用于实现单光路输入多光路输出的系统及其组合设备的制作方法与工艺

本发明属于光通讯技术领域，特别涉及一种用于实现单光路输入多光路输出的系统及其组合设备。

背景技术：
随着全光网络中各种系统的不断扩容，对于光束传输系统的要求越来越高。多通道信号的监控、保护应用等方面，出于方便管理控制和低成本的考虑，要求独立的光束传输系统能提供尽可能多的光束传输通道，尤其是对于一些接入项目，例如CATV和FTTH的线路监控，需要超过若干个光束输出通道才能满足系统的要求。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于实现单光路输入多光路输出的系统及其组合设备，能够满足现有技术中对需要若干个光束输出通道的传输系统的需求，且具有结构简单的特点。为解决上述技术问题，依据本发明的一个方面，提供了一种用于实现单光路输入多光路输出的系统，包括：第一光路耦合部件、第一光束折射单元、第二光束折射单元及第二光路耦合部件；其中，所述第一光路耦合部件与外界系统/设备的输出端口连接；所述第二光路耦合部件与外界系统/设备的接收端口连接；所述第一光束折射单元、所述第二光束折射单元分别置于所述第一光路耦合部件与所述第二光路耦合部件之间；外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光路耦合部件、第一光束折射单元及第二光路耦合部件传输至外界系统/设备的接收端口进行接收，实现光束传输方向在竖直方向上的改变；或者，外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光路耦 合部件、第一光束折射单元、第二光束折射单元及第二光路耦合部件传输至外界系统/设备的接收端口进行接收，实现光束传输方向在竖直方向及水平方向上的改变。进一步地，所述第一光路耦合部件包括：第一光纤准直器；所述第二光路耦合部件包括：第二光纤准直器、第三光纤准直器、第四光纤准直器及第五光纤准直器；所述第二光纤准直器、所述第三光纤准直器、所述第四光纤准直器及所述第五光纤准直器呈方形阵列排列构成所述第二光路耦合部件；外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光纤准直器、第一光束折射单元能够实现传输至第二光纤准直器或第四光纤准直器，进而通过第二光纤准直器或第四光纤准直器将光束传输至外界系统/设备的接收端口进行接收实现光束传输方向在竖直方向上的改变；或者，外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光纤准直器、第一光束折射单元、第二折射单元能够实现传输至第三光纤准直器或第五光纤准直器，进而通过第三光纤准直器或第五光纤准直器将光束传输至外界系统/设备的接收端口进行接收实现光束传输方向在竖直方向及水平方向上的改变。进一步地，所述第一光束折射单元包括：屋脊棱镜及用于控制所述屋脊棱镜上下运动的第一控位部件；所述屋脊棱镜与所述第一控位部件的端部连接；所述屋脊棱镜设置有用于实现光束在竖直方向上向上偏折的上折射面和用于实现光束在竖直方向上向下偏折的下折射面；且所述第一控位部件通过控制所述屋脊棱镜上下运动实现所述上折射面或所述下折射面处于所述第一光路耦合部件与所述第二光路耦合部件之间的光路中，进而实现控制光束在竖直方向上向上偏折或向下偏折。进一步地，所述第二光束折射单元包括：楔角片及用于控制所述楔角片上下运动的第二控位部件；所述楔角片与所述第二控位部件的端部连接；且所述第二控位部件通过控制所述楔角片上下运动实现所述楔角片处于所述第一光路耦合部件与所述第二光路耦合部件之间的光路中、或不处于所述第一 光路耦合部件与所述第二光路耦合部件之间的光路中，进而实现控制光束在水平方向上偏折或不偏折。进一步地，所述第一控位部件包括：第一继电器及第一摇杆；所述第一摇杆的一端与所述第一继电器连接；所述第一摇杆的另一端与所述屋脊棱镜连接。