专利名称：机械式光开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学开关装置，特别涉及一种机械式光开关。
光开关种类较多，性能各有优缺点，其中机械式光开关得到了广泛的使用。目前市场上的机械式光开关，一般是采用如图1和图2所示的方案，其中单光纤准直器101中设有输入端口1，双光纤准直器102中设有两个输出端口2、3。
在图1中，单光纤准直器101与双光纤准直器102之间没有棱镜，由单光纤准直器101输入的光直接射入到双光纤准直器102的端口2，实现由端口1到端口2的传送。
在图2中，引入了一个有折射作用的棱镜103，通过调节棱镜到适当的位置和姿态，因棱镜的光学折射作用，使得由单光纤准直器101输入的光射入到双光纤准直器102的端口3，实现由端口1到端口3的传送。
可见，当棱镜由从光路外切入光路中，即可实现切换，由端口1到端口2变为端口1到端口3，折射棱镜的切入与退出实现了开关切换功能。
为了驱动棱镜的切入与退出，目前普遍采用的方案是使用成品继电器作为驱动装置，控制机械组件的运动，其输入端口与输出端口分别位于光开关的两端。这种光开关的结构、外形以及管脚功能均受继电器的限制，继电器所占空间的比例很大；在系统中安装这种光开关时，光开关本身和光纤线需要占用很大的空间。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种机械式光开关，其特征在于，其壳体内装有一个准直器、一个双斜面反射镜及可带动所述双斜面反射镜小范围移动的驱动装置；所述准直器的一端伸出所述壳体并至少可连接一根输入光纤和一根输出光纤；所述双斜面反射镜的反射面与所述准直器的另一端相对并相距适当距离，可将由输入光纤传来的光反射到对应的输出光纤。
在本实用新型所述的机械式光开关中，为减小体积，其驱动装置采用电磁线圈带动磁铁的方式，所述驱动装置包括两个电磁线圈和一块磁铁；所述两个电磁线圈设置在所述双斜面反射镜的两侧，通电后可产生极性相反的磁场；所述双斜面反射镜固定装在所述磁铁的端面上，所述电磁线圈的磁力可带动所述磁铁在所述两个电磁线圈之间小范围移动。给电磁线圈通电产生磁场后，其磁力可带动磁铁移动，从而使其端面上的双斜面反射镜改变位置，双斜面反射镜中起反射作用的镜面由一个斜面变为另一个斜面，最终实现所需光路切换，完成光开关功能。
在本实用新型所述的机械式光开关中，双斜面反射镜具有两个对称斜面。该双斜面反射镜可以是中心外凸式结构，也可以是中心内凹式结构。
与现有技术的光开关相比，本实用新型的机械式光开关的输入端口和输出端口在同一端，使用和安装更为方便；因其驱动装置用电磁线圈和磁铁取代了原来的继电器，运动器减少，大大减小了整个光开关的体积；另外，由电磁线圈和磁铁组成驱动装置后，其控制信号的管脚布局更为合理，使光开关应用范围更广，使用更方便。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1和图2是现有技术中的一种机械式光开关的原理图；图3和图4是本实用新型的机械式光开关采用外凸内凹式双斜面反射镜时的两种工作状态原理图；图5和图6是本实用新型的机械式光开关采用内凹式双斜面反射镜时的两种工作状态原理图；图7是本实用新型一个优选实施例中利用图3和图4中所示原理的机械式光开关的结构图。
从图3中可以看出，实际光路并不是从三根光纤中同时出射平行光，而是仅从光纤1出射准直光束，光束射到双斜面反射镜202的上斜面的A点后，被双斜面反射镜202反射到光纤2，经光纤2然后输出。实现由光纤1到光纤2的传送。
当采用驱动装置使双斜面反射镜202的位置向上移动到如图4所示的位置后，由光纤1出射的准直光束将射到双斜面反射镜202的下斜面的B点处，被双斜面反射镜202反射到光纤3，经由光纤3输出。
如果将光纤1作为端口1，光纤2和3作为端口2、3，通过上述方式改变双斜面反射镜202的上下位置，即可实现端口1到端口2、端口1到端口3这两种传送方式之间的相互转换，即形成1x2开关。
