专利名称：光开关装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种光开关装置，特别是关于一种移动光学元件实现光路转换的光开关装置。
背景技术：
光开关是一种对光传输线路或集成光路中的诸信号通路进行相互转换及逻辑操作的光学无源器件，其可用于光纤通信系统、光纤网络、光纤测量系统及光纤传感系统中，起光路转换的作用，是光通信领域中不可缺少的重要元件。
根据光开关的工作原理，可将它分为非机械型光开关与机械型光开关两大类。其中，非机械型光开关主要依靠电光效应、磁光效应、声光效应及热效应改变波导折射率以使光路发生改变，其开关时间短、体积小便于光集成及光电集成。但是，其插入损耗大、隔离度低，且技术尚不成熟，制造成本较高。机械型光开关是利用机械、电磁方式等使光纤或光学元件发生移动，从而实现光束在不同输出端口之间的切换。此类光开关插入损耗低、隔离度高，是目前应用最广泛的光开关。
现有技术如图1所示，其为美国专利第4,146,856号所揭示的一种移动光纤型光开关。该光开关包括一套管10、两导磁弹片111与112、三支撑元件121及122以及123、三光纤131及132以及133。该导磁弹片111、112分别穿过并固定于套管10的两端部(未标示)，其位于套管10内的端部(未标示)相交迭，支撑元件121固定于导磁弹片112的端部且端面(未标示)与导磁弹片131的端部齐平，其内部具有一通孔124，支撑元件122固定于套管10的内管壁(未标示)的特定位置，其具有一通孔125，支撑元件123位于导磁弹片111的端部邻近于支撑元件121的位置，其亦具有一通孔126，三光纤131、132及133穿过套管10的端部且其一端部(未标示)分别固定于支撑元件121、122及123的通孔124、125及126中。当两导磁弹片111、112具不同磁性124、126中的光纤131、133相互对准，当两导磁弹片111、112具相同磁性时，两导磁弹片111、112相互排斥，致使支撑元件121抵靠套管10的内管壁，此时位于支撑元件121、122的通孔124、125中的光纤131、132相互对准。此光开关可实现光路的切换，但是，因其是通过移动光纤131达成光路的切换，而光纤直径小，频繁的开关移动过程中容易出现弯曲变形，且其未使用准直透镜准直光束，导致光信号损耗较大，进而影响光信号传输品质。
另一现有技术如图2所示，其为美国专利第5,420,946号所揭示的一种移动光学元件型光开关。该光开关包括一输入端14、一反射装置15及多个输出端16。其中，输入端14包括一输入光纤141及一渐变折射率透镜142，该渐变折射率透镜142用以准直输入光纤141输入的光束至反射装置15。反射装置15包括一基底151、一设于基底151的反射镜152，且其与经渐变折射率透镜142准直的光束成45度夹角。该基底151底部具有一孔153，其可与驱动机构的连杆(图未示)配合以驱动该反射装置15转动，为使反射装置15转动时输入光纤112的输入光束能耦合至输出端16，该孔153与渐变折射率透镜142的中心轴共线，且该反射装置15可以该中心轴为轴旋转。多个输出端16分别包括输出光纤161，且各光纤161分别与一渐变折射率透镜162相配合，该多个输出端16沿与孔153及渐变折射率透镜142共轴的圆周固定排列。
输入光纤141输入的光束经渐变折射率透镜142准直输入至反射镜152，借由旋转至不同位置的反射镜152反射后可耦合至不同输出端16，达成光路切换的目的。但是，该种光开关结构复杂，各输出端16必须精确分布于输入端的四周，光路切换时反射装置15旋转角度的精度要求高，且其多个输出端16均包括多根光纤161及渐变折射率透镜162，使得该光开关成本较高，同时亦难于向小型化方向发展。
有鉴于此，提供一种结构紧凑，制程简单，成本低的光开关实为必要。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、制程简单、成本低的光开关装置。