进一步地，所述第二控位部件包括：第二继电器及第二摇杆；所述第二摇杆的一端与所述第二继电器连接；所述第二摇杆的另一端与所述楔角片连接。依据本发明的另一方面，提供了一种基于上述系统的组合设备，包括：n个用于实现单光路输入多光路输出的系统、n个光束反射单元；所述n个光束反射单元与所述n个用于实现单光路输入多光路输出的系统一一对应，且每一个所述光束反射单元对应设置在每一个所述用于实现单光路输入多光路输出的系统中第一光路耦合部件与第一光束折射单元之间；其中，n≥2。进一步地，所述光束反射单元包括：全反射镜及用于控制所述全反射镜上下运动的第三控位部件；所述全反射镜与所述第三控位部件的端部连接；且所述第三控位部件通过控制所述全反射镜上下运动实现所述全反射镜处于第一光路耦合部件与第二光路耦合部件之间的光路中、或不处于第一光路耦合部件与第二光路耦合部件之间的光路中，进而实现控制光束继续传输或全反射。进一步地，所述第三控位部件包括：第三继电器及第三摇杆；所述第三摇杆的一端与所述第三继电器连接，所述第三摇杆的另一端与所述全反射镜连接。进一步地，所述n个用于实现单光路输入多光路输出的系统依次等间距呈方形阵列上下排列；所述n个光束反射单元依次等间距呈方形阵列上下排列；且所述n个光束反射单元处于同一竖直线上。本发明提供的一种用于实现单光路输入多光路输出的系统，通过将第一光路耦合部件与外界系统/设备的输出端口连接；第二光路耦合部件与外界系统/设备的接收端口连接；同时，第一光束折射单元、第二光束折射单元分别置于第一光路耦合部件与第二光路耦合部件之间；实现了外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光路耦合部件、第一光束折射单元及第二光路耦合部件传输至外界系统/设备的接收端口进行接收，其中通过第一光束折射单元对传输光束进行折射实现光束传输方向在竖直方向上的改变；或者，实现了外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光路耦合部件、第一光束折射单元、第二光束折射单元及第二光路耦合部件传输至外界系统/设备的接收端口进行接收，其中分别通过第一光束折射单元、第二光束折射单元对传输光束进行折射实现光束传输方向在竖直方向及水平方向上的改变；最终传输方向在竖直方向和/或水平方向上改变后的光束通过第二光路耦合部件传输至外界系统/设备的接收端口进行接收，实现了单光路输入、多光路输出的技术目的，满足了现有技术中对需要若干个光束输出通道的传输系统的需求，且具有结构简单的特点。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的用于实现单光路输入多光路输出的系统结构框图；以及图2为本发明实施例提供的用于实现单光路输入多光路输出的系统中，屋脊棱镜的上折射面切入光路且楔角片未切入光路时的光束传输示意图；以及图3为本发明实施例提供的用于实现单光路输入多光路输出的系统中，屋脊棱的下折射面切入光路且楔角片未切入光路时的光束传输示意图；以及图4为本发明实施例提供的用于实现单光路输入多光路输出的系统中，屋脊棱的上折射面切入光路且楔角片也切入光路时的光束传输示意图；以及图5为本发明实施例提供的用于实现单光路输入多光路输出的系统中，屋脊棱的下折射面切入光路且楔角片也切入光路时的光束传输示意图；以及图6为本发明实施例提供的用于实现单光路输入多光路输出的系统中，第二耦合部件的结构示意图；以及图7为本发明实施例提供的组合设备中当n=2时的结构示意图；以及图8为本发明实施例提供的组合设备中当n为任意大于等于2的整数时的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一请参阅图1-6，本发明实施例一提供的一种用于实现单光路输入多光路输出的系统，包括：第一光路耦合部件100、第一光束折射单元200、第二光束折射单元300及第二光路耦合部件400；其中，第一光路耦合部件100与外界系统/设备的输出端口连接；第二光路耦合部件400与外界系统/设备的接收端口连接；第一光束折射单元200、第二光束折射单元300分别置于第一光路耦合部件100与第二光路耦合部件400之间。