专利名称：光路转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种光路转换装置，尤其是关于一种移动光学元件实现光路转换的光路转换装置。
背景技术：
光路转换装置是一种对光传输线路或集成光路中的各信号通路进行相互转换及逻辑操作的器件，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器件。
根据光路转换装置的工作原理，可将它分为非机械型光路转换装置与机械型光路转换装置两大类。其中，非机械型光路转换装置主要依靠电光效应、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。机械型光路转换装置是利用机械、电磁等方式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。此类光路转换装置插入损耗低、隔离度高，是目前应用最广泛的光路转换装置。
请参阅图1，美国专利第4,146,856号揭示一移动光纤型光路转换装置。该光路转换装置包括一套管10、二导磁弹片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的二端部(未标示)，其位于套管10内的端部(未标示)相交叠，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。当二导磁弹片111、112具有不同磁性时，二导磁弹片111、112相互抵靠，位于支撑元件121、123的通孔124、126中的光纤131、133相互对准，当二导磁弹片111、112具相同磁性时，二导磁弹片111、112相互排斥，致使支撑元件121抵靠管壁，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。此光路转换装置可实现光路的切换，但其通过移动光纤131达成光路的切换，因光纤直径小，频繁的开关移动过程中容易出现对准失误而导致光信号损耗较大，影响光信号传输品质。
请参阅图2，美国专利第5,420,946号揭示一移动光学元件型光路转换装置。该光路转换装置包括一输入端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用于准直输入光纤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，通过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。但该光路转换装置结构复杂，各输出端16必须精确分布于输入端14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均包括渐变折射率透镜162，使得该光路转换装置成本较高，同时亦难于向小型化方向发展。
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、成本低的光路转换装置。
本实用新型的目的是这样实现的提供一光路转换装置，包括一输入装置、一输出装置、两棱镜阵列及一驱动装置。该输入装置包括多根输入光纤、一光纤插针及一准直透镜，该光纤插针具有多个收容槽用于收容固持该多根输入光纤，该准直透镜用于准直该多根输入光纤输入之光信号。该输出装置具有与输入装置相同的结构。该两棱镜阵列位于输入装置与输出装置之间，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装置与输出装置之间的光路中以实现光路切换。
与现有的光路转换装置相比，本实用新型具有以下优点它通过一具有多个收容槽的光纤插针固持多根输入/输出光纤，该多根光纤共用一准直透镜，结构紧凑、制程简单、易于实现小型化，同时可降低光路转换装置的生产成本。
图1是现有光路转换装置的剖面图。
图2是又一现有光路转换装置的立体图。
图3是本实用新型光路转换装置的立体图。
图4是本实用新型光路转换装置的剖面图。
图5是图4沿V-V的剖面图。
图6和图7是本实用新型光路转换装置的部分光路示意图。
具体实施方式请参阅图3和图4，本实用新型光路转换装置包括一输入装置21、一输出装置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。
输入装置21包括多根输入光纤211、一光纤插针212、一准直透镜213、一内套管214及一外套管215。该多根输入光纤211用于输入光信号至该光路转换装置。同时参阅图5，该光纤插针212包括一插芯216、一套筒218及一固持部219。该插芯216大致呈圆柱状，一端研磨成6至8度斜面(未标示)以提高回波损耗，另一端与固持部219邻接并通过粘胶等方式固连，其外表面沿轴向均匀分布有多个V形收容槽217。多根输入光纤211的端部收容于该收容槽217中，且于固持部219处粘胶以进一步固定。一套筒218套设于该具有输入光纤的插芯216，其两端部与插芯216的两端面相对齐，且两者由环氧树脂紧密固持。该准直透镜213大致呈圆柱状，直径与套筒218外径相等，相对光纤插针212的端面也研磨成6至8度斜面，另一端面为一非球曲面，其可准直来自多根输入光纤211的输入光束。该光纤插针212与该准直透镜213对准后套装固持于一内套管214中，且准直透镜213部分突伸出内套管。一外套管215套设于内套管214之外用于收容保护该输入装置21。
