準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學器件【技術領域】，公開了一種準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置。其中，準直器包括：至少2個被腐蝕過的光纖、透鏡、毛細管及玻璃管；光纖設置在毛細管中；毛細管和透鏡被設置在玻璃管中。該裝置包括：至少3個上述的準直器、步進電機、光軸、固定板、支座、支架陣列及供電電源；步進電機的螺紋桿與固定板連接；光軸的兩端分別連接固定板和步進電機；一個準直器設置在支座上；其余準直器設置在支架陣列上；支座設置在螺紋桿和光軸上；當支座隨螺紋桿移動時，支座上的準直器中的光纖依次與支架陣列上的準直器中的光纖耦合；供電電源的輸出端與步進電機的輸入端連接。本發(fā)明可以對光信號的輸出端口進行擴展。
【專利說明】準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光學器件【技術領域】，主要適用于準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置。

【背景技術】
[0002]隨著光信號傳輸技術的發(fā)展，高速度、大容量的全光網絡將成為未來發(fā)展的趨勢。光開關作為全光網絡中的核心元器件，越來越被廣泛地應用。傳統(tǒng)的光開關受制于端口數(shù)量的限制，已經慢慢不能滿足多業(yè)務交換和多鏈路監(jiān)控的要求。而隨之發(fā)展而來的多端口光開關，也存在著端口數(shù)量不夠多、體積巨大等弊端，也越來越無法滿足用戶的使用需求。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置，它可以對光信號的輸出端口進行擴展，從而滿足用戶的使用需求。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種準直器，包括:至少2個被腐蝕過的光纖、透鏡、毛細管及玻璃管；所述被腐蝕過的光纖并排設置在所述毛細管中；所述毛細管和所述透鏡被設置在所述玻璃管中。
[0005]進一步地，所述光纖為經強酸溶液化學腐蝕過的單模光纖。
[0006]本發(fā)明提供的多光路輸入對多光路輸出的裝置，包括:至少3個上述的準直器、步進電機、光軸、固定板、支座、支架陣列及供電電源；所述步進電機的螺紋桿的輸出端與所述固定板連接；所述光軸的兩端各自分別連接所述固定板和所述步進電機；一個所述準直器設置在所述支座上；其余的所述準直器設置在所述支架陣列上；所述支座設置在所述螺紋桿和所述光軸上；當所述支座隨所述螺紋桿移動時，所述支座上的準直器中的光纖能夠依次與所述支架陣列上的準直器中的光纖耦合；所述供電電源的電流輸出端與所述步進電機的電流輸入端連接。
[0007]進一步地，所述準直器中光纖的數(shù)量均相等。
[0008]進一步地，所述支座為帶V型凹槽的支座；所述準直器設置在所述支座的V型凹槽中。
[0009]進一步地，所述支架陣列為帶至少2個V型凹槽的支架，且所述V型凹槽平行布置；所述準直器各自分別設置在所述支架的V型凹槽中。
[0010]進一步地，還包括:可編程控制器；所述可編程控制器的信號輸出端與所述步進電機的信號輸入端連接。
[0011]進一步地，還包括:1*N光開關；所述1*N光開關的輸入端對向光源，所述1*N光開關的輸出端各自分別對向所述支座上的所述準直器中的光纖。
[0012]進一步地，還包括:承載底板；所述步進電機、所述固定板和所述支架陣列設置在所述承載底板上。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
