专利名称：一种机械式光开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信领域，具体涉及光通信中实现对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的一种机械式光开关。
背景技术：
机械式光开关是最早商用化的光开关，其切换时间一般在毫秒量级，它具有插入损耗小、不受偏振和波长的影响等优点，而且性价比良好，因而在很多应用领域有着广阔的市场需求。目前应用最为广泛的1X2和2X2机械光开关如公告号为CN^67364Y的实用新型所示，其主要由外盒、盖板、继电器、摆臂、高反镜片、2个耳孔和2个双纤准直器组成。 外盒的相对两侧壁上开设有固定耳孔的通孔，两耳孔分别固定在外盒两侧壁的通孔内，且两耳孔位于同一轴线上。两双纤准直器分别固定在两耳孔内。外盒内开有容放继电器的凹腔，该凹腔的底部开有电控引脚孔。继电器安装在外盒凹腔内，继电器的电控引脚从外盒上的电孔引脚孔中引出。继电器上安装有摆臂，高反镜片固定在摆臂的前端。盖板覆盖在外盒的腔口上，盖板和外盒一并构成光开关的壳体。工作时，通过电压控制继电器的吸合来带动摆臂摆动，固定在摆臂前端的高反镜片在摆臂的摆动下做上下运动。当高反镜片与2个双纤准直器处于不同水平面上时，光开关为直通状态、光线从一侧双纤准直器的输入尾纤直通至另一侧双纤准直器输出尾纤；当高反镜片与2个双纤准直器处于同一水平面上时， 光开关为反射状态、光线从一侧双纤准直器的输入尾纤反射回同一侧双纤准直器的输出尾纤；通过摆臂前端高反镜片实现双纤准直器的光路切换变化，起到光路选择的作用。为了保证光开关的性能指标，传统机械式光开关在生产过程必须经过两个精密的调试步骤即首先通过调整外盒两侧的双纤准直器、保证外盒两侧的双纤准直器内的尾纤的精确对准后才能粘贴于耳孔内，以确保直通状态下光开关的性能；其次再要用夹具取高反镜片、并通过不断调整摆臂前端高反镜片的反射角度、保证入射尾纤输入的光线能够恰好被高反镜片反射回同一侧的出射尾纤后才能将高反镜片粘贴在继电器起前端固定的摆臂上，以确保反射状态下光开关的性能。可见，传统结构的机械光开关不仅对其生产工艺的要求较高、而且也不利于批量生产，因此生产效率也极为低下。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种易于批量生产、并能有效提高生产效率的一种机械式光开关。为解决上述问题，本实用新型所设计的一种机械式光开关，包括外盒、盖板、继电器、摆臂、2个耳孔和2个双纤准直器；盖板覆盖在外盒的腔口上，盖板和外盒一并构成光开关的壳体；2个耳孔相对设置在外盒的两侧壁上；2个双纤准直器分别固定在2个耳孔内； 继电器安装在外盒内部开设的凹腔中，继电器的电控引脚从外盒的底部引出；摆臂安装在继电器上；其不同之处是还包括有1个折射棱镜和2个高反镜片；其中折射棱镜安装在摆臂的前端，其主截面为平行四边形；2个高反镜片分别安装在外盒内部开设的2个小凸台上，且2个小凸台分处于摆臂的两侧；2个双纤准直器的轴线相互平行，且每个双纤准直器的轴线延长线均同时穿过1个高反镜片和折射棱镜的其中一个侧面。通过电压控制继电器的吸合来带动摆臂摆动，安装在摆臂前端的折射棱镜随着摆臂的摆动下做上下运动。当反射棱镜与双纤准直器处于同一水平面上时，光开关为直通状态，入射光线从其中一侧的双纤准直器进入，并经过折射棱镜的折射后，从另一侧的双纤准直器输出；当反射棱镜与双纤准直器处于不同水平面上时，光开关为反射状态，入射光线从其中一侧的双纤准直器的其中一根尾纤进入，并经过与该双纤准直器相对的反射后，从相同一侧的双纤准直器的另一根尾纤输出。为了更为准确地定位高反镜片，增加镜片的稳定性，并确保插损在85至-40度温之间变化在0. 25dB以内，上述方案所述每个高反镜片最好均通过一白片安装在外盒内部的小凸台上。为了能够限定摆臂的安装位置，有效的提高生产效率及更好地保护摆臂不受外力影响，上述方案中，所述外盒的中部最好还设有金属固定片，该金属固定片的中央设有供摆臂穿过的U形槽。为了有效的提高批量生产的效率，上述方案所述耳孔与外盒最好为一体化结构。