專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖通訊領(lǐng)域，尤其涉及機(jī)械光開(kāi)關(guān)器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光開(kāi)關(guān)是一種開(kāi)關(guān)器件，它能有選擇地將光纖、集成光路或其他光波導(dǎo)中的信號(hào)從一個(gè)回路或通路轉(zhuǎn)換到另一回路或通路，是實(shí)現(xiàn)光交換的基本元件，具有光路切換，光路交叉互聯(lián)，光路監(jiān)控等作用。根據(jù)光路結(jié)構(gòu)，光開(kāi)關(guān)分為折射式和反射式。根據(jù)工作原理和所用材料，光開(kāi)關(guān)可分為機(jī)械式和非機(jī)械式兩大類(lèi)，本實(shí)用新型主要涉及機(jī)械式。機(jī)械式光開(kāi)關(guān)分為移動(dòng)光纖和移動(dòng)光學(xué)元件方式，移動(dòng)光纖雖然能實(shí)現(xiàn)光路改變，但存在重復(fù)性差、 回跳抖動(dòng)，對(duì)光路影響大、插損大、壽命短，移動(dòng)光學(xué)元件大都采用移動(dòng)楔角棱鏡的方式，這種方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可大范圍移動(dòng)棱鏡，但在實(shí)際調(diào)試中由于定位不方便，調(diào)試效率低。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種高可靠性且定位準(zhǔn)確的機(jī)械光開(kāi)關(guān)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案為一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，包括光纖準(zhǔn)直器組、改變光路的光學(xué)元件組、帶動(dòng)光學(xué)元件移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一外殼；所述外殼為一長(zhǎng)方體殼體，底部設(shè)有一凹槽，承載所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述光學(xué)元件組設(shè)置于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上； 所述光纖準(zhǔn)直器組分別穿設(shè)于外殼兩端，固定于外殼兩端面上。進(jìn)一步的，所述光開(kāi)關(guān)為2X2 bypass折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括兩個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器，分別為輸入、輸出雙光纖準(zhǔn)直器，穿設(shè)于外殼兩端。進(jìn)一步的，所述光開(kāi)關(guān)為1X2折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括兩個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器，或者一個(gè)單光纖準(zhǔn)直器和一個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器，分別為輸入、輸出雙光纖準(zhǔn)直器，穿設(shè)于外殼兩端。進(jìn)一步的，所述光開(kāi)關(guān)為2X2 bypass反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括四光纖準(zhǔn)直器和一反射鏡；所述四光纖準(zhǔn)直器穿設(shè)于外殼一端面上；所述反射鏡固定于外殼另一內(nèi)端面上，與四光纖準(zhǔn)直器相對(duì)。進(jìn)一步的，所述光開(kāi)關(guān)為1X2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括四光纖準(zhǔn)直器和一反射鏡，或者三光纖準(zhǔn)直器和一反射鏡；所述光纖準(zhǔn)直器穿設(shè)于外殼一端面上； 所述反射鏡固定于外殼另一內(nèi)端面上，與光纖準(zhǔn)直器相對(duì)。進(jìn)一步的，上述四種機(jī)械光開(kāi)關(guān)中，所述光學(xué)元件組包括兩個(gè)斜方棱鏡組合，或者與兩斜方棱鏡組合整體形狀相同的一個(gè)獨(dú)立的棱鏡整體，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。該光學(xué)元件組也可以是包括兩個(gè)梯形棱鏡組合，或者與兩梯形棱鏡組合整體形狀相同的一個(gè)獨(dú)立的棱鏡整體，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。還可以是由一個(gè)三角棱鏡和一固定的反射鏡組成，或者一個(gè)梯形棱鏡和一個(gè)固定的反射鏡組成；所述三角棱鏡或梯形棱鏡設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。進(jìn)一步的，上述折射式的兩種機(jī)械光開(kāi)關(guān)中，所述光學(xué)元件組也可以由兩個(gè)或多個(gè)楔角棱鏡或晶體型楔角棱鏡組合構(gòu)成，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。[0011]進(jìn)一步的，上述反射式的兩種機(jī)械光開(kāi)關(guān)中，所述光學(xué)元件組也可以由組成斜方棱鏡組中的單個(gè)斜方棱鏡代替，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，利用組合棱鏡的切入和切出光路，使光束方向發(fā)生改變，從而達(dá)到開(kāi)關(guān)切換的目的；該結(jié)構(gòu)具有重復(fù)性好、體積小、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，在光通信網(wǎng)絡(luò)、光測(cè)試系統(tǒng)、光傳感系統(tǒng)等方面具有廣泛的應(yīng)用。

