专利名称：光开关装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光开关装置，尤其是关于一种采用移动光学元件实现光路转换的机械式光开关装置。
背景技术：
光开关是一种对光传输线路或集成光路中各信号通路进行相互转换或逻辑操作的光学器件，其广泛应用于光纤通信系统、光纤网络系统、光纤测量系统和光纤传感系统等，是光通信领域中关键光学器件之一。
根据光开关的工作原理，光开关通常可分为机械式光开关和非机械式光开关两大类。机械式光开关利用机械、电磁方式使光纤或光学元件发生移动，从而实现光束在输入和输出端口之间的光路选择。其中，移动光纤型机械式光开关通过移动光纤实现光路的切换，但因光纤直径小，移动过程中易于产生弯曲变形，导致插入损耗较大，影响光信号传输。移动光学元件型光开关是另一种机械式光开关，其输入端光纤和输出端光纤固定不动，通过光学元件的移动而实现光路的切换，这种光开关装置插入损耗较低，一般不大于2dB；隔离度较高，一般大于45dB；且不受波长和偏振的影响，是目前较为普遍应用的一种机械式光开关装置。
参阅图1，为美国专利第5,867,617号所揭示的一种现有机械式光开关装置，其包括一输入装置600、四输出装置610、三折射装置650、一控制装置660和固持装置670。其中，该输入装置600包括一输入光纤601和一输入光纤套管602，该输入光纤套管602收容一自聚焦透镜(图未示)，各输出装置610结构相同，均分别包括一输出光纤611和一输出光纤套管612，该输出光纤套管612分别套装一自聚焦透镜(图未示)，该固持装置670包括一基板672和一固定部671，该固定部671用以固定该输入装置600和四输出装置610，该三折射装置650可以是平行四边形棱镜，该控制装置660包括三悬梁臂661、三驱动部分662和一控制电路663，其中该三悬梁臂661一末端(未标示)分别和三折射装置650相接，通过驱动部分662控制与之相配合的悬梁臂661，使得和悬梁臂661相接的折射装置650上下移动，即控制折射装置650置于光路中或是从光路中移除，从而实现对光路的转换。
然而，该现有光开关装置存在以下不足由于该光开关各输出装置610彼此分立，且各输出装置610均分别包括一输出光纤611和一收容自聚焦透镜的光纤套管612，使得该光开关装置结构复杂庞大，成本较高。其次，该光开关的控制装置660包括分别配合各折射装置650的悬梁臂661和驱动部分662，实现光路转换时，需通过控制电路663控制相应的驱动部分662和悬梁臂661工作，且当输出端口较多时，光信号需经多个棱镜方可实现光路转换，其光路转换过程将较为繁杂，且插入损耗大、开关速度低。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、易于实现光路转换、成本低且开关速度和其它光学性能较佳的光开关装置。
本实用新型的目的是这样实现的提供一种光开关装置，其包括一输入装置、一输出装置、一光路转换装置和一驱动装置。其中，该输入装置包括一内置输入光纤的光纤插针和一准直透镜，该输出装置包括一内置多根输出光纤的多光纤插针和一准直透镜，该光路转换装置位于输入装置和输出装置之间，其包括多个固持在安装板上的光路偏折元件，该光路偏折元件可为棱镜，该驱动装置包括驱动该光路转换装置的传动杆。输入装置的准直透镜将输入光束准直传输至光路转换装置，驱动装置驱动光路转换装置平动使某一特定的光路偏折元件位于光路中，该特定光路偏折元件将输入光束沿特定方向偏折，并经由输出装置的准直透镜将该偏折后的光束聚焦至特定输出光纤。
与现有光开关装置相比，本实用新型具有以下优点本实用新型光开关装置采用内置多根输出光纤的多光纤插针和单个准直透镜构成输出装置，大为减少准直透镜的数目，从而降低成本、且使得整个光开关装置结构紧凑，并提高整体光学性能。另，驱动装置通过一传动杆驱动安装板平动即可实现光路转换装置中所有偏折元件的调节操作，且实现输入光纤和特定输出光纤的光路选择无需经由多个棱镜进行转换，光路调节操作简易，且插入损耗较低、开关速度高。
图1是现有技术光开关装置的立体图。
图2是本实用新型光开关装置的立体图。
图3是本实用新型光开关装置的剖面图。
图4是本实用新型光开关装置的另一剖面图。
图5是本实用新型光开关装置的光路示意图。
图6是本实用新型光开关装置的另一光路示意图。
具体实施方式请参照图2，是本实用新型光开关装置的立体图。该光开关装置10包括一具输入光纤120的输入装置100、一具多根输出光纤220的输出装置200、一光路转换装置300和一驱动装置400。该光开关装置10进一步包括一固持上述装置的底座500。工作时，该光路转换装置300在驱动装置400控制下使来自输入光纤120的光束传输至某一特定输出光纤220。
请参阅图3，该输入装置100固持在一自底座500的基板510延伸的定位板520，其包括一内置输入光纤120的光纤插针130和一模铸透镜110，该模铸透镜110用以将来自输入光纤120的光束准直并传输至光路转换装置300，当然，也可采用其它具有准直功能的透镜，如自聚焦透镜等替代模铸透镜110。该光纤插针130大致成圆柱状，其内开设一容纳输入光纤120的通孔131，该输入光纤120的末端(未标示)和光纤插针130的一端面132平齐，且为提高回波损耗，该端面132被研磨成倾角为6度至8度的倾斜面。该模铸透镜110大致成圆柱状，其和光纤插针130相对的端面111亦经研磨以平行于该倾斜端面132，另一端面112为非球面结构。该光纤插针130和模铸透镜110对准后套装固持在一石英套管140中，且第一模铸透镜110部分突伸出石英套管140外，为进一步保护该输入装置100，在石英套管140外套设一金属套管150。