为了减小外界环境对双纤准直器的精确对准的影响，上述方案所述双纤准直器最好通过焊接方式固定在耳孔内。与现有技术相比，本实用新型通过安装在摆臂前端的折射棱镜来实现光开关的不同双纤准直器之间的光路直通功能，而通过安装在摆臂两侧外盒内的2个高反镜片来分别实现光开关的同一双纤准直器不同尾纤之间的光路反射功能。这种结构的光开关在生产过程中，只需将其简单安装在对应的位置上而无需经过不断对光调试的繁琐步骤；而只要在双纤准直器安装过程中，调试2个双纤准直器内部尾纤对准，即能够实现光路的精确切换对准切换。这不仅能够有效简化高反镜片和折射棱镜的安装工艺和步骤；而且在生产时能够批量将折射镜片事先安装在摆臂的对应位置上之后、再分别将摆臂连同折射镜片固定在不同光开关的继电器上，而需要根据不同的光开关分别调试安装折射镜片，因而能够大大提高生产效率。
图1为本实用新型一种机械式光开关的结构示意图。图2为图1所示机械式光开关直通状态下的光路图。图3为图1所示机械式光开关反射状态下的光路图。图中标号1、外盒；2、继电器；3、双纤准直器；4、摆臂；5、高反镜片；6、白片；7、折射棱镜；8、金属固定片；9、盖板；10、耳孔。
具体实施方式
参见图1，本实用新型一种机械式光开关，主要由外盒1、盖板9、继电器2、摆臂4、 2个耳孔10、2个双纤准直器3、1个折射棱镜7和2个高反镜片5组成。其中2个耳孔10 相对设置在外盒1的两个侧壁上，且每个耳孔10的内部各固定有一双纤准直器3。继电器 2安装在外盒1内部开设的凹腔中，继电器2的电控引脚从外盒1底部开设的电控引脚孔中引出。摆臂4安装在继电器2上。折射棱镜7安装在摆臂4的前端，其主截面为平行四边形。2个高反镜片5分别安装在外盒1内部开设的2个小凸台上，且这2个小凸台分处于摆臂4的两侧。2个双纤准直器3的轴线相互平行但不重叠，且每个双纤准直器3的轴线延长线均同时穿过1个高反镜片5和折射棱镜7的其中一个侧面。盖板9覆盖在外盒1的腔口上，盖板9和外盒1 一并构成光开关的壳体。本实用新型所设计的光开关的生产过程如下①将光开关的壳体加工成型，该壳体包括一中空状的外盒1和一平板状的盒盖。 外盒1的内部空腔分割为前、后2个腔室；其中后腔室中开设有供继电器2安装的凹腔，该凹腔的底部开有电控引脚孔；前腔室则设有供高反镜片5安装的小凸台，这2个小凸台分位于腔室的左右两侧，且2个小凸台处于不同的轴线上。前腔室的左右两侧壁上加工有供双纤准直器3安装的耳孔10，每个耳孔10与一个小凸台相对并处于同一轴线上。耳孔10 可以采用胶粘方式安装在外盒1两侧壁上开设的耳孔10孔内，也可以让耳孔10与外盒1 在壳体加工过程中一次成型，为一体化结构。在本实用新型优选实施例中，耳孔10与外盒 1采用一体化结构，这样不仅能够提高光开关的批量生产的效率，而且能够极大提高光开关的稳定性能。壳体的盒盖可在光开关生产完成的最后步骤固定在外盒1的腔口部位。②将继电器2安装固定在外盒1的凹腔中，继电器2的电控引脚从外盒1上的电控引脚孔引出。③摆臂4采用高精度慢走丝线割加工制作，其结构设计可将折射棱镜7镶入固定来实现折射棱镜7的精确定位。由于安装在摆臂4上的折射棱镜7实现的是光路折射，而折射光路相较于反射光路而言，对于折射棱镜7的安装角度要求相对于高反镜片5的安装角度要求较低。因此本实用新型能够改变传统先将摆臂4装粘贴于继电器2上再用夹具取镜片做调试后粘贴于摆臂4上的制作工艺；而是先将折射棱镜7固定在摆臂4的前端后，再将摆臂4的后端固定于继电器2上。这样不仅简化了安装工艺和步骤，使摆臂4更易于批量生产，因而可有效的提高了生产效率10倍以上。为了能够限定摆臂4的安装位置，以及更好地保护摆臂4不受外力影响，在本实用新型优选实施例中，摆臂4固定在继电器2上之后，其摆臂4上方还需安装一金属固定片8。 该金属固定片8焊接在外盒1的中部，即处于外盒1前、后腔室之间。金属固定片8的中央设有供摆臂4穿过的U形槽。④将高反镜片5安装在外盒1内部设有的小凸台上。为了有效解决应力形变及高低温差损大的问题，在本实用新型中，用于安装高反镜片5的方形小凸台内嵌在外盒1底部开设的棱开小凹腔中，即小凸台的周围环绕有一环形的凹槽。