专利名称：基于微机电系统芯片技术的光开关及其光路切换方法
技术领域：
本发明涉及一种基于MEMS芯片技术的2×2光开关及其光路切换方法，属于光开关技术领域。
背景技术：
微机电系统(MicroElectroMechanical System，MEMS)中，基于MEMS芯片技术的光开关较为重要的光无源器件，在光通讯网络系统中可对光信号进行通断的切换。光开关有着广阔的市场前景，是最具发展潜力的光无源器件之一。
现有的光开关大多是2×2的光开关，而且都是基于反射式的，即通过将移动反射镜来实现光路的切换。当光开关开启时，如图1所示，两光纤准直器的出射光经反射镜反射回各自的光纤准直器。当光开关关闭时，如图2所示，光纤准直器的出射光直接射入另一光纤准直器。该类光开关由于采用非平行入射，反射角度的定位非常困难，而且容易受温度的影响，如果出现偏差就会偏离准直器产生极大的差损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于折射式的光开关及其光路切换方法。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案，一种基于微机电系统芯片技术的光开关，包括一透镜，所述透镜设有可将水平入射光平移出射的平行平面，所述平行平面至少两对且分别对应互成夹角。
作为本发明的一种优选方式，所述透镜为柱状。
作为本发明的又一优选方式，所述柱状透镜横截面为平行四边形、平行六边形或平行八边形。
作为本发明的再一优选方式，所述夹角为90度、60度或45度。
作为本发明的再一优选方式，所述透镜的折射率为在波长为1550nm时等于1.5067。
一种基于微机电系统芯片技术的光路切换方法，采用上述基于微机电系统芯片技术的光开关，
当光开关开启时，光纤准直器发出的两大致平行的入射光经透镜两互成夹角的平面入射后，在相应的另两平行平面出射进入另一光纤准直器；当光开关关闭时，光纤准直器发出的两大致平行的入射光直接进入另一光纤准直器。
采用本发明技术方案设计的基于微机电系统芯片技术的光开关，具有重复性好、温度性能好、加工工艺简单的优点。而且即使棱镜在安装过程中出现偏差，只要两路光路平行入射就能够在另一端平行出射，从而在准直器中精确地入射。
以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
图1为现有技术中光开关开启时的光路图。
图2为现有技术中光开关关闭时的光路图。
图3为本发明实施例光开关开启时的光路图。
图4为本发明实施例光开关关闭时的光路图。
图5为本发明实施例光开关透镜结构示意图。
具体实施例方式
实施例一如图5所示，一种基于微机电系统芯片技术的光开关，所述光开关包括一柱状平行六边形透镜，所述透镜设有可将水平入射光平移出射的平行平面，即平面3、平面4、平面5和平面6，其中，平面3与平面4平行，平面5与平面6平行，平面3与平面5成90度夹角。该夹角也可以是60度或45度。
实施例二一种基于微机电系统芯片技术的光路切换方法，采用实施例一的基于微机电系统芯片技术的光开关，当光开关开启时，如图3所示，光纤准直器发出的两大致平行的入射光7和入射光8经透镜两互成夹角的平面3和平面5入射后，在相应的另两平行平面4和平面6出射，进入另一光纤准直器；准直器图中未示。
当光开关关闭时，如图4所示，光纤准直器发出的两大致平行的入射光7和入射光8直接进入另一光纤准直器。图4中虚线表示通过电路驱动而平移离开光路的棱镜。
以下就本发明实施例如何设计并应用于通常的小尺寸(MINI Size)准直器作简要说明。如图5所示，通常小尺寸的准直器的L控制在3mm。考虑到加工方便，图中a＝45°，林料采用BK7，其折射率n@1550＝1.5067，长度B的计算过程如下，B＝B1+2*B2；B2＝L/2；B＝L+B1根据斯聂尔定律Sina＝n*Sinb；得b＝27.98°；c＝a-b＝45°-27.98°＝17°。
B1＝L/tan(C)＝3/tan(17°)＝9.806mmB＝B1+L＝9.806+3＝12.806mm。
权利要求
1.一种基于微机电系统芯片技术的光开关，其特征在于包括一透镜，所述透镜设有可将水平入射光平移出射的平行平面，所述平行平面至少两对且分别对应互成夹角。
2.根据权利要求1所述基于微机电系统芯片技术的光开关，其特征在于所述透镜为柱状。
3.根据权利要求2所述基于微机电系统芯片技术的光开关，其特征在于所述柱状透镜横截面为平行四边形、平行六边形或平行八边形。
4.根据权利要求1、2或3所述基于微机电系统芯片技术的光开关，其特征在于所述夹角为90度、60度或45度。
5.根据权利要求4所述基于微机电系统芯片技术的光开关，其特征在于所述透镜的折射率为在波长为1550nm时等于1.5067。
6.一种基于微机电系统芯片技术的光路切换方法，采用权利要求1至5中任一基于微机电系统芯片技术的光开关，当光开关开启时，光纤准直器发出的两大致平行的入射光经透镜两互成夹角的平面入射后，在相应的另两平行平面出射进入另一光纤准直器；当光开关关闭时，光纤准直器发出的两大致平行的入射光直接进入另一光纤准直器。
全文摘要
本发明提供一种基于微机电系统芯片技术的光开关及其光路切换方法，所述光开关包括一透镜，所述透镜设有可将水平入射光平移出射的平行平面，所述平行平面至少两对且分别对应互成夹角。当光开关开启时，光纤准直器发出的两大致平行的入射光经透镜两互成夹角的平面入射后，在相应的另两平行平面出射进入另一光纤准直器；当光开关关闭时，光纤准直器发出的两大致平行的入射光直接进入另一光纤准直器。采用本发明方案设计的基于微机电系统芯片技术的光开关，具有重复性好、温度性能好、加工工艺简单的优点。而且即使棱镜在安装过程中出现偏差，只要两路光路平行入射就能够在另一端平行出射，从而在准直器中精确地入射。
文档编号G02B6/34GK1885077SQ200510027140
公开日2006年12月27日 申请日期2005年6月24日 优先权日2005年6月24日
发明者刘浩锋, 高义河, 陆肖元 申请人:上海未来宽带技术及应用工程研究中心有限公司, 上海联能科技有限公司