一种n×m光开关的制作方法
【专利摘要】本发明涉及光通信领域，公开了一种N×M光开关，包括输入输出单元、光路偏折单元和2N+2M个驱动器，输入输出单元包括N个输入准直器和M个输出准直器；光路偏折单元包括N+M组水平光路偏折元件和N+M组垂直光路偏折元件，各组水平或垂直光路偏折元件分别与一个驱动器连接；每个输入准直器后面分别对应一组水平光路偏折元件和一组垂直光路偏折元件，每个输出准直器前面也分别对应一组垂直光路偏折元件和一组水平光路偏折元件。该结构利用不同角度楔角棱镜对光的折射角度不同，实现大容量的光开关，并采用步进电机驱动不同角度楔角棱镜的切换，可靠性高、可操作性强；且光路上的光学元件少，所以该结构的光插入损耗小。
【专利说明】—种NXM光开关
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种NXM光开关。
【背景技术】
[0002]光开关是一种能改变光束传输路径，又具有很高稳定性和精度的光学组件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转化或逻辑操作。在光网络系统中可对光信号进行通断和切换。光开关在光分/插复用(0ADM)、时分复用(TDM)、波分复用(WDM)中有着广泛的应用，是实现全光网络(All Optical network，AON)的关键器件。有着广阔的市场前景，是最具发展潜力的光无源器件之一。
[0003]从目前的情况看，NXM的机械式光开关阵列大多是通过I X 2，2X2的开光组装而成。现在市场需求100X 100路，甚至更大容量的光开关，若仍使用上述方式，虽然实现方式较简单，但存在许多不足:插入损耗大，长期稳定性差，系统结构过于复杂。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提出一种NXM光开关，插损小、可靠性高、可操作性强。
[0005]为达到上述目的，本发明提出的技术方案为:一种NXM光开关,包括输入输出单元和光路偏折单元，所述输入输出单元包括N个输入准直器和M个输出准直器，其特征在于:还包括2N+2M个驱动器；所述光路偏折单元包括N+M组水平光路偏折元件和N+M组垂直光路偏折元件，各组水平或垂直光路偏折元件分别与一个驱动器连接；每个输入准直器后面分别对应一组水平光路偏折元件和一组垂直光路偏折元件，每个输出准直器前面也分别对应一组垂直光路偏折兀件和一组水平光路偏折兀件；输入光由其中一输入准直器输入，进入该输入准直器对应的水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件，驱动器分别带动水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件转动，使入射光在水平方向和垂直方向进行偏折，到达对应输出准直器前面的垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件，二者对应的驱动器分别带动该组垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件转动，使入射光再次在垂直方向和水平方向进行偏折，最终耦合进入对应的输出准直器。
[0006]进一步的，所述水平光路偏折元件为一组水平偏折楔角棱镜组，分布于一圆盘上，所述驱动器驱动圆盘转动；所述垂直光路偏折元件为一组垂直偏折楔角棱镜组，分布于一圆盘上，所述驱动器驱动圆盘转动；所述水平偏折楔角棱镜组的各个楔角棱镜的角度不同；所述垂直偏折楔角棱镜组的各个楔角棱镜的角度不同。
[0007]进一步的，还包括控制电路，所述驱动器为步进电机，所述控制电路控制步进电机工作。
[0008]进一步的,还包括N+M个基座和一固定架，每个基座上分别固定一组所述水平光路偏折元件和一组所述垂直光路偏折元件，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件对应的驱动器固定于基座下面；所述输入准直器和输出准直器分别设于固定架两端，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件通过基座分别固定于固定架两端，与各输入准直器和输出准直器对应。
[0009]本发明的有益效果为:利用不同角度楔角棱镜对光的折射角度不同，实现大容量的光开关，并采用步进电机驱动不同角度楔角棱镜的切换，可靠性高、可操作性强；且光路上的光学元件少，所以该结构的光插入损耗小。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明4X4光开关实施例结构示意图；
图2为图1中4X4光开关俯视图；
图3为NXM光开关中一组对应的光路偏折单兀的光路不意图；
图4为NXM光开关中一组输入输出切换结构及光路不意图。
[0011]附图标记:1、输入准直器；2、输出准直器；3、光路偏折单元；31、水平偏折楔角棱镜组；32、垂直偏折楔角棱镜组；33、圆盘；4、步进电机；5、基座；6、固定架。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明做进一步说明。