为实现本实用新型目的，本实用新型光开关装置包括一输入端、一输出端、两棱镜阵列及一驱动装置。该输入端包括多根输入光纤、一多芯光纤插针及一准直透镜，该多芯光纤插针收容固持该多根输入光纤，该准直透镜用以准直该多根输入光纤输入之光信号。该输出端包括多根输出光纤、一多芯光纤插针及一准直透镜，该多芯光纤插针收容固持该多根输出光纤，该准直透镜用以会聚光信号至该多根输出光纤。该两棱镜阵列位于输入端与输出端之间，其分别包括多个棱镜。该驱动装置驱动棱镜阵列平移以使不同棱镜组合置于输入端与输出端之间的光路中实现光路之切换。
相较于现有技术，本实用新型具有如下优点因本实用新型的光开关通过一光纤插针固持多根光纤，且该多根光纤共享一准直透镜，结构紧凑、制程简单、易于实现小型化，同时可降低光开关的生产成本。
图1是现有技术光开关的剖面示意图。
图2是另一现有技术光开关的立体示意图。
图3是本实用新型光开关装置的立体示意图。
图4是本实用新型光开关装置的剖面示意图。
图5是本实用新型光开关装置的另一剖面示意图。
图6与图7是本实用新型光开关装置的部分光路示意图。
具体实施方式请参阅图3、图4及图5，本实用新型的光开关装置包括一输入端21、一输出端22、两棱镜阵列23与24、一棱镜固持器25、一底座26及一驱动装置27。
输入端21包括多根光纤211、多芯光纤插针212、准直透镜213、内套管214及外套管215。该多根光纤211用以输入光信号至该光开关装置。该多芯光纤插针212收容固持该多根光纤211，其一端研磨成6至8度的斜面(未标示)以提高回波损耗，内部具有一通孔(未标示)，且通孔相对于多芯光纤插针212的斜面的另一端具有锥形开口(未标示)，借由该开口可将多根光纤211穿插于多芯光纤插针212的通孔中，且多根光纤211的端面与多芯光纤插针212的斜面齐平。准直透镜213与多芯光纤插针212相互对准用以准直多根输入光纤211输入的光束，其邻近多芯光纤插针212的端面(未标示)亦研磨成6至8度的斜面以提高回波损耗。该内套管214套设多芯光纤插针212及准直透镜213，用以相对定位多芯光纤插针212及准直透镜213。该外套管215套设于内套管214之外，用以收容保护该输入端21。
输出端22包括多根光纤221、多芯光纤插针222、准直透镜223、内套管224及外套管225，其结构与输入端21基本相同，在此不再详述。
棱镜阵列23与24均由多个棱镜构成，其位于输入端21与输出端22之间，借由两棱镜阵列23、24的不同棱镜组合改变输入端21与输出端22之间的光路，而使输入端21输入的光信号传输至输出端22的任一光纤221。
棱镜固持器25包括第一棱镜座251与第二棱镜座252，该第一棱镜座251与第二棱镜座252均包括多个安装孔253及一滑块254。该多个安装孔253位于棱镜固持器25的上部用以安装固定棱镜阵列23与24，该滑块254截面为梯形，且邻近棱镜固持器25的底边(未标示)较短。
底座26包括一本体260、两第一安装座261、两第二安装座262。该两第一安装座261平行设置，且其顶部相对位置均设有一安装孔(未标示)以安装对准输入端21及输出端22。该两第二安装座262平行于第一安装座261平行设置，其相对侧面开设一导向槽2621，该导向槽2621的截面与棱镜固持器25的滑块254的截面相同，以与棱镜固持器25的滑块254相配合。
驱动装置27包括两驱动设备271及四连接杆272，四连接杆分别连接于第一棱镜座251与第二棱镜座252的两侧与两驱动设备271，以驱动第一棱镜座251与第二棱镜座252沿第二安装座262的导向槽2621滑动，从而使棱镜阵列23与24的不同棱镜组合置于光路中以切换光路于不同输入/输出光纤之间。
