一种紧凑型1X4光开关的制作方法

本发明涉及光开关技术领域，尤其是一种紧凑型1X4光开关。

背景技术：

光开关是光通信网络中的常用元件。起到光路由的作用，多为1XN型，即1个端口作为输入端口，N个端口作为输出端口。传统的做法光路结构简单，多做成1X2 ，2X2的开关，更多端口的开关是采用多个小型1X2开关以级联的方式来组合而成，如1X4的光开关需要用3个1X2开关级联而成，组合以后的光开关体积庞大，而且由于每级光开关的损耗会累加，因而会导致成品器件的损耗偏大。还有一种采用机械马达作为驱动部件的机械式光开关，以马达转轴作为中心点，N个光纤通道环绕在马达的四周，类似于钟表上面时间点的排放形式，再将一个单独的光纤通道放置在一个与马达转轴相连的杠杆末端，当马达转动时，带动单独的光纤通道对准其他的N个光纤通道，从而实现光路交换。此种开关因为单独的光纤通道需要随马达的转动而旋转，而连接的光纤又需要空间来获得大的转弯半径，所以造成开关的体积偏大。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种紧凑型1X4光开关，便于集成封装，且能减少光损耗。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种紧凑型1X4光开关，包括1根输入光纤和4根输出光纤组成的光纤阵列，所述光纤阵列一侧固定设置有用于聚焦的具有5个透镜组合形成的透镜阵列，每个透镜一一对应设置在输入光纤和输出光纤的一侧；所述透镜阵列远离光纤阵列的一侧设置有2个可上下活动的能改变光路的第一棱镜，第一棱镜远离透镜阵列的一侧固定设有直角折返棱镜，直角折返棱镜的斜边靠近第一棱镜。

进一步的，所述输入光纤和输出光纤为预装的阵列或者是单根光纤并排排列形成，所述输入光纤和输出光纤在横向上投射到直角折返棱镜的位置位于直角折返棱镜两个锐角之间。

进一步的，所述直角折返棱镜截面为直角三角形，所述输入光纤在横向上投射到直角折返棱镜的位置靠近直角折返棱镜的其中一个锐角，其中一条输出光纤与输入光纤相对直角折返棱镜的直角角平分线呈对称设置，其他的输出光纤位于该对称设置的输出光纤与输入光纤之间。

进一步的，所述第一棱镜的截面为平行四边形。

更进一步的，所述第一棱镜包括第一棱镜A和第一棱镜B，第一棱镜A的边长大于第一棱镜B的边长。

优选的，当第一棱镜B用于改变光路时，所述第一棱镜B其中一个角移动至输入光纤和直角折返棱镜之间，且第一棱镜B其中两条边平行于直角折返棱镜的斜边和透镜阵列，其中一条输出光纤对应设置于光线经第一棱镜B和直角折返棱镜折射后输出的位置。

优选的，当第一棱镜A用于改变光路时，所述第一棱镜A其中一个角移动至最外侧的输入光纤和直角折返棱镜之间，且第一棱镜A其中两条边平行于直角折返棱镜的斜边和透镜阵列，其中一条输出光纤对应设置于光线经第一棱镜A和直角折返棱镜折射后输出的位置。

优选的，当第一棱镜B和第一棱镜A均用于改变光路时，其中一条输出光纤对应设置于光线经第一棱镜B、直角折返棱镜和第一棱镜A折射后输出的位置。

优选的，第一棱镜A的边长为第一棱镜B的边长的整数倍。更优选的，第一棱镜A的边长为第一棱镜B的边长的2倍。

以上所述的紧凑型1X4光开关，只需要1个直角折返棱镜和2个棱镜即可形成，无需3个1X2开关级联形成，体积小，结构简单紧凑，便于集成封装，且减少了损耗的级数，减少了光损耗，使得光路能传送到更远的距离。

附图说明

图1是本实用新型直角折返棱镜、第一棱镜A和第一棱镜B均用于改变光路时的结构示意图。

图2是图1的左视结构示意图。

图3是本实用新型直角折返棱镜用于改变光路时的光路示意图。

图4是本实用新型直角折返棱镜、第一棱镜B用于改变光路时的光路结构示意图。

图5是本实用新型直角折返棱镜、第一棱镜A和第一棱镜B均用于改变光路时的光路结构示意图。

图6是本实用新型直角折返棱镜、第一棱镜A用于改变光路时的光路结构示意图。

图中，输入光纤1，透镜阵列2，第一棱镜B3，直角折返棱镜4，第一棱镜A5，输出光纤6。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于以下实施例。