[0014]本發(fā)明提供的準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置，首先將光纖腐蝕后設置在毛細管中，從而使同樣尺寸的毛細管能夠裝載比以前更多數(shù)量的光纖；再將該毛細管與透鏡一起設置在玻璃管中，構成準直器；接著將該準直器設置在支座上，且支座設置在步進電機的螺紋桿上；再將其他同樣的準直器設置在支架陣列上，通過對步進電機的電源輸出，使支座沿螺紋桿移動，并使其上的準直器中的光纖與支架陣列上的準直器中的光纖依次耦合，從而將光信號的輸出端口進行擴展，滿足了用戶的使用需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例提供的準直器的剖面圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有技術中的毛細管軸向示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實施例提供的準直器中的毛細管的第一軸向示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明實施例提供的準直器中的毛細管的第二軸向示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明實施例提供的準直器中的毛細管的第三軸向示意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明實施例提供的多光路輸入對多光路輸出的裝置的結構示意圖；
[0021]圖7為本發(fā)明實施例提供的多光路輸入對多光路輸出的裝置中的支架陣列的結構示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明實施例提供的多光路輸入對多光路輸出的裝置的工作原理圖；
[0023]其中，1-光纖，2-透鏡，3-毛細管，4-玻璃管，5-步進電機，6-螺紋桿，7-光軸，8-固定板，9-支座，10-承載底板，11-準直器，12-支架陣列。

【具體實施方式】
[0024]為進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置的【具體實施方式】及工作原理進行詳細說明。
[0025]參見圖1，本發(fā)明實施例提供的準直器，包括:至少2個被腐蝕過的光纖1、透鏡2、毛細管3及玻璃管4 ;被腐蝕過的光纖I并排設置在毛細管3中；毛細管3和透鏡2被設置在玻璃管4中。其中，光纖I為經強酸溶液化學腐蝕過的單模光纖。
[0026]對本發(fā)明實施例中光纖I的腐蝕進行說明:
[0027]光纖I的類型分為很多種，而目前常規(guī)使用的單模光纖為9μπι/125μπι。其中，
9ym指的是光纖I的纖核，125 μm指的是光纖I的包層。目前多路光纖輸入輸出所采用的通用毛細管的型號為252 μ m X 252 μ m?；诠饫w包層與毛細管的匹配程度來進行計算，通用的252 μm x 252 μm毛細管僅可以完成四芯準直器的制作，如圖2所示。為了滿足更多端口的需求，對9 μ m/125 μ m的單模光纖進行化學腐蝕，即將光纖放入強酸溶液中進行浸泡，通過對強酸溶液的濃度和浸泡時間的控制，可以將單模光纖的包層腐蝕到不同的尺寸厚度，從而達到同樣尺寸的毛細管可以容納更多光纖的目的。
[0028]例如:如果將單模光纖的包層直徑腐蝕至83.3 μm，則可以在現(xiàn)有的毛細管中放置3x3根光纖，如圖3所不；
[0029]如果將單模光纖的包層直徑腐蝕至62.5 μ m，則可以在現(xiàn)有的毛細管中放置4x4根光纖，如圖4所不；
[0030]如果將單模光纖的包層直徑腐蝕至50 μπι，則可以在現(xiàn)有的毛細管中放置5x5根光纖，如圖5所不。
[0031]需要說明的是，基于準直器光斑尺寸的制約及光路串擾的影響，252 μπι X 252 μπι的毛細管最多只能支持5x5根光纖，更多光纖支持需要擴大毛細管的尺寸。
