚺判驗(yàn)?3A-3L)，光纖頭引出的光纖連接到預(yù)定切換的光路。
全文摘要
一種基于光纖陣列的同步2×2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，包括一第一光纖陣列基座；沿圓周方向上均勻分布有12個(gè)與柱面垂直的光纖通道；每個(gè)通道的頂部固定一個(gè)光纖頭，其一端露出第一光纖陣列基座的表面；一耦合基座；沿圓周方向上均勻分布12個(gè)通孔，所述光纖頭露出的部分插入耦合基座的通孔；一第二光纖陣列基座，沿圓周方向上均勻分布有12個(gè)與柱面垂直的光纖通道，每個(gè)通道的頂部固定一個(gè)光纖頭，該光纖頭的一端露出第二光纖陣列基座的表面，所述光纖頭露出的部分插入耦合基座的通孔；一柱形軸，所述第一光纖陣列基座、耦合基座和第二光纖陣列基座均套接在柱形軸上；第一光纖陣列基座和耦合基座插合后與柱形軸固定；第二光纖陣列基座是沿柱形軸的縱向滑動(dòng)，或繞軸在30度范圍內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)G02B6/35GK101718894SQ20091024168
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者張艷, 溫繼敏, 王欣, 祝寧華, 鞠昱 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所