实际作业过程中，外界系统/设备的输出端口发出的光束（光信号）依次经过第一光路耦合部件100、第一光束折射单元200及第二光路耦合部件400传输至外界系统/设备的接收端口进行 接收，通过第一光束折射单元200对传输光束在竖直方向上进行折射能够实现光束传输方向在竖直方向上的改变；或者，外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光路耦合部件、第一光束折射单元、第二光束折射单元及第二光路耦合部件传输至外界系统/设备的接收端口进行接收，分别通过第一光束折射单元200对传输光束在竖直方向上进行折射、以及第二光束折射单元300对传输光束在水平方向上进行折射，最终实现光束传输方向在竖直方向及水平方向上的改变。本实施例一中，第一光路耦合部件100包括：第一光纤准直器；第二光路耦合部件400包括：第二光纤准直器401、第三光纤准直器402、第四光纤准直器403及第五光纤准直器404。其中，第二光纤准直器401、第三光纤准直器402、第四光纤准直器403及第五光纤准直器404通过呈方形（正方形）阵列排列进而构成第二光路耦合部件400；即第二光纤准直器401与第三光纤准直器402呈左右位置关系（水平方向上），第四光纤准直器403与第五光纤准直器404呈左右位置关系（水平方向上），第二光纤准直器401与第四光纤准直器403呈上下位置关系（竖直方向上），第三光纤准直器402与第五光纤准直器404呈上下位置关系（竖直方向上）。实际作业过程中，外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光纤准直器、第一光束折射单元200能够实现传输至第二光纤准直器401或第四光纤准直器403，进而通过第二光纤准直器401或第四光纤准直器403将光束传输至外界系统/设备的接收端口进行接收实现光束传输方向在竖直方向上的改变；或者，外界系统/设备的输出端口发出的光束依次经过第一光纤准直器、第一光束折射单元200、第二折射单元300能够实现传输至第三光纤准直器402或第五光纤准直器404，进而通过第三光纤准直器402或第五光纤准直器404将光束传输至外界系统/设备的接收端口进行接收实现光束传输方向在竖直方向及水平方向上的改变。本实施例一中，第一光束折射单元200包括：屋脊棱镜201及用于控制屋脊棱镜201运动（调整屋脊棱镜201空间位置）的第一控位部件。其中， 屋脊棱镜201与第一控位部件的端部连接；屋脊棱镜201设置有用于实现光束在竖直方向上向上偏折的上折射面和用于实现光束在竖直方向上向下偏折的下折射面；且第一控位部件通过控制屋脊棱镜上下运动能够实现上折射面处于第一光路耦合部件100与第二光路耦合部件400之间的光路中，或者能够实现下折射面处于第一光路耦合部件100与第二光路耦合部件400之间的光路中，最终实现控制光束在竖直方向上向上偏折或向下偏折。优选的，第一控位部件包括：第一继电器及第一摇杆；第一摇杆的一端与第一继电器连接；第一摇杆的另一端与屋脊棱镜201连接。