圖1為本實(shí)用新型2X2 bypass折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型1X2折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型2X2 bypass或1X2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為2X2 bypass折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)棱鏡切入前后光路原理圖；圖5為1X2折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)棱鏡切入前后光路原理圖；圖6為2X2 bypass或1X2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)棱鏡切入前后的光路原理圖；圖7為圖6中切入棱鏡后的俯視圖；圖8為本實(shí)用新型反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)中光學(xué)元件的另一種形式；圖9為圖8的俯視圖；圖10為本實(shí)用新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)的斜方棱鏡分解示意圖；圖11為本實(shí)用新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)的棱鏡為一獨(dú)立整體的形式；圖12為本實(shí)用新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)光學(xué)元件組由兩個(gè)梯形棱鏡或一獨(dú)立整體構(gòu)成的光路示意圖；圖13為本實(shí)用新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)光學(xué)元件組由一個(gè)三角棱鏡配合一固定的反射鏡構(gòu)成的光路示意圖；圖14本實(shí)用新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)光學(xué)元件組由一個(gè)梯形棱鏡配合一固定的反射鏡構(gòu)成的光路示意圖；圖15為折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)中光學(xué)元件組由兩個(gè)或多個(gè)楔角棱鏡組合構(gòu)成的光路示意圖；圖16為折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)中光學(xué)元件組由兩個(gè)或多個(gè)晶體型楔角棱鏡組合構(gòu)成的光路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，為本實(shí)用新型的2X2 bypass折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器11，12、斜方棱鏡組21、外殼3和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4。其光路原理如圖4所示，將兩個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器11，12先對(duì)調(diào)，調(diào)好指標(biāo)并固定好位置；然后利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)斜方棱鏡組21 移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)光路切換。如圖2所示，為實(shí)用新型的1X2折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)單光纖準(zhǔn)直器 13、一個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器12、斜方棱鏡組21、外殼3和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4。其光路原理如圖5所示，先將單光纖準(zhǔn)直器13與雙光纖準(zhǔn)直器12對(duì)調(diào)，調(diào)好指標(biāo)并固定好位置；然后利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)斜方棱鏡組21，移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)光路切換。如圖3所示，為本實(shí)用新型的2 X 2 bypass或1 X 2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)四光纖準(zhǔn)直器14、一個(gè)反射鏡15、斜方棱鏡組21、外殼3和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4。其光路原理如圖6，7所示，先將四光纖準(zhǔn)直器14與反射鏡15反射對(duì)調(diào)，調(diào)好指標(biāo)并固定好位置；然后利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)斜方棱鏡組21移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)光路切換；圖7為圖6中切入斜方棱鏡組21 的俯視圖。對(duì)于1 X 2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其中四光纖準(zhǔn)直器14只使用一個(gè)輸入端口，兩個(gè)輸出端口，另一端口不使用，或者也可以由三光纖準(zhǔn)直器替代。