一種n×m光開關的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光通信領域，公開了一種N×M光開關，包括輸入輸出單元、光路偏折單元和2N+2M個驅(qū)動器，輸入輸出單元包括N個輸入準直器和M個輸出準直器；光路偏折單元包括N+M組水平光路偏折元件和N+M組垂直光路偏折元件，各組水平或垂直光路偏折元件分別與一個驅(qū)動器連接；每個輸入準直器后面分別對應一組水平光路偏折元件和一組垂直光路偏折元件，每個輸出準直器前面也分別對應一組垂直光路偏折元件和一組水平光路偏折元件。該結構利用不同角度楔角棱鏡對光的折射角度不同，實現(xiàn)大容量的光開關，并采用步進電機驅(qū)動不同角度楔角棱鏡的切換，可靠性高、可操作性強；且光路上的光學元件少，所以該結構的光插入損耗小。
【專利說明】—種NXM光開關
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信領域，尤其涉及一種NXM光開關。
【背景技術】
[0002]光開關是一種能改變光束傳輸路徑，又具有很高穩(wěn)定性和精度的光學組件，其作用是對光傳輸線路或集成光路中的光信號進行相互轉化或邏輯操作。在光網(wǎng)絡系統(tǒng)中可對光信號進行通斷和切換。光開關在光分/插復用(0ADM)、時分復用(TDM)、波分復用(WDM)中有著廣泛的應用，是實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(All Optical network，AON)的關鍵器件。有著廣闊的市場前景，是最具發(fā)展?jié)摿Φ墓鉄o源器件之一。
[0003]從目前的情況看，NXM的機械式光開關陣列大多是通過I X 2，2X2的開光組裝而成?，F(xiàn)在市場需求100X 100路，甚至更大容量的光開關，若仍使用上述方式，雖然實現(xiàn)方式較簡單，但存在許多不足:插入損耗大，長期穩(wěn)定性差，系統(tǒng)結構過于復雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述問題，本發(fā)明提出一種NXM光開關，插損小、可靠性高、可操作性強。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提出的技術方案為:一種NXM光開關,包括輸入輸出單元和光路偏折單元，所述輸入輸出單元包括N個輸入準直器和M個輸出準直器，其特征在于:還包括2N+2M個驅(qū)動器；所述光路偏折單元包括N+M組水平光路偏折元件和N+M組垂直光路偏折元件，各組水平或垂直光路偏折元件分別與一個驅(qū)動器連接；每個輸入準直器后面分別對應一組水平光路偏折元件和一組垂直光路偏折元件，每個輸出準直器前面也分別對應一組垂直光路偏折兀件和一組水平光路偏折兀件；輸入光由其中一輸入準直器輸入，進入該輸入準直器對應的水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件，驅(qū)動器分別帶動水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件轉動，使入射光在水平方向和垂直方向進行偏折，到達對應輸出準直器前面的垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件，二者對應的驅(qū)動器分別帶動該組垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件轉動，使入射光再次在垂直方向和水平方向進行偏折，最終耦合進入對應的輸出準直器。
[0006]進一步的，所述水平光路偏折元件為一組水平偏折楔角棱鏡組，分布于一圓盤上，所述驅(qū)動器驅(qū)動圓盤轉動；所述垂直光路偏折元件為一組垂直偏折楔角棱鏡組，分布于一圓盤上，所述驅(qū)動器驅(qū)動圓盤轉動；所述水平偏折楔角棱鏡組的各個楔角棱鏡的角度不同；所述垂直偏折楔角棱鏡組的各個楔角棱鏡的角度不同。
[0007]進一步的，還包括控制電路，所述驅(qū)動器為步進電機，所述控制電路控制步進電機工作。