[0032]參見圖6、圖7和圖8，本發(fā)明實施例提供的多光路輸入對多光路輸出的裝置，包括:至少3個上述的準直器11、步進電機5、光軸7、固定板8、支座9、支架陣列12、供電電源(未在圖中示出)、可編程控制器(未在圖中示出)及承載底板10 ;步進電機5的螺紋桿6的輸出端與固定板8連接；光軸7的兩端各自分別連接固定板8和步進電機5 ;—個準直器11設置在支座9上；其余的準直器11設置在支架陣列12上；支座9設置在螺紋桿6和光軸7上，并可以沿著螺紋桿6和光軸7移動；其中，螺紋桿6的作用是輔助支座9的位置，光軸7的作用是縱向支撐支座9。當支座9隨螺紋桿6移動時，支座9上的準直器11中的光纖I能夠依次與支架陣列12上的準直器11中的光纖I耦合；供電電源的電流輸出端與步進電機5的電流輸入端連接。可編程控制器的信號輸出端與步進電機5的信號輸入端連接。其中，準直器11中光纖I的數(shù)量均相等。步進電機5、固定板8和支架陣列12均設置在承載底板10上。其中，步進電機5是兩相混合式直線步進電機，該種電機的基本步距角為1.8° /步。當配上半步驅動器后，步距角減少為0.9° ;當配上細分驅動器后，其步距角可細分達256倍(0.007° /微步)。因此，可以根據(jù)設置在承載底板10上的準直器11的數(shù)量選擇不同的步距角電機進行匹配。
[0033]對本發(fā)明實施例中支座9的結構進行說明，支座9為帶V型凹槽的支座；準直器設置在支座9的V型凹槽中。
[0034]對本發(fā)明實施例中支架陣列12的結構進行說明，支架陣列12為帶至少2個V型凹槽的支架，且V型凹槽平行布置；準直器11各自分別設置在支架的V型凹槽中。
[0035]需要說明的是，本發(fā)明實施例還可以包括:1*Ν光開關(未在圖中示出)；1*Ν光開關的輸入端對向光源，1*Ν光開關的輸出端各自分別對向支座9上的準直器中的光纖，從而使本發(fā)明實施例變?yōu)镮x(MxN)型光開關(MSV型槽陣列中V型凹槽的數(shù)量，N為輸入端纖芯的數(shù)量)，以滿足目前最廣泛應用的I端口輸入、多端口輸出的使用需求。
[0036]當本發(fā)明實施例提供的多光路輸入對多光路輸出的裝置在使用時，先將支架陣列12和步進電機5固定在承載底板10上；將多芯準直器11固定在支座9上；通過供電電源對步進電機5通電，步進電機5通電后，通過螺紋桿6帶動支座9上的準直器11左右移動，并與支架陣列12上的準直器11 一一對準耦合，從而完成整個光路。在改變步進電機5的通電順序后，步進電機5就會反轉，從而帶動支座9上的準直器11朝相反的方向移動。此夕卜，還可以通過可編程控制器對步進電機5施加一個正向脈沖，步進電機5會帶動螺紋桿6前進一步，支座9也會隨之前進一格，從而與支架陣列12上的準直器11 一一對準耦合；當通過可編程控制器對步進電機5施加一個反向脈沖時，步進電機5會帶動螺紋桿6后退一步，支座9也會相應后退一步，與支架陣列12上的準直器11 一一對準耦合。其中，可編程控制器輸出的信號為三角波信號。由此可知，在本發(fā)明實施例中，可通過控制脈沖的數(shù)量、頻率及步進電機5的通電順序來控制步進電機5的轉動，從而實現(xiàn)對支座9上的準直器11的移動的控制。
[0037]在本發(fā)明實施例中，可以根據(jù)步進電機5的布距精度及支座9的行程，在支架陣列12上設置不同數(shù)量的準直器11。同時，還可以根據(jù)準直器11中光纖I的數(shù)量，靈活地調整輸入和輸出端口數(shù)，從而完成多光路輸入對多光路輸出的設置。