在反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)中，其斜方棱鏡組21也可用如圖8，9中所示的組成斜方棱鏡組21中的單個(gè)斜方棱鏡22替代，其中圖9為圖8的俯視圖。本實(shí)用新型的工作原理對(duì)于2X2 bypass折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)，光束從雙光纖準(zhǔn)直器11的兩端口同時(shí)入射，經(jīng)過(guò)斜方棱鏡組21的四次全反射后，輸入端口中的一路光耦合進(jìn)入雙光纖準(zhǔn)直器12的一輸出端口。通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)其上的斜方棱鏡組21移出光路， 此時(shí)輸入端的兩光束從雙光纖準(zhǔn)直器12對(duì)應(yīng)的端口直接輸出。當(dāng)輸入端的準(zhǔn)直器只使用一個(gè)端口或者用單光纖準(zhǔn)直器13替代，則成為1X2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)。對(duì)于2X2 bypass反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)，光束從四光纖準(zhǔn)直器14的兩入射端口同時(shí)入射，經(jīng)過(guò)斜方棱鏡組21四次全反射，或者斜方棱鏡組22的兩次全反射后，入射到反射鏡 15，經(jīng)反射鏡15反射折回后，再經(jīng)斜方棱鏡組22的折射和反射，輸入端口中的一路光耦合進(jìn)入四光纖準(zhǔn)直器14的一輸出端口輸出。通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)其上的斜方棱鏡組21移出光路，此時(shí)輸入端的兩光束經(jīng)反射鏡15反射后從四光纖準(zhǔn)直器14的兩輸出端口輸出。當(dāng)四光纖準(zhǔn)直器14只使用一個(gè)輸入端口或者用三光纖準(zhǔn)直器替代時(shí)，則成為1X2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)。如圖10所示為上述斜方棱鏡組21的分解示意圖，其中棱面211，212，215，216鍍?cè)鐾改?，棱?13，214，217，218為全反射面或鍍高反射膜，作為反射面，兩斜方棱鏡通過(guò)粘膠、膠合工藝構(gòu)成整體?；蛘咭部梢杂扇鐖D11所示的一獨(dú)立整體的棱鏡23替代。本實(shí)用新型的光學(xué)元件組還可以有如下幾種變形結(jié)構(gòu)如圖12中的梯形棱鏡組合或者一獨(dú)立的整體結(jié)構(gòu)M ；或是圖13中的三角棱角251與一固定反射鏡252配合組成； 或圖14中的梯形棱鏡261與一固定反射鏡262配合組成。在折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)中，其光學(xué)元件組還可以由圖15中的兩個(gè)或多個(gè)楔角棱鏡271，272等組合構(gòu)成，或是圖16中的兩個(gè)或多個(gè)晶體型楔角棱鏡觀1，282等組合構(gòu)成。上述各種變形結(jié)構(gòu)的棱鏡均可實(shí)現(xiàn)切換光路的功能。在折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)中，光信號(hào)通過(guò)輸入光纖準(zhǔn)直器后成為準(zhǔn)直光束，當(dāng)組合棱鏡切入光路中時(shí)，通過(guò)組合棱鏡折射后使其中的一路光產(chǎn)生偏折，從輸出光纖準(zhǔn)直器的另一端口輸出，從而達(dá)到光信號(hào)切換的目的。在反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)中，光信號(hào)通過(guò)四光纖準(zhǔn)直器中的輸入光纖成為準(zhǔn)直光束，當(dāng)組合棱鏡切入光路中時(shí)，通過(guò)組合棱鏡折射后使其中的一路光產(chǎn)生偏折，再?gòu)姆瓷溏R反射折回組合棱鏡，最后從四光纖準(zhǔn)直器的另一端口輸出，從而達(dá)到光信號(hào)切換的目的。本實(shí)用新型的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)利用組合棱鏡的切入和切出光路，使光束方向發(fā)生改變，從而達(dá)到開(kāi)關(guān)切換的目的。具有重復(fù)性好、體積小、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，在光通信網(wǎng)絡(luò)、光測(cè)試系統(tǒng)、光傳感系統(tǒng)等反面具有廣泛的應(yīng)用。[0040] 盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本實(shí)用新型做出的各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于包括光纖準(zhǔn)直器組、改變光路的光學(xué)元件組、帶動(dòng)光學(xué)元件移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一外殼；所述外殼為一長(zhǎng)方體殼體，底部設(shè)有一凹槽，承載所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述光學(xué)元件組設(shè)置于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；所述光纖準(zhǔn)直器組分別穿設(shè)于外殼兩端，固定于外殼兩端面上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光開(kāi)關(guān)為2X2bypass 折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括兩個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器，分別為輸入、輸出雙光纖準(zhǔn)直器，穿設(shè)于外殼兩端。