输出装置22包括多根输出光纤221、一光纤插针222、一准直透镜223、一内套管224及一外套管225，其结构与输入装置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，其位于输入装置21与输出装置22之间，通过两棱镜阵列23、24的不同棱镜组合改变输入装置21与输出装置22之间的光路，而使输入装置21输入的光信号传输至输出装置22的光纤。
棱镜固持器25包括第一棱镜座251和第二棱镜座252，该第一棱镜座251和第二棱镜座252均包括多个安装孔253和一滑块254。该多个安装孔253位于棱镜固持器25的上部用于安装固定棱镜阵列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，且顶部相对位置均设有一安装孔(未标示)以安装对准输入装置21及输出装置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与四连接杆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及第二棱镜座252沿第二安装座262的导向槽2621平移滑动，从而使棱镜阵列23与24之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，通过棱镜阵列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。同时参阅图3及图7，通过驱动装置27驱动棱镜阵列24的另一棱镜242置于光路，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，通过驱动装置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装置22的不同输出光纤221。同样，通过驱动装置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装置22的输出光纤。因此，该光路转换装置可将输入装置21任一输入光纤输入的光信号输入至输出装置22的任一输出光纤，因光路可逆，其亦可反向传输。
权利要求1.一种光路转换装置，包括一输入装置、一输出装置，该输入装置包括多根用于输入光信号的输入光纤、一光纤插针以及一用于准直输入光信号的准直透镜，该输出装置包括多根输出光纤、一光纤插针以及一用于会聚光信号至该多根输出光纤的准直透镜，其特征在于该输入装置的光纤插针具有多个用于收容固持该多根输入光纤的收容槽，该输出装置的光纤插针具有多个用于收容固持该多根输出光纤的收容槽，该光路转换装置进一步包括两棱镜阵列和一驱动装置，该两棱镜阵列位于输入装置与输出装置之间，其分别包括多个棱镜，该驱动装置驱动二棱镜阵列的不同棱镜组合置于输入装置与输出装置之间的光路中。
2.如权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于该光纤插针包括一插芯及一套筒，套筒套设该插芯，收容槽均匀分布于插芯外表面，多根输入光纤胶固于收容槽内。
3.如权利要求2所述的光路转换装置，其特征在于该输入装置进一步包括一内套管和一外套管，该内套管套设套筒和准直透镜，该外套管套设于内套管外侧以收容保护该输入装置。
4.如权利要求1所述的光路转换装置，其特征在于该输入装置进一步包括一固持输入光纤的固持部。
5.如权利要求1所述的光路转换装置，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，其上均开设有多个用于安装多个棱镜的安装孔。
6.如权利要求5所述的光路转换装置，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和两第二安装座，该两第一安装座相对平行设置，其顶部均具有一安装输入装置和输出装置的通孔，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。
7.如权利要求6所述的光路转换装置，其特征在于该两第二安装座相对的内侧面分别具有一导向槽。
8.如权利要求7所述的光路转换装置，其特征在于该两棱镜座之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之导向槽相配合。
9.如权利要求8所述的光路转换装置，其特征在于其中该驱动装置进一步包括两驱动设备和四连接杆，该四连接杆分别连接两棱镜座与两驱动设备。
10.如权利要求9所述的光路转换装置，其特征在于该两驱动设备通过四连接杆可分别驱动两棱镜座于不同位置。
专利摘要一种光路转换装置，包括一输入装置、一输出装置、两棱镜阵列及一驱动装置。该输入装置包括多根输入光纤、一光纤插针及一准直透镜，该光纤插针具有多个收容槽以收容固持该多根输入光纤，该准直透镜用于准直该多根输入光纤输入的光信号。该输出装置包括多根输出光纤、一光纤插针及一准直透镜，该光纤插针具有多个收容槽以收容固持该多根输出光纤，该准直透镜用于会聚光信号至该多根输出光纤。该两棱镜阵列位于输入装置与输出装置之间，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装置与输出装置之间的光路中实现光路之切换。
文档编号G02B6/35GK2543083SQ02227288
公开日2003年4月2日 申请日期2002年4月27日 优先权日2002年4月27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