光纤光开关的制作方法

1.本实用新型涉及光纤通信技术领域，具体而言，涉及一种光纤光开关。


背景技术：

2.伴随着光纤通信事业的不断发展，光纤通讯理论也在不断深化。光纤通讯技术快速发展到来了通信事业的革命性变革，它把人类带入一个全新的信息化时代。作为光纤通信核心器件的光开关的应用市场是十分巨大的，光开关的研究日益成为全光通信领域关注的焦点。
3.光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。在光纤传输系统中，光开关多用于多重监视器、局域网、多光源、探测器和保护以太网的转换等；在光纤测试系统，光开关用于光纤设备测试和网络测试以及光纤传感多点监测系统等。然而，现有的光开关，尤其是光纤光开关，其驱动速度较慢，难以满足驱动系统对高开关速度的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种光纤光开关，该光纤光开关能够满足驱动系统中开关快速控制的要求。
5.本公开的实施例是这样实现的：
6.本公开的一方面，提供一种光纤光开关，该光纤光开关包括分光光纤盒、多个分光光纤、多个散射镜以及多个芯片，多个分光光纤和多个散射镜一一对应，多个散射镜和多个芯片一一对应；光束入射至分光光纤盒，分光光纤盒将入射的光束分束后分别通过多个分光光纤一一对应入射至多个散射镜，散射镜用于将光束扩束后一一对应入射至多个芯片。该光纤光开关能够满足驱动系统中开关快速控制的要求。
7.可选地，光纤光开关还包括光源，光源出射的光束对应入射至分光光纤盒。
8.可选地，光源为激光二极管光源。
9.可选地，光纤光开关还包括入射光纤，光束通过入射光纤入射至分光光纤盒。
10.可选地，光纤光开关还包括散热基板，散热基板用于承载分光光纤盒、分光光纤、散射镜和芯片；其中，散热基板内设有电路层，芯片和电路层电连接。
11.可选地，多个芯片串联连接。
12.可选地，多个芯片并联连接。
13.可选地，散热基板的材质为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。
14.可选地，散射镜上设有增透膜。
15.可选地，芯片为砷化镓芯片。
16.本公开的有益效果包括：
17.本技术提供的光纤光开关，包括分光光纤盒、多个分光光纤、多个散射镜以及多个芯片，多个分光光纤和多个散射镜一一对应，多个散射镜和多个芯片一一对应；光束入射至
分光光纤盒，分光光纤盒将入射的光束分束后分别通过多个分光光纤一一对应入射至多个散射镜，散射镜用于将光束扩束后一一对应入射至多个芯片。本技术通过在分光光纤盒和多个芯片之间设置多个散射镜，且散射镜与芯片一一对应，这样，自分光光纤盒出射的光束便可以通过分光光纤传输至散射镜，从而通过散射镜实现对光束的扩束出射，如此，芯片便可以接收到散射镜扩束后的光斑，从而可以接收到相对现有技术而言面积更大的光斑，进而可以得到相对现有技术更多的光信号，如此，便可以满足驱动系统中高开关速度的需求。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
19.图1为本公开一些实施例提供的光纤光开关的结构示意图之一；
20.图2为本公开一些实施例提供的光纤光开关的结构示意图之二；
21.图3为本公开一些实施例提供的光纤光开关的结构示意图之三。
22.图标：10
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分光光纤盒；20
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分光光纤；30
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散射镜；40
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芯片；50
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光源；60
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入射光纤；70
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散热基板。
具体实施方式
23.下文陈述的实施方式表示使得本领域技术人员能够实践所述实施方式所必需的信息，并且示出了实践所述实施方式的最佳模式。在参照附图阅读以下描述之后，本领域技术人员将了解本公开的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用属于本公开和随附权利要求的范围内。
24.应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
