一种高功率机械式光开关的制作方法

本发明涉及一种光开关，尤其是一种高功率机械式光开关。

背景技术：

光开关作为一种光路切换或通断器件，除了在光纤通信系统和光纤传感系统中得到广泛应用外，在一些激光医疗设备上也会使用，如激光美容设备、激光手术设备等，在这些应用场合中，激光功率通常会较高，并需要作频繁激光中断输出以保证医疗过程人员的安全，这种情况下通常不会中断激光器的输出而是在传输光路中加入高功率的1×1光开关实现光路通断功能。同时，在一些工业激光应用领域，也会用到高功率光开关。

目前常见的光开关，主要针对光纤通信系统和光纤传感系统的使用要求而设计，其传输光功率一般不能超过1W，因此不能满足上述的激光医疗设备和工业激光系统的使用要求。

技术实现要素：

本发明提供一种高功率机械式光开关，体积较小、控制简单、传输光功率可以达到5W。

本发明具体采用如下技术方案实现：

一种高功率机械式光开关，包括：输入光纤、输出光纤、双纤光纤头、透镜、楔角片和反射镜，所述输入光纤和输出光纤插入所述双纤光纤头的一端，所述双纤光纤和所述透镜固定在玻璃管内，呈同轴位置关系，反射镜位于所述透镜的后方，所述楔角片在控制器的控制下位于或离开所述透镜和反射镜之间，实现光路通断。

作为优选，所述输入光纤和输出光纤均采用单模扩束光纤。

作为优选，所述单模扩束光纤的模场直径在25μm～30μm。

作为优选，所述双纤光纤头、透镜和楔角片的通光面均镀有耐高功率的增透膜。

作为优选，所述反射镜反射面镀有高反膜。

本发明提供的一种高功率机械式光开关，其有益效果在于：本发明的高功率光开关使用单模扩束光纤代替普通单模光纤，大幅提高了光开关器件可承受光功率，其最高可承受光功率达到5W；楔角片作为活动部件，通过控制驱动器来驱动楔角片进入或离开光路，实现光路通断功能。整体光路结构是一种反射式结构，结构简单，具有较高的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是本发明光开关的楔角片离开光路时的结构示意图；

图2是本发明光开关的楔角片进入光路时的结构示意图；

图3是光纤扩束前后的对比图。

图中：11-输入光纤；12-输出光纤；2-双纤光纤头；3-透镜；4-楔角片；5-反射镜。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1、2所示，本实施提供的一种高功率机械式光开关，包括：输入光纤11、输出光纤12、双纤光纤头2、透镜3、楔角片4和反射镜5，输入光纤11和输出光纤12插入双纤光纤头2的一端，双纤光纤2和透镜3固定在玻璃管6 内，呈同轴位置关系，反射镜5位于透镜3的后方。双纤光纤头2、透镜3、楔角片4的通光面都镀有耐高功率的增透膜，反射镜5反射面镀高反膜。楔角片4在控制器的控制下位于或离开透镜3和反射镜5之间，实现光路通断。

在本实施例这种1×1高功率机械式光开关结构中双纤光纤头2、透镜3及反射镜5是固定不动的，楔角片4则与驱动器悬臂梁(未图示)固定粘结，通过控制驱动器，就可控制楔角片进入或离开光路，因为楔角片4起偏移光束的作用，从而实现光路通断。如图1所示，当楔角片4离开光路时，入射光先后经过输入光纤11、透镜3、反射镜5、透镜3、输出光纤12，实现光路接通；如图2所示，当楔角片4进入光路时，入射光先经过输入光纤11、透镜3，然后经过楔角片4，由于楔角片4对光束作角度偏移，改变原来光束路径，光束经反射镜5反射，再到透镜3，因光束角度改变，无法再进入输出光纤12，从而实现光路切断的功能。

在本实施例中，输入光纤11和输出光纤12都是使用单模扩束光纤，其扩束后的模场直径在25～30μm之间，远大于普通单模光纤的模场直径(8～10μm)如图3所示。在整个传输光路中，在光纤端口处的光功率密度是最大的，因而也是最容易受到高功率激光损伤的，通过光纤扩束，大幅降低光纤端口处承受的光功率密度，从而提高了光开关器件的最大传输光功率。本发明的高功率机械式光开关最高可承受5W的光功率，可满足常见激光医疗设备的使用要求。

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，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。