具体而言，由于第二光路耦合部件400中的第二光纤准直器401与第四光纤准直器403呈上下位置关系，通过预先将第二光纤准直器401与从屋脊棱镜201的上折射面出来的光束调整为处于同一光路，将第四光纤准直器403与从屋脊棱镜201的下折射面出来的光束调整为处于同一光路，即可实现：1、当第一继电器通过第一摇杆将屋脊棱镜201的上折射面切换至光路中时，从第一光路耦合部件100射出的光束通过屋脊棱镜201的上折射面进行折射进入第二光纤准直器401，进而实现光束从第二光纤准直器401射出传输至与第二光纤准直器401连接的外界系统/设备接收端口进行接收；2、当第一继电器通过第一摇杆将屋脊棱镜201的下折射面切换至光路中时，从第一光路耦合部件100射出的光束通过屋脊棱镜201的下折射面进行折射进入第四光纤准直器403，进而实现光束从第四光纤准直器403射出传输至与第四光纤准直器403连接的外界系统/设备接收端口进行接收。本实施例一中，第二光束折射单元300包括：楔角片301及用于控制楔角片运动（调整楔角片301空间位置）的第二控位部件。其中，楔角片301与第二控位部件的端部连接；且第二控位部件通过控制楔角片301上下运动实现楔角片处于第一光路耦合部件100与第二光路耦合部件400之间的光路中、或不处于第一光路耦合部件100与第二光路耦合部件400之间的光路中，进而实现控制光束在水平方向上偏折或不偏折。优选的，第二控位部件包括： 第二继电器及第二摇杆；第二摇杆的一端与第二继电器连接；第二摇杆的另一端与楔角片301连接。具体而言，由于第二光路耦合部件400中的第二光纤准直器401与第三光纤准直器402呈左右位置关系、第四光纤准直器403与第五光纤准直器404呈左右位置关系，通过预先将第三光纤准直器402与依次经过屋脊棱镜201的上折射面、楔角片301出来的光束调整为处于同一光路，将第五光纤准直器404与依次经过屋脊棱镜201的下折射面、楔角片301出来的光束调整为处于同一光路，即可实现：1、当第一继电器通过第一摇杆将屋脊棱镜201的上折射面切换至光路中、且第二继电器通过第二摇杆将楔角片301也切换至光路中时，从第一光路耦合部件100射出的光束依次经过屋脊棱镜201的上折射面、楔角片301进行折射进入第三光纤准直器402，进而实现光束从第三光纤准直器402射出传输至与第三光纤准直器402连接的外界系统/设备接收端口进行接收；2、当第一继电器通过第一摇杆将屋脊棱镜201的下折射面切换至光路中、且第二继电器通过第二摇杆将楔角片301也切换至光路中时，从第一光路耦合部件100射出的光束依次经过屋脊棱镜201的下折射面、楔角片301进行折射进入第五光纤准直器404，进而实现光束从第五光纤准直器404射出传输至与第五光纤准直器404连接的外界系统/设备接收端口进行接收；3、当第一继电器通过第一摇杆将屋脊棱镜201的上折射面切换至光路中、且第二继电器未通过第二摇杆将楔角片301切换至光路中时，从第一光路耦合部件100射出的光束经过屋脊棱镜201的上折射面进行折射进入第二光纤准直器401，进而实现光束从第二光纤准直器401射出传输至与第二光纤准直器401连接的外界系统/设备接收端口进行接收；4、当第一继电器通过第一摇杆将屋脊棱镜201的下折射面切换至光路中、且第二继电器未通过第二摇杆将楔角片301切换至光路中时，从第一光路耦合部件100射出的光束经过屋脊棱镜201的下折射面进行折射进入第四光纤 准直器403，进而实现光束从第四光纤准直器403射出传输至与第四光纤准直器403连接的外界系统/设备接收端口进行接收。实施例二请参阅图7-8，本实施例二提供了一种基于实施例一提供的系统的组合设备，包括:n个用于实现单光路输入多光路输出的系统、n个光束反射单元。其中，n个用于实现单光路输入多光路输出的系统包括：第一系统S1、第二系统S2........第n系统Sn；n个光束反射单元包括：第一单元Q1、第二系统Q2........第n系统；n个光束反射单元与n个用于实现单光路输入多光路输出的系统一一对应，即第一单元Q1设置在第一系统S1中第一光路耦合部件与第一光束折射单元之间；第二单元Q2设置在第二系统S2中第一光路耦合部件与第一光束折射单元之间；第二单元Qn设置在第二系统Sn中第一光路耦合部件与第一光束折射单元之间。