25.应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个元件之上或直接在另一个元件之上延伸，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件之上”或“直接在另一个元件之上延伸”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。
26.诸如“在
…
下方”或“在
…
上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”的相关术语在本文中可用来描述一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系，如图中所示出。
应当理解，这些术语和上文所论述的那些术语意图涵盖装置的除图中所描绘的取向之外的不同取向。
27.本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而且并不意图限制本公开。如本文所使用，除非上下文明确地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”意图同样包括复数形式。还应当理解，当在本文中使用时，术语“包括”指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或者增添一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或上述各项的组。
28.除非另外界定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文中已明确这样界定。
29.光纤光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。光纤光开关可以规避光纤与传统光开关的对接所引入的复杂结构和损耗，与空间型光开关相比有着其自身不可替代的应用场景。因此，光纤光开关在现代光网络的研究和开发中得到了极大重视和高速发展。然而，现有的光纤光开关的驱动速度较慢，难以满足日益发展的用户需求，为此，本技术提供了一种新的光纤光开关，以解决现有技术的上述不足。
30.请参照图1至图3，本实施例提供的光纤光开关，包括分光光纤盒10、多个分光光纤20、多个散射镜30以及多个芯片40，多个分光光纤20和多个散射镜30一一对应，多个散射镜30和多个芯片40一一对应；光束入射至分光光纤盒10，分光光纤盒10将入射的光束分束后分别通过多个分光光纤20一一对应入射至多个散射镜30，散射镜30用于将光束扩束后一一对应入射至多个芯片40。该光纤光开关能够满足驱动系统中高开关快速的要求。
31.请参照图1和图2，在本实施例中，可选地，光纤光开关还包括光源50，光源50用于出射光束以入射至分光光纤盒10。该光源50可以为点光源，也可以为面光源。
32.可选地，在本实施例中，光纤光开关还包括入射光纤60，光束通过入射光纤60入射至分光光纤盒10。
33.在本实施例中，上述入射光纤60可以是单芯光纤、多芯光纤、单模光纤或多模光纤。
34.需要说明的是，该入射光纤60的一端靠近光源50、另一端靠近分光光纤盒10，这样，自光源50出射的光束可以通过入射光纤60传输至分光光纤盒10。
35.为避免当功率要求过高时导致入射光纤60的灼蚀，在本实施例中，光源50采用激光二极管光源，该激光二极管光源由多个激光二极管芯片，以矩阵式分布的封装在金属管壳内而成(应理解，该激光二极管芯片与本技术的中芯片40不同，该激光二极管芯片为光源50内部自带的激光二极管芯片)。应理解，当光源50的功率要求较低时，则入射光纤60可以设置为单根；当光源50的功率较高时，入射光纤60应设置为光纤阵列。其中，光纤阵列为呈紧密阵列设置的多个入射光纤60。其中，光纤阵列可以为n
×
m阵列设置(n和m均为大于1的整数；且n和m可以相等，也可以不相等)。
36.还有，在本实施例中，应当保障激光二极管芯片的出光面积与入射光纤60的横截面积应当基本匹配，比如，当激光二极管芯片的横截面积较大，而采用的入射光纤60的横截
面积较小时，则每个激光二极管芯片应当对应设置多个入射光纤60；当激光二极管芯片的横截面积与单根入射光纤60的横截面积相当时，则每个激光二极管芯片可以对应设置一个入射光纤60。
37.其中，分光光纤盒10为多通道的分光光纤盒10，其用于将入射的光束分成多束。在本实施例中，分光光纤盒10具有五个输出端口，其可以将光束分束成五束，从而通过该五个输出端口传输至多个分光光纤20。当然，当分光光纤盒10具有五个输出端口时，则对应的分光光纤20的数量也为五个、散射镜30的数量也为五个，且芯片40也为五个。也就是说，在本实施例中，分光光纤盒10的输出端口的数量、分光光纤20的数量、散射镜30的数量以及芯片40的数量是相同的，且分别一一对应。这样，入射的光束便可以依次通过分光光纤盒10、分光光纤20和散射镜30，从而照射至芯片40上。