该输出装置200包括一内置多根输出光纤220的多光纤插针230和一模铸透镜210，多光纤插针230内部开设一容纳该多根输出光纤220的通孔231，该模铸透镜210用以将来自光路转换装置300的光束聚焦至输出装置200，其也可采用自聚焦透镜等具该作用的透镜替代模铸透镜210。该输出装置200固定在一自基板510延伸的定位板530。
一起参阅图2，该光路转换装置300位于输入装置100和输出装置200之间，包括一棱镜阵列310和一安装板320。该棱镜阵列310固持在安装板320上，包括多个棱镜(未标示)，用以使来自输入装置100的光束产生偏折并传输至特定输出光纤220，该多个棱镜具有一倾斜端面3101，且不同棱镜的倾斜端面3101的倾角不同，而且其它光路偏折元件亦可应用于本实用新型。安装板320大致呈矩形，其上有多个安装孔321和一凸起部分322，其中安装孔321用以容纳棱镜阵列310，该凸起部分322则与一自基板510延伸的固定块540上的沟槽541相配合，用以固定光路转换装置300。
参阅图4，该驱动装置400包括配合光路转换装置300的两传动杆410及其安装基座420。该两传动杆410大致成圆柱状，其一端411分别固持在一相应的安装基座420，并和一外部控制装置(图未示)配合，另一端412则固连安装板320于其间。
工作时，外部控制装置驱动传动杆410运动，从而使得安装板320平动，使固持在安装板320上的棱镜阵列310中一特定棱镜处于输入装置100和输出装置200之间的光路中，该特定棱镜使来自输入装置100的光束偏折后传输至输出装置200。
请配合参考图4与图5，驱动装置400驱动安装板320平动，使棱镜阵列310的一棱镜311位于光路中，来自输入光纤120的光束经模铸透镜110准直为平行光，通过棱镜311后由于折射效应而转变为一沿特定方向传输的平行光束入射至模铸透镜210，该光束随后经由模铸透镜210汇聚至特定输出光纤221。
一起参阅图6，驱动装置400驱动安装板320平动，调节棱镜阵列310使另一棱镜312位于光路中，此时，输入光束经由棱镜312偏折至相应输出光纤222，实现光路转换。
可以理解，本实用新型光开关装置10可以实现输入光纤120与多根输出光纤220之一的光路导通。由于光路可逆，光信号亦可自输出装置200的任一输出光纤220传输至输入装置100。
权利要求1.一种光开关装置，包括一输入装置、一输出装置、一光路转换装置和一驱动装置，该光路转换装置包括多个棱镜，其特征在于该输入装置包括一内置输入光纤的光纤插针，该输出装置包括一内置多根输出光纤的多光纤插针，该光路转换装置位于输入装置和输出装置之间，该驱动装置驱动光路转换装置平动，使某一特定棱镜位于输入装置和输出装置之间的光路中，从而选择性将输入光束从输入光纤传输至一特定的输出光纤。
2.如权利要求1所述的光开关装置，其特征在于该输入装置进一步包括一用以将来自输入光纤的光束准直至光路转换装置的准直透镜。
3.如权利要求1所述的光开关装置，其特征在于该输出装置进一步包括一用以将来自光路转换装置的光束聚焦至多根输出光纤之一的准直透镜。
4.如权利要求2所述的光开关装置，其特征在于该准直透镜为模铸透镜，其一端面为非球面。
5.如权利要求1所述的光开关装置，其特征在于该光路转换装置进一步包括一固持多个棱镜的安装板。
6.如权利要求5所述的光开关装置，其特征在于该安装板上开设多个平行排列的、固持棱镜的安装孔。
7.如权利要求1所述的光开关装置，其特征在于该驱动装置包括用以传动该光路转换装置的传动杆。
8.如权利要求1所述的光开关装置，其进一步包括一固持该输入装置、输出装置、光路转换装置和驱动装置的底座。
9.如权利要求1所述的光开关装置，其特征在于该多个棱镜一端面为倾斜面，且不同棱镜的倾斜端面的倾角不同。
10.如权利要求1所述的光开关装置，其特征在于该输出装置的多光纤插针内部开设一容纳多根输出光纤的通孔。
专利摘要一种光开关装置包括一输入装置、一输出装置、一光路转换装置和一驱动装置。其中，该输入装置包括一内置输入光纤的光纤插针和一准直透镜，该输出装置包括一内置多根输出光纤的多光纤插针和一准直透镜，该光路转换装置位于输入装置和输出装置之间，包括多个固持在安装板上的棱镜。其中，输入装置的准直透镜将输入光束准直传输至光路转换装置，驱动装置驱动光路转换装置平动使某一特定的棱镜位于光路中，该特定棱镜将输入光束沿特定方向偏折，并且经由输出装置的准直透镜将该偏折后的光束聚焦至特定输出光纤。
文档编号H04B10/12GK2557966SQ0222670
公开日2003年6月25日 申请日期2002年4月6日 优先权日2002年4月6日
发明者周明宝 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司