[0013]本发明的NXM光开关，为在输入端的各个输入准直器I后面采用两个驱动器分别驱动两个圆盘33转动,两个圆盘33上设置两组光路偏折元件,分别使输入光在水平和竖直方向偏折一定的角度，使光束入射到对应出射端的光路偏折单兀上，出射端的输出准直器2前面的光路偏折单元也采用对应的两组光路偏折元件，将由输入端偏折入射的光束再次经其在水平和竖直方向进行偏折最终耦合进入输出准直器，实现光路的切换。具体的，该NXM光开关包括输入输出单元、光路偏折单元3和驱动单元，其中，输入输出单元包括N个输入准直器I和M个输出准直器2，驱动单元包括2N+2M个驱动器，光路偏折单元3包括N+M组水平光路偏折元件和N+M组垂直光路偏折元件，各组水平或垂直光路偏折元件分别与一个驱动器连接；每个输入准直器后面分别对应一组水平光路偏折元件和一组垂直光路偏折元件，每个输出准直器前面也分别对应一组垂直光路偏折元件和一组水平光路偏折元件；输入光由其中一输入准直器I输入，进入该输入准直器I对应的水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件，驱动器分别带动水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件转动，使入射光在水平方向和垂直方向进行偏折，到达对应输出准直器2前面的垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件，二者对应的驱动器分别带动该组垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件转动，使入射光再次在垂直方向和水平方向进行偏折，最终耦合进入对应的输出准直器。通过驱动器带动水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件转动，使入射光在水平和垂直方向上偏折到所需的角度，即可实现入射光在输入准直器与任意输出准直器之间的切换。
[0014]如图1-4所示为具体的实施例4X4光开关，其中，驱动器采用的是步进电机4，如图3和4所示，水平光路偏折元件为一组水平偏折楔角棱镜组31，分布于一圆盘33上，步进电机4驱动圆盘33转动；垂直光路偏折兀件为一组垂直偏折楔角棱镜组32,分布于一圆盘33上，步进电机4驱动圆盘33转动；且水平偏折楔角棱镜组31的各个楔角棱镜的角度不同，垂直偏折楔角棱镜组32的各个楔角棱镜的角度也不同，各个楔角棱镜的通光面均镀增透膜，以降低表面反射损耗，从而降低光开关的插入损耗。步进电机4由一控制电路控制，根据需要控制步进电机4驱动相应的水平偏折棱镜组31和垂直偏折棱镜组32转动，选择所需角度的楔角棱镜，使由输入准直器I入射的光束在水平和竖直方向上进行偏折入射到对应的输出端。在输出端的水平偏折楔角棱镜组31和垂直偏折楔角棱镜组32对应的步进电机4也驱动二者转动，选择相应角度楔角棱镜，使由入射端偏折入射的光束再次在垂直方向和水平方向进行偏折，最终耦合进入对应的输出准直器2。通过操作控制电路，使控制电路给相应的步进电机4发送工作信号，驱动水平偏折棱镜组31或垂直偏折棱镜组32旋转一定的角度，以使入射光偏折到所需角度，而入射到所选择的输出通道，再经输出端的水平偏折棱镜组31和垂直偏折棱镜组32相应的偏折作用，使光束高效的耦合进入相应通道的输出准直器2，即通过输入端的楔角棱镜和输出端的楔角棱镜之间的配合，通过光的折射实现入射光在空间分布的NXM光通道之间的切换传输。
[0015]如图1和2所示，其中，各输入准直器I和输出准直器2分别设于一固定架6两端；对应于各个输入准直器I和输出准直器2,分别设置一基座5,每个基座5上同时安装有上述水平偏折棱镜组31和垂直偏折棱镜组32，分别与各输入准直器I或输出准直器2对应，其相应的步进电机4固定于基座5下面，步进电机4的转轴穿过基座5与对应的水平偏折棱镜组31或垂直偏折棱镜组32的圆盘33连接。
[0016]本发明的输入端口与输出端口采用阵列分布模式，保证了多路端口可以同时工作而互不影响，且可以用于大容量的光开关制作。本发明采用分立式的结构，可以根据实际需要方便的增加输入端口和输出端口。
[0017]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种NXM光开关,包括输入输出单兀和光路偏折单兀,所述输入输出单兀包括N个输入准直器和M个输出准直器，其特征在于:还包括2N+2M个驱动器；所述光路偏折单元包括N+M组水平光路偏折元件和N+M组垂直光路偏折元件，各组水平或垂直光路偏折元件分别与一个驱动器连接；每个输入准直器后面分别对应一组水平光路偏折元件和一组垂直光路偏折元件，每个输出准直器前面也分别对应一组垂直光路偏折元件和一组水平光路偏折兀件；输入光由其中一输入准直器输入，进入该输入准直器对应的水平光路偏折兀件和垂直光路偏折元件，驱动器分别带动水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件转动，使入射光在水平方向和垂直方向进行偏折，到达对应输出准直器前面的垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件，二者对应的驱动器分别带动该组垂直光路偏折元件和水平光路偏折元件转动，使入射光再次在垂直方向和水平方向进行偏折，最终耦合进入对应的输出准直器。
2.如权利要求1所述一种NXM光开关，其特征在于:所述水平光路偏折元件为一组水平偏折楔角棱镜组，分布于一圆盘上，所述驱动器驱动圆盘转动；所述垂直光路偏折元件为一组垂直偏折楔角棱镜组，分布于一圆盘上，所述驱动器驱动圆盘转动；所述水平偏折楔角棱镜组的各个楔角棱镜的角度不同；所述垂直偏折楔角棱镜组的各个楔角棱镜的角度不同。
3.如权利要求1或2所述一种NXM光开关，其特征在于:还包括控制电路，所述驱动器为步进电机，所述控制电路控制步进电机工作。
4.如权利要求1或2所述一种NXM光开关，其特征在于:还包括N+M个基座和一固定架，每个基座上分别固定一组所述水平光路偏折元件和一组所述垂直光路偏折元件，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件对应的驱动器固定于基座下面；所述输入准直器和输出准直器分别设于固定架两端，所述水平光路偏折元件和垂直光路偏折元件通过基座分别固定于固定架两端，与各输入准直器和输出准直器对应。
【文档编号】G02B26/08GK103823301SQ201210462093
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】吴砺, 凌吉武, 赵振宇, 林江铭, 杨建阳, 任策 申请人:福州高意通讯有限公司