一种紧凑型1X4光开关，如图1所示，包括1根输入光纤和4根输出光纤组成的光纤阵列，光纤阵列一侧固定设置有用于聚焦的具有5个透镜组合形成的透镜阵列，每个透镜一一对应设置在输入光纤和输出光纤的一侧，该透镜用于对光纤或棱镜输出的光线进行聚焦，不发生光纤折射；透镜阵列远离光纤阵列的一侧可上下活动的设置有2个能改变光路的第一棱镜，第一棱镜远离透镜阵列的一侧固定设有直角折返棱镜，直角折返棱镜的斜边靠近第一棱镜。第一棱镜能上下移动的方式，可采用在第一棱镜下面安装一个移动座，移动座能控制第一棱镜向上或向下移动，当需要使用第一棱镜改变光路时，移动座控制第一棱镜向上移动插入到光路中，当不需要使用第一棱镜改变光路时，移动座控制第一棱镜向下移动离开光路。

进一步的，结合图2所示，输入光纤和输出光纤可以是预装的阵列，也可以是单根光纤并排排列形成，输入光纤和输出光纤在横向上投射到直角折返棱镜的位置位于直角折返棱镜两个锐角之间，即直角折返棱镜输入和输出光路的范围，能覆盖1根输入光纤和4根输出光纤。

进一步的，本实施例采用的直角折返棱镜截面为直角三角形，输入光纤在横向上投射到直角折返棱镜的位置靠近直角折返棱镜的其中一个锐角，其中一条输出光纤与输入光纤相对直角折返棱镜的直角角平分线呈对称设置，其他的输出光纤位于该对称设置的输出光纤与输入光纤之间。如此一来，当第一棱镜不插入到光路中时，结合图3所示，光线从输入光纤输入，经透镜聚焦，进入到直角折返棱镜，直角折返棱镜对向折射，输出的光线再经透镜聚焦，进入与输入光纤呈对称设置的输出光纤中，形成第一条光纤通道。

进一步的，为满足另外三条光纤通道的要求，本实施例将第一棱镜的截面为平行四边形，且第一棱镜包括第一棱镜A和第一棱镜B，第一棱镜A的边长大于第一棱镜B的边长。

结合图2所示，当第一棱镜B用于改变光路时，第一棱镜B其中一个角移动至输入光纤和直角折返棱镜之间，且第一棱镜B其中两条边平行于直角折返棱镜的斜边和透镜阵列，其中一条输出光纤对应设置于光线经第一棱镜B和直角折返棱镜折射后输出的位置。如图2所示的光路，光线从输入光纤输入，经透镜聚焦，进入到第一棱镜B，经过三次折射，进入直角折返棱镜，直角折返棱镜对向折射，输出的光线再经透镜聚焦，进入对应的输出光纤中，形成第二条光纤通道。

结合图4所示，当第一棱镜A用于改变光路时，第一棱镜A其中一个角移动至最外侧的输入光纤和直角折返棱镜之间，且第一棱镜A其中两条边平行于直角折返棱镜的斜边和透镜阵列，其中一条输出光纤对应设置于光线经第一棱镜A和直角折返棱镜折射后输出的位置。如图4所示的光路，光线从输入光纤输入，经透镜聚焦，进入直角折返棱镜，直角折返棱镜对向折射，进入到第一棱镜A，经过三次折射，输出的光线再经透镜聚焦，进入对应的输出光纤中，形成第三条光纤通道。

结合图3所示，当第一棱镜B和第一棱镜A均用于改变光路时，第一棱镜B和第一棱镜A均推动到上述两段对应插入光路的位置，其中一条输出光纤对应设置于光线经第一棱镜B、直角折返棱镜和第一棱镜A折射后输出的位置。如图3所示的光路，光线从输入光纤输入，经透镜聚焦，进入到第一棱镜B，经过三次折射，进入直角折返棱镜，直角折返棱镜对向折射，进入到第一棱镜A，经过三次折射，输出的光线再经透镜聚焦，进入对应的输出光纤中，形成第四条光纤通道。如此可见可获得4条光纤通道。

本实施例采用的第一棱镜A的边长为第一棱镜B的边长的2倍以上的整数倍。否则光在通过第一棱镜B后将无法折射到第一棱镜A的相应边长。