图3和图4中采用的是外凸式双斜面反射镜202，实际上两个斜面的倾斜方向可以互换，如图5和图6所示，其中采用的是内凹式双斜面反射镜302，其准直器301与图3中的准直器201相同。当光束射到双斜面反射镜302的上斜面的C点时，将反射到光纤3，经由光纤3输出；当光束射到双斜面反射镜302的下斜面的D点时，将反射到光纤2，经由光纤2输出；
本实用新型的一个优选实施例如图7所示，其中，两个电磁线圈404对称固定在壳体401上下两侧，电磁线圈404缠绕在铁芯405上，电磁线圈404未通电时，磁铁406处于正常位置，由准直器403端口1入射的准直光束到达双斜面反射镜407的其中一个斜面，反射后经端口2输出，即此时的光路为端口1到端口2；当电磁线圈404通电后，电磁线圈404产生的磁场可驱动磁铁406改变位置，即向下移动1mm左右，由准直器403端口1入射的准直光束将射到双斜面反射镜407的另一个斜面，反射后经端口3输出，此时的光路为端口1到端口3。可见，通过输入适当的控制信号，即可完成输出光路由2到3的转换。其中402为输入输出端口的光纤线。
上述实施例的准直器中含有三根光纤，实际上，准直器中还可含两根或四根光纤线。对于准直器中含两根准直器的情况，其中一根光纤线为输入光纤线，另一根为输出光纤线，电磁线圈通电产生磁场后，驱动双斜面反射镜位置发生移动，使反射光路发生改变，形成1x1光开关。对于准直器中含四根光纤时的情况，其中两根光纤线为输入光纤线，其余两根为输出光纤线，电磁线圈通电产生磁场后，驱动双斜面反射镜位置发生移动，使反射光路发生改变，形成2x2A/D光开关。
权利要求1.一种机械式光开关，其特征在于，其壳体内装有一个准直器、一个双斜面反射镜及可带动所述双斜面反射镜小范围移动的驱动装置；所述准直器的一端伸出所述壳体并至少可连接一根输入光纤和一根输出光纤；所述双斜面反射镜的反射面与所述准直器的另一端相对并相距适当距离，可将由输入光纤传来的光反射到对应的输出光纤。
2.根据权利要求1所述的机械式光开关，其特征在于，所述驱动装置包括两个电磁线圈和一块磁铁；所述两个电磁线圈设置在所述双斜面反射镜的两侧，通电后可产生极性相反的磁场；所述双斜面反射镜固定装在所述磁铁的端面上，所述电磁线圈的磁力可带动所述磁铁在所述两个电磁线圈之间小范围移动。
3.根据权利要求2所述的机械式光开关，其特征在于，所述双斜面反射镜具有两个对称斜面。
4.根据权利要求3所述的机械式光开关，其特征在于，所述双斜面反射镜可以是中心外凸式双斜面反射镜，也可以是中心内凹式双斜面反射镜。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的机械式光开关，其特征在于，所述准直器内含有三根光纤，其伸出端可连接一根输入光纤和两根输出光纤。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的机械式光开关，其特征在于，所述准直器内含有两根光纤，其伸出端可连接一根输入光纤和一根输出光纤。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的机械式光开关，其特征在于，所述准直器内含有四根光纤，其伸出端可连接两根输入光纤和两根输出光纤。
专利摘要本实用新型涉及一种机械式光开关，其壳体内装有一个准直器、一个双斜面反射镜及可带动双斜面反射镜小范围移动的驱动装置；准直器的一端伸出壳体并至少可连接一根输入光纤和一根输出光纤；双斜面反射镜的反射面与准直器的另一端相对并相距适当距离，可将由输入光纤传来的光反射到对应的输出光纤。驱动装置包括两个电磁线圈和一块磁铁；两个电磁线圈设置在所述双斜面反射镜的两侧，双斜面反射镜固定在磁铁的端面上，给电磁线圈通电产生磁场后，其磁力可带动磁铁移动，从而使其端面上的双斜面反射镜改变位置，双斜面反射镜中起反射作用的镜面由一个斜面变为另一个斜面，最终实现所需光路切换，完成光开关功能。
文档编号H04B10/12GK2575692SQ0224821
公开日2003年9月24日 申请日期2002年9月21日 优先权日2002年9月21日
发明者常泽洲, 周琳, 胡俭, 杨志勇 申请人:深圳市贝光通科技有限公司