3.如權(quán)利要求1所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光開(kāi)關(guān)為1X 2折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括兩個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器，或者一個(gè)單光纖準(zhǔn)直器和一個(gè)雙 光纖準(zhǔn)直器，分別為輸入、輸出雙光纖準(zhǔn)直器，穿設(shè)于外殼兩端。
4.如權(quán)利要求1所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光開(kāi)關(guān)為2X2bypass 反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括四光纖準(zhǔn)直器和一反射鏡；所述四光纖準(zhǔn)直器穿設(shè)于外殼一端面上；所述反射鏡固定于外殼另一內(nèi)端面上，與四光纖準(zhǔn)直器相對(duì)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光開(kāi)關(guān)為1X2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)；所述光纖準(zhǔn)直器組包括四光纖準(zhǔn)直器和一反射鏡，或者三光纖準(zhǔn)直器和一反射鏡；所述光纖準(zhǔn)直器穿設(shè)于外殼一端面上；所述反射鏡固定于外殼另一內(nèi)端面上，與光纖準(zhǔn)直器相對(duì)。
6.如權(quán)利要求2-5任一權(quán)利要求所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光學(xué)元件組包括兩個(gè)斜方棱鏡組合，或者與兩斜方棱鏡組合整體形狀相同的一個(gè)獨(dú)立的棱鏡整體，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
7.如權(quán)利要求2-5任一權(quán)利要求所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光學(xué)元件組包括兩個(gè)梯形棱鏡組合，或者與兩梯形棱鏡組合整體形狀相同的一個(gè)獨(dú)立的棱鏡整體，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
8.如權(quán)利要求2-5任一權(quán)利要求所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光學(xué)元件組由一個(gè)三角棱鏡和一固定的反射鏡組成，或者一個(gè)梯形棱鏡和一個(gè)固定的反射鏡組成；所述三角棱鏡或梯形棱鏡設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
9.如權(quán)利要求2或3任一權(quán)利要求所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光學(xué)元件組由兩個(gè)或多個(gè)楔角棱鏡或晶體型楔角棱鏡組合構(gòu)成，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
10.如權(quán)利要求4或5任一權(quán)利要求所述的一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光學(xué)元件組包括一個(gè)斜方棱鏡，設(shè)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型機(jī)械光開(kāi)關(guān)，包括光纖準(zhǔn)直器組、改變光路的光學(xué)元件組、帶動(dòng)光學(xué)元件移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一外殼；所述外殼為一長(zhǎng)方體殼體，底部設(shè)有一凹槽，承載所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述光學(xué)元件組設(shè)置于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；所述光纖準(zhǔn)直器組分別穿設(shè)于外殼兩端，固定于外殼兩端面上?？煞謩e構(gòu)成，2×2bypass和1×2折射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)，或者2×2bypass和1×2反射式機(jī)械光開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型利用組合棱鏡的切入和切出光路，使光束方向發(fā)生改變，從而達(dá)到開(kāi)關(guān)切換的目的；該結(jié)構(gòu)具有重復(fù)性好、體積小、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，在光通信網(wǎng)絡(luò)、光測(cè)試系統(tǒng)、光傳感系統(tǒng)等方面具有廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G02B6/35GK202093205SQ201120210428
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者凌吉武, 吳礪, 林斌, 歐陽(yáng)奎, 王健, 陳斯杰 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司