同时，为便于结构简单、布局方便，n个用于实现单光路输入多光路输出的系统依次等间距呈方形阵列上下排列；n个光束反射单元依次等间距呈方形阵列上下排列；且n个光束反射单元处于同一竖直线上用于相邻两个光束反射单元之间光路衔接；其中，n≥2。本实施例二中，光束反射单元包括：全反射镜及用于控制全反射镜上下运动的第三控位部件。其中，全反射镜与第三控位部件的端部连接；且第三控位部件通过控制全反射镜运动（调整全反射镜空间位置）实现全反射镜处于第一光路耦合部件与第二光路耦合部件之间的光路中、或不处于第一光路耦合部件与第二光路耦合部件之间的光路中，进而实现控制光束继续传输或全反射。优选的，第三控位部件包括：第三继电器及第三摇杆；第三摇杆的一端与第三继电器连接，第三摇杆的另一端与全反射镜连接。具体而言：1、当第一单元Q1中的第三继电器通过第三摇杆将全反射镜切换至第一系统S1的光路中时，从第一系统S1中的第一光路耦合部件射出的光束经过全反射镜进行第一次全反射。此时：若将第二单元Q2中的第三继电器通过第 三摇杆将全反射镜切换至第二系统S2的光路中时，则经过第一次全反射的光束继续被第二单元Q2中全反射镜进行第二次全反射，进而经过第二次全反射的光束进入第二系统S2的光路中，并在第二系统S2中通过第一光束折射单元和/或第二光束折射单元进行折射实现光束从第一光纤准直器、第二光纤准直器、第三光纤准直器或第四光纤准直器射出（如图7所示），该原理已在实施例一中详述，此处不再赘述；若未将第二单元Q2中的第三继电器通过第三摇杆将全反射镜切换至第二系统S2的光路中时，则经过第一次全反射的光束继续传输直到下一级第m单元中的第三继电器通过第三摇杆将全反射镜切换至第Sm系统Sm的光路中时,则经过第一次全反射的光束被第m单元Qm中全反射镜进行第二次全反射，进而经过第二次全反射的光束进入第m系统Sm的光路中，并在第m系统Sm中通过第一光束折射单元和/或第二光束折射单元进行折射实现光束从第一光纤准直器、第二光纤准直器、第三光纤准直器或第四光纤准直器射出；其中，n≥m≥2。2、当第一单元Q1中的第三继电器未通过第三摇杆将全反射镜切换至第一系统S1的光路中时，则此时光束不会进行全反射处理，继而继续在第一系统S1的光路中进行传输。同时，由于本实施例二中每一个用于实现单光路输入多光路输出的系统中均包含一个第一光路耦合部件，即外界系统/设备的输出端可与n个用于实现单光路输入多光路输出的系统中任意一个系统的第一光路耦合部件进行连接，实现光束可选择性的从任意一个系统进行输入，当n个中其他某一个系统需要输入光束并将光束对应输出时，只需通过当前传输光束系统中的光束反射单元对传输光束进行第一次全反射，并将需要输入光束的系统通过其光束反射单元对传输光束进行第二次全反射，进而实现经第二次全反射后的光束传输至需要输入光束的系统中，并从此系统中的对应光纤准直器进行输出。本实施例一、本实施例二中，所涉及第一继电器、第二继电器及第三继电器是具有机械运作性能的继电器（如机械继电器、固态继电器等）；且继电 器与摇杆之间、摇杆与楔角片/屋脊棱镜/全反射镜之间的连接是螺栓连接或螺钉连接。本发明提供的用于实现单光路输入多光路输出的系统及其组合设备，仅通过楔角片301、屋脊棱镜201及全反射镜，即可实现将外界系统/设备通过第一光纤准直器输入的光束的传输方向进行竖直方向和/或水平方向的改变，并最终通过第二光路耦合部件中的第一光纤准直器401、第二光纤准直器402、第三光纤准直器403及第四光纤准直器404对改变传输方向后的光束选择性对应输出，实现了单光路输入、多光路输出的技术目的，满足了现有技术中对需要若干个光束输出通道的传输系统的需求；同时，由第二光纤准直器401、第三光纤准直器402、第四光纤准直器403及第五光纤准直器404通过呈方形（正方形）阵列排列构成第二光路耦合部件400，具有结构简单、成本低廉的特点。最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。