[0008]進一步的,還包括N+M個基座和一固定架，每個基座上分別固定一組所述水平光路偏折元件和一組所述垂直光路偏折元件，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件對應的驅(qū)動器固定于基座下面；所述輸入準直器和輸出準直器分別設于固定架兩端，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件通過基座分別固定于固定架兩端，與各輸入準直器和輸出準直器對應。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:利用不同角度楔角棱鏡對光的折射角度不同，實現(xiàn)大容量的光開關，并采用步進電機驅(qū)動不同角度楔角棱鏡的切換，可靠性高、可操作性強；且光路上的光學元件少，所以該結構的光插入損耗小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明4X4光開關實施例結構示意圖；
圖2為圖1中4X4光開關俯視圖；
圖3為NXM光開關中一組對應的光路偏折單兀的光路不意圖；
圖4為NXM光開關中一組輸入輸出切換結構及光路不意圖。
[0011]附圖標記:1、輸入準直器；2、輸出準直器；3、光路偏折單元；31、水平偏折楔角棱鏡組；32、垂直偏折楔角棱鏡組；33、圓盤；4、步進電機；5、基座；6、固定架。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步說明。
[0013]本發(fā)明的NXM光開關，為在輸入端的各個輸入準直器I后面采用兩個驅(qū)動器分別驅(qū)動兩個圓盤33轉動,兩個圓盤33上設置兩組光路偏折元件,分別使輸入光在水平和豎直方向偏折一定的角度，使光束入射到對應出射端的光路偏折單兀上，出射端的輸出準直器2前面的光路偏折單元也采用對應的兩組光路偏折元件，將由輸入端偏折入射的光束再次經(jīng)其在水平和豎直方向進行偏折最終耦合進入輸出準直器，實現(xiàn)光路的切換。具體的，該NXM光開關包括輸入輸出單元、光路偏折單元3和驅(qū)動單元，其中，輸入輸出單元包括N個輸入準直器I和M個輸出準直器2，驅(qū)動單元包括2N+2M個驅(qū)動器，光路偏折單元3包括N+M組水平光路偏折元件和N+M組垂直光路偏折元件，各組水平或垂直光路偏折元件分別與一個驅(qū)動器連接；每個輸入準直器后面分別對應一組水平光路偏折元件和一組垂直光路偏折元件，每個輸出準直器前面也分別對應一組垂直光路偏折元件和一組水平光路偏折元件；輸入光由其中一輸入準直器I輸入，進入該輸入準直器I對應的水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件，驅(qū)動器分別帶動水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件轉動，使入射光在水平方向和垂直方向進行偏折，到達對應輸出準直器2前面的垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件，二者對應的驅(qū)動器分別帶動該組垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件轉動，使入射光再次在垂直方向和水平方向進行偏折，最終耦合進入對應的輸出準直器。通過驅(qū)動器帶動水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件轉動，使入射光在水平和垂直方向上偏折到所需的角度，即可實現(xiàn)入射光在輸入準直器與任意輸出準直器之間的切換。
[0014]如圖1-4所示為具體的實施例4X4光開關，其中，驅(qū)動器采用的是步進電機4，如圖3和4所示，水平光路偏折元件為一組水平偏折楔角棱鏡組31，分布于一圓盤33上，步進電機4驅(qū)動圓盤33轉動；垂直光路偏折兀件為一組垂直偏折楔角棱鏡組32,分布于一圓盤33上，步進電機4驅(qū)動圓盤33轉動；且水平偏折楔角棱鏡組31的各個楔角棱鏡的角度不同，垂直偏折楔角棱鏡組32的各個楔角棱鏡的角度也不同，各個楔角棱鏡的通光面均鍍增透膜，以降低表面反射損耗，從而降低光開關的插入損耗。步進電機4由一控制電路控制，根據(jù)需要控制步進電機4驅(qū)動相應的水平偏折棱鏡組31和垂直偏折棱鏡組32轉動，選擇所需角度的楔角棱鏡，使由輸入準直器I入射的光束在水平和豎直方向上進行偏折入射到對應的輸出端。