38.在本实施例中，分光光纤20的一端熔接于分光光纤盒10的输出端、另一端与散射镜30连接。散射镜30用于将自分光光纤20入射的光束扩束后进行出射，从而使得扩束后的光束入射至芯片40上。需要说明的是，光束通过散射镜30后可以对光束进行扩束，进而可以使得照射在芯片40上的光斑的面积增大，如此，可以有利于芯片40接收光信号，从而实现增强芯片40的驱动速度的目的。
39.在本实施例中，散射镜30为的长度、宽度和高度均在0.5mm至2mm之间。
40.为了减少或消除散射镜30表面的反射光，从而提高散射镜30的透光率，进而使得更多的光束能够透过散射镜30入射至芯片40表面，以使得芯片40接收到的光信号更多，在本实施例中，可选地，散射镜30上设有增透膜。
41.其中，增透膜可以是采用真空镀膜的形式形成于散射镜30的表面的。需要说明的是，增透膜可以是设置在散射镜30外露的地方(例如，在本实施例中，散射镜30是形成于散热基板70上，这样，即可以在除了散射镜30与散热基板70连接的一面之外的其余表面全部设置增透膜)。
42.还有，在本实施例中，本技术中的芯片40采用砷化镓芯片40。应理解，砷化镓芯片40仅为本技术的一种示例，不应当看做是对本技术的限制或本技术唯一可支持的方案，在其他的实施例中，本领域技术人员也可以根据需要选择其他芯片40。
43.可选地，光纤光开关还包括散热基板70，散热基板70用于承载分光光纤盒10、分光光纤20、散射镜30和芯片40；其中，散热基板70内设有电路层，芯片40和电路层电连接。
44.需要说明的是，在本实施例中，如图2和图3所示，光源50、入射光纤60、分光光纤盒10、分光光纤20、散射镜30以及芯片40均位于散热基板70上，其中，光源50、分光光纤盒10、散射镜30以及芯片40分别与散热基板70连接。示例地，可以将光源50、分光光纤盒10、散射镜30以及芯片40分别焊接于散热基板70上。
45.还有，在本实施例中，散热基板70内设置有电路层，示例地，该散热基板70可以为陶瓷基板，该电路层可以为采用覆铜陶瓷基板直接覆铜技术定制生产出的陶瓷电路。
46.可选地，散热基板70的材质为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。本技术通过采用陶瓷散热基板70可以保障芯片40在工作时热量的及时传递，从而提高散热效果。
47.需要说明的是，在本实施例中，芯片40和电路层电连接，示例地，多个芯片40可以是与电路层串联连接的，也可以是与电路层并联连接的。
48.示例地，当光纤光开关工作在高压环境中时，可选地，多个芯片40可以串联连接。
这样，多个芯片40可以起到分压的作用，从而保障光纤光开关的工作安全性。需要说明的是，当多个芯片40串联时，则相连的两个芯片40的电极相互连接，由于如何将多个芯片40串联的方式属于本领域技术人员的公知，故本技术不再说明。
49.示例地，当光纤光开关工作在超大电流的工作环境中时，可选地，多个芯片40可以是并联连接的。这样，多个芯片40可以起到分流的作用，从而保障光纤光开关的工作安全性。同样地，由于如何将多个芯片40并联在电路层的方式也属于本领域技术人员的公知，故本技术不再赘述。
50.具体地，本技术对光纤光开关的芯片40和电路层的连接关系不做限定，本领域技术人员可以根据光纤光开关所处的工作环境选择合适的连接方式。
51.综上所述，本技术提供的光纤光开关，包括分光光纤盒10、多个分光光纤20、多个散射镜30以及多个芯片40，多个分光光纤20和多个散射镜30一一对应，多个散射镜30和多个芯片40一一对应；光束入射至分光光纤盒10，分光光纤盒10将入射的光束分束后分别通过多个分光光纤20一一对应入射至多个散射镜30，散射镜30用于将光束扩束后一一对应入射至多个芯片40。本技术通过在分光光纤盒10和多个芯片40之间设置多个散射镜30，且散射镜30与芯片40一一对应，这样，自分光光纤盒10出射的光束便可以通过分光光纤20传输至散射镜30，从而通过散射镜30实现对光束的扩束出射，如此，芯片40便可以接收到散射镜30扩束后的光斑，从而可以接收到相对现有技术而言面积更大的光斑，进而可以得到相对现有技术更多的光信号，如此，便可以满足驱动系统中高开关速度的需求。
52.以上所述仅为本公开的可选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
53.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。