[0038]本發(fā)明實施例提供的準直器及包含該準直器的多光路輸入對多光路輸出的裝置，首先將光纖I腐蝕后設置在毛細管3中，從而使同樣尺寸的毛細管3能夠裝載比以前更多數(shù)量的光纖I ;再將該毛細管3與透鏡2 —起設置在玻璃管4中，構成準直器11 ;接著將該準直器11設置在支座9上，且支座9設置在步進電機5的螺紋桿6上；再將其他同樣的準直器11設置在支架陣列12上，通過對步進電機5的電源輸出，使支座9沿螺紋桿6移動，并使其上的準直器11中的光纖I與支架陣列12上的準直器11中的光纖I依次耦合，從而將光信號的輸出端口進行擴展，滿足了用戶的使用需求。由于本發(fā)明實施例將支座9上的準直器11中的光纖I直接與支架陣列12上準直器11中的光纖I依次耦合，因而不僅降低了光信號在傳輸過程中的插入損耗，從而降低了鏈路衰減；而且縮短了光鏈路切換時的延時，一般來說，隨著通道數(shù)量的增多，非相鄰通道的切換延時依次累加幾十毫秒，當通道數(shù)增多到最多時，鏈路切換的延時可以達到幾秒或幾十秒，而本發(fā)明實施例很好地控制了該指標，從而提高了光傳輸?shù)挠行?。此外，本發(fā)明實施例中所采用步進電機5為兩相混合式直線步進電機，當步進驅動器接收到一個脈沖信號時，它就驅動步進電機5按設定的方向轉動一個固定步距角，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的，因此可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位支座9的目的。而且，兩相混合式直線步進電機在定子上有多相繞組、轉子上采用永磁材料，轉子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度，進一步地保證了支座9的定位精度。另外，在本發(fā)明實施例中，還可以將步進電機5、固定板8和支架陣列12均設置在一塊承載底板10上，從而減少了本發(fā)明實施例的體積。此外，本發(fā)明實施例還具有結構簡單、維護方便和端口可進一步擴展的特點。
[0039]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種準直器，其特征在于，包括:至少2個被腐蝕過的光纖、透鏡、毛細管及玻璃管；所述被腐蝕過的光纖并排設置在所述毛細管中；所述毛細管和所述透鏡被設置在所述玻璃管中。
2.如權利要求1所述的準直器，其特征在于，所述光纖為經強酸溶液化學腐蝕過的單模光纖。
3.一種多光路輸入對多光路輸出的裝置，其特征在于，包括:至少3個如權利要求1或2所述的準直器、步進電機、光軸、固定板、支座、支架陣列及供電電源；所述步進電機的螺紋桿的輸出端與所述固定板連接；所述光軸的兩端各自分別連接所述固定板和所述步進電機；一個所述準直器設置在所述支座上；其余的所述準直器設置在所述支架陣列上；所述支座設置在所述螺紋桿和所述光軸上；當所述支座隨所述螺紋桿移動時，所述支座上的準直器中的光纖能夠依次與所述支架陣列上的準直器中的光纖耦合；所述供電電源的電流輸出端與所述步進電機的電流輸入端連接。
4.如權利要求3所述的多光路輸入對多光路輸出的裝置，其特征在于，所述準直器中光纖的數(shù)量均相等。
5.如權利要求3所述的多光路輸入對多光路輸出的裝置，其特征在于，所述支座為帶V型凹槽的支座；所述準直器設置在所述支座的V型凹槽中。
6.如權利要求3所述的多光路輸入對多光路輸出的裝置，其特征在于，所述支架陣列為帶至少2個V型凹槽的支架，且所述V型凹槽平行布置；所述準直器各自分別設置在所述支架的V型凹槽中。
7.如權利要求3所述的多光路輸入對多光路輸出的裝置，其特征在于，還包括:可編程控制器；所述可編程控制器的信號輸出端與所述步進電機的信號輸入端連接。
8.如權利要求3所述的多光路輸入對多光路輸出的裝置，其特征在于，還包括:1*N光開關；所述1*N光開關的輸入端對向光源，所述1*N光開關的輸出端各自分別對向所述支座上的所述準直器中的光纖。
9.如權利要求3或6所述的多光路輸入對多光路輸出的裝置，其特征在于，還包括:承載底板；所述步進電機、所述固定板和所述支架陣列設置在所述承載底板上。
【文檔編號】G02B6/32GK104503031SQ201510007752
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月8日 優(yōu)先權日:2015年1月8日
【發(fā)明者】張永紅, 陳國祥 申請人:武漢正光恒遠科技有限公司