在輸出端的水平偏折楔角棱鏡組31和垂直偏折楔角棱鏡組32對應的步進電機4也驅(qū)動二者轉動，選擇相應角度楔角棱鏡，使由入射端偏折入射的光束再次在垂直方向和水平方向進行偏折，最終耦合進入對應的輸出準直器2。通過操作控制電路，使控制電路給相應的步進電機4發(fā)送工作信號，驅(qū)動水平偏折棱鏡組31或垂直偏折棱鏡組32旋轉一定的角度，以使入射光偏折到所需角度，而入射到所選擇的輸出通道，再經(jīng)輸出端的水平偏折棱鏡組31和垂直偏折棱鏡組32相應的偏折作用，使光束高效的耦合進入相應通道的輸出準直器2，即通過輸入端的楔角棱鏡和輸出端的楔角棱鏡之間的配合，通過光的折射實現(xiàn)入射光在空間分布的NXM光通道之間的切換傳輸。
[0015]如圖1和2所示，其中，各輸入準直器I和輸出準直器2分別設于一固定架6兩端；對應于各個輸入準直器I和輸出準直器2,分別設置一基座5,每個基座5上同時安裝有上述水平偏折棱鏡組31和垂直偏折棱鏡組32，分別與各輸入準直器I或輸出準直器2對應，其相應的步進電機4固定于基座5下面，步進電機4的轉軸穿過基座5與對應的水平偏折棱鏡組31或垂直偏折棱鏡組32的圓盤33連接。
[0016]本發(fā)明的輸入端口與輸出端口采用陣列分布模式，保證了多路端口可以同時工作而互不影響，且可以用于大容量的光開關制作。本發(fā)明采用分立式的結構，可以根據(jù)實際需要方便的增加輸入端口和輸出端口。
[0017]盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本發(fā)明做出的各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種NXM光開關,包括輸入輸出單兀和光路偏折單兀,所述輸入輸出單兀包括N個輸入準直器和M個輸出準直器，其特征在于:還包括2N+2M個驅(qū)動器；所述光路偏折單元包括N+M組水平光路偏折元件和N+M組垂直光路偏折元件，各組水平或垂直光路偏折元件分別與一個驅(qū)動器連接；每個輸入準直器后面分別對應一組水平光路偏折元件和一組垂直光路偏折元件，每個輸出準直器前面也分別對應一組垂直光路偏折元件和一組水平光路偏折兀件；輸入光由其中一輸入準直器輸入，進入該輸入準直器對應的水平光路偏折兀件和垂直光路偏折元件，驅(qū)動器分別帶動水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件轉動，使入射光在水平方向和垂直方向進行偏折，到達對應輸出準直器前面的垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件，二者對應的驅(qū)動器分別帶動該組垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件轉動，使入射光再次在垂直方向和水平方向進行偏折，最終耦合進入對應的輸出準直器。
2.如權利要求1所述一種NXM光開關，其特征在于:所述水平光路偏折元件為一組水平偏折楔角棱鏡組，分布于一圓盤上，所述驅(qū)動器驅(qū)動圓盤轉動；所述垂直光路偏折元件為一組垂直偏折楔角棱鏡組，分布于一圓盤上，所述驅(qū)動器驅(qū)動圓盤轉動；所述水平偏折楔角棱鏡組的各個楔角棱鏡的角度不同；所述垂直偏折楔角棱鏡組的各個楔角棱鏡的角度不同。
3.如權利要求1或2所述一種NXM光開關，其特征在于:還包括控制電路，所述驅(qū)動器為步進電機，所述控制電路控制步進電機工作。
4.如權利要求1或2所述一種NXM光開關，其特征在于:還包括N+M個基座和一固定架，每個基座上分別固定一組所述水平光路偏折元件和一組所述垂直光路偏折元件，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件對應的驅(qū)動器固定于基座下面；所述輸入準直器和輸出準直器分別設于固定架兩端，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件通過基座分別固定于固定架兩端，與各輸入準直器和輸出準直器對應。
【文檔編號】G02B26/08GK103823301SQ201210462093
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權日:2012年11月16日
【發(fā)明者】吳礪, 凌吉武, 趙振宇, 林江銘, 楊建陽, 任策 申請人:福州高意通訊有限公司