高反镜片5可以直接安装在小凸台的表面，但为了使高反镜片5安装的更为平稳，所述高反镜片5与小凸台之间还设有白片6。毛玻璃制成的白片6能够不仅能够更易于高反镜片5的定位、提高生产效率，而且能够有效增加高反镜片5的稳定性，确保插损在85至-40度温之间变化在0. 25dB以内。⑤将2个双纤准直器3分别安装在2个耳孔10内，并通过调试使得2个双纤准直器3内的尾纤能够精确对准。双纤准直器3可以采用胶粘方式安装在耳孔10的内部。但考虑胶粘方式受环境影响较大，在温差变化较大的场合下容易出现热胀冷缩等现象而影响双纤准直器3的精确对准，因此在本实用新型优选实施例中，双纤准直器3通过焊接方式安装在耳孔10内。[0024]⑥待上述调试与安装步骤完成之后，将盖板9焊接在外盒1的腔口部位即完成了整个光开关的生产。本实用新型所设计的光开关的工作过程如下通过继电器2的电控引脚给继电器2供电以控制继电器2的吸合，继电器2的吸合带动摆臂4摆动，安装在摆臂4前端的折射棱镜7随着摆臂4的摆动下做上下运动。当继电器2下打时，反射棱镜与双纤准直器3处于同一水平面上，光开关为直通状态，入射光线从其中一侧双纤准直器3的两根尾纤中同时进入，并经过折射棱镜7的折射后，从另一侧双纤准直器3的两根尾纤中同时输出；参见图2。当继电器2上打时，反射棱镜与双纤准直器3处于不同水平面上，光开关为反射状态，入射光线从其中一侧的双纤准直器3的其中一根尾纤进入，并经过与该双纤准直器3相对的反射后，从相同一侧的双纤准直器3的另一根尾纤输出；参见图3。本实用新型不仅适用于2X2的机械式光开关，同样也适用于D2X2的机械式光开关。
权利要求1.一种机械式光开关，包括外盒(1)、盖板(9)、继电器(2)、摆臂(4)、2个耳孔(10)和 2个双纤准直器(3)；盖板(9)覆盖在外盒(1)的腔口上，盖板(9)和外盒(1) 一并构成光开关的壳体；2个耳孔(10)相对设置在外盒(1)的两侧壁上；2个双纤准直器C3)分别固定在2个耳孔(10)内；继电器⑵安装在外盒(1)内部凹腔中，继电器(2)的电控引脚从外盒(1)的底部引出；摆臂(4)安装在继电器(2)上；其特征在于还包括有1个折射棱镜 (7)和2个高反镜片(5)；其中折射棱镜(7)安装在摆臂⑷的前端，其主截面为平行四边形；2个高反镜片(5)分别安装在外盒(1)内部开设的2个小凸台上，且这2个小凸台分处于摆臂的两侧；2个双纤准直器(3)的轴线相互平行，且每个双纤准直器(3)的轴线延长线均同时穿过1个高反镜片(5)和折射棱镜(7)的其中一个侧面。
2.根据权利要求1所述的一种机械式光开关，其特征在于每个高反镜片(5)均通过一白片(6)安装在外盒⑴内部的小凸台上。
3.根据权利要求1或2所述的一种机械式光开关，其特征在于外盒(1)的中部设有金属固定片(8)，该金属固定片(8)的中央设有供摆臂(4)穿过的U形槽。
4.根据权利要求1所述的一种机械式光开关，其特征在于耳孔(10)与外盒(1)呈一体化结构。
5.根据权利要求4所述的一种机械式光开关，其特征在于双纤准直器C3)焊接在耳孔(10)内。
专利摘要本实用新型公开一种机械式光开关，包括外盒、盖板、继电器、摆臂、2个耳孔、2个双纤准直器、1个折射棱镜和2个高反镜片；2个耳孔相对设置在外盒的两侧壁上；2个双纤准直器分别固定在2个耳孔内；继电器安装在外盒内部开设的凹腔中，继电器的电控引脚从外盒的底部引出；摆臂安装在继电器上；其中折射棱镜安装在摆臂的前端，其主截面为平行四边形；2个高反镜片分别安装在外盒内部开设的2个小凸台上，且2个小凸台分处于摆臂的两侧；2个双纤准直器的轴线相互平行，且每个双纤准直器的轴线延长线均同时穿过1个高反镜片和折射棱镜的其中一个侧面；盖板覆盖在外盒的腔口上。本实用新型能够有效简化光开关的生产工艺和步骤、易于批量生产及提高生产效率。
文档编号G02B6/35GK202126521SQ20112020860
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者彭鹏 申请人:桂林市光隆光电科技有限公司