请参阅图6，输入光纤211的一光纤2111输入的光信号，经准直透镜213准直为平行光束31，因光纤2111的端部不在准直透镜213的光轴上，故平行光束31与光轴成一微小夹角，借由棱镜阵列23的一棱镜231将光束折射为与光轴平行的平行光束30，平行光束30经棱镜阵列24的一棱镜241再次折射为与光轴成一特定微小角度的平行光束41，特定方向的平行光束41经准直透镜223会聚至输出光纤2211。通过驱动装置27驱动棱镜阵列24的另一棱镜242置于光路，请参阅图7，平行光束30经棱镜242折射为与光轴成另一特定微小角度的平行光束42，该特定方向的平行光束42经准直透镜223会聚至输出光纤2212。
可以理解，借由驱动装置27驱动棱镜阵列24的不同棱镜置于光路可将光纤211的输入光信号传输至输出端22的不同输出光纤。同样，借由驱动装置27驱动棱镜阵列23的不同棱镜置于光路可将不同输入光纤输入的光信号传输至输出端22的输出光纤。故，该光开关装置可将输入端口21任一输入光纤输入的光信号输入至输出端口22的任一输出光纤，因光路可逆，故其亦可反向传输。
权利要求1.一种光开关装置，其包括一输入端及一输出端，其特征在于该输入端包括多根输入光纤与一多芯光纤插针以及一准直透镜，该多芯光纤插针收容固持该多根输入光纤，该准直透镜用以准直该多根输入光纤输入的光信号，该输出端包括多根输出光纤与一多芯光纤插针以及一准直透镜，该多芯光纤插针收容固持该多根输出光纤，该准直透镜用以会聚光信号至该多根输出光纤，另，该光开关装置进一步包括两棱镜阵列及一驱动装置，其中该两棱镜阵列位于输入端与输出端之间，其分别包括多个棱镜，该驱动装置驱动两棱镜阵列的不同棱镜组合置于输入端与输出端之间的光路中实现光路的切换。
2.根据权利要求1所述的光开关装置，其特征在于其中该输入端进一步包括一内套管与一外套管，该内套管套设多芯光纤插针与准直透镜，该外套管套设于内套管外侧以收容保护该输入端。
3.根据权利要求1所述的光开关装置，其特征在于其中该输出端进一步包括一内套管与一外套管，该内套管套设多芯光纤插针与准直透镜，该外套管套设于内套管外侧以收容保护该输出端。
4.根据权利要求1所述的光开关装置，其特征在于其进一步包括一棱镜固持器，该棱镜固持器包括两棱镜座，其上均开设有多个安装孔以安装多个棱镜。
5.根据权利要求4所述的光开关装置，其特征在于其进一步包括一底座，该底座包括两第一安装座与两第二安装座。
6.根据权利要求5所述的光开关装置，其特征在于其中该两第一安装座相对平行设置，其顶部均具有一通孔以安装输入端与输出端。
7.根据权利要求5所述的光开关装置，其特征在于其中该两第二安装座平行于第一安装座设置且位于两第一安装座之间。
8.根据权利要求7所述的光开关装置，其特征在于其中两第二安装座相对的内侧面分别具有一导向槽。
9.根据权利要求8所述的光开关装置，其特征在于其中两棱镜座的相对外侧分别具有一滑块，其截面与第二安装座的导向槽截面相同以与第二安装座的导向槽相配合。
10.根据权利要求9所述的光开关装置，其特征在于其中该驱动装置进一步包括两驱动设备与四连接杆，该四连接杆分别连接两棱镜座与两驱动设备。
11.根据权利要求9所述的光开关装置，其特征在于其中两驱动设备借由四连接杆可分别驱动两棱镜座于不同位置。
专利摘要一种光开关装置，其包括一输入端、一输出端、两棱镜阵列及一驱动装置。该输入端包括多根输入光纤、一多芯光纤插针及一准直透镜，该多芯光纤插针收容固持该多根输入光纤，该准直透镜用以准直该多根输入光纤输入的光信号。该输出端包括多根输出光纤、一多芯光纤插针及一准直透镜，该多芯光纤插针收容固持该多根输出光纤，该准直透镜用以会聚光信号至该多根输出光纤。该两棱镜阵列位于输入端与输出端之间，其分别包括多个棱镜。该驱动装置驱动棱镜阵列平移以使不同棱镜组合置于输入端与输出端之间的光路中实现光路的切换。
文档编号G02B6/35GK2533482SQ0222602
公开日2003年1月29日 申请日期2002年3月1日 优先权日2002年3月1日
发明者周明宝 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司