专利名称：光开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光开关，尤其涉及一种机械式光开关，该光开关采用光路偏折元件实现光路转换。
背景技术：
光开关是一种可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件，其广泛应用于光纤通信系统、光纤网络系统、光纤测量系统及光纤传感系统等，是光通讯领域的关键光学器件之一。
根据光开关的工作原理，其可分为机械式与非机械式两大类。机械式光开关是利用机械、电磁方式使光纤或光学元件发生移动，从而实现光束在不同输出端间的切换。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的输入端光纤与输出端光纤固定不动，通过移动光学元件实现光路的切换，此种光开关插入损耗较低，一般不大于2dB；隔离度较高，一般大于45dB；且不受波长及偏振的影响，是目前较为普遍应用的一种机械式光开关。
一种现有机械式光开关请参阅美国专利第5,420,946号(参照图1)，其包括一固定平台600、一输入装置610、多个输出装置620和一反射装置630。其中，该固定平台600用以固定该输入装置610、输出装置620及反射装置630，该输入装置610包括一输入光纤611和一自聚焦透镜612，反射装置630位于固定平台600的中央安装孔601中，包括一反射镜631和固持反射镜的基座632，该基座632开设一用以配合外部驱动装置(图未示)的装配孔633。该输入装置610垂直于固定平台600，且与反射镜631成45度夹角，该多个输出装置620大致呈圆形排列在反射装置630周围，采用外部驱动装置，可选择性旋转反射装置630使输入光束从不同的输出光纤621输出。由于该光开关的光路具可逆性，也可选择使输入光从多个输出光纤621之一输入，并传输至输入装置610。
但是，该现有光开关有一些缺陷。首先，该光开关由于各输出装置620彼此分立，使得光开关结构复杂、体积庞大，且输入装置610与多个输出装置620的调校过程极为繁杂。其次，由于各输出装置620分别包括一输出光纤621和一自聚焦透镜622，使得该光开关成本较高、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光开关，该光开关结构紧凑、成本低，且开关速度及其它光学性能较佳。
本实用新型的目的是这样实现的提供一种光开关，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单根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芯光纤插针和一准直透镜；该光路转换装置包括一具多个棱镜的棱镜组合。该输入装置的准直透镜将输入光束准直并传输至光路转换装置，驱动装置驱动光路转换装置的一棱镜位于光路中，该棱镜将该光束偏折并传输至输出装置，该输出装置的准直透镜将该偏折后的光束聚焦至多根输出光纤之一。
与现有光开关相比，本实用新型具有以下优点因本实用新型光开关的输出装置采用一多芯光纤插针和一准直透镜组合，可大为减少准直透镜的数量，使得光开关结构简单、体积小、成本低，且光路切换是通过选择不同的棱镜实现，易于调校、插入损耗小。
图1是现有机械式光开关的立体图。
图2是本实用新型光开关的立体图。
图3是本实用新型光开关的剖面图。
图4是本实用新型光开关的另一剖面图。
图5和图6本实用新型光开关的光路示意图。
具体实施方式
请参阅图2，是本实用新型光开关的立体图。该光开关10包括一内置一输入光纤101的输入装置100、一具多根输出光纤201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10进一步包括用来固持上述装置的底座500，其包括一基板501、三自基板501延伸的定位板502、503、504和一开口505。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101的光束传输至多根输出光纤201之一。
请参阅图3，该输入装置100固定在一自基板501延伸的定位板502，其包括一内置输入光纤101的光纤插针110和第一准直透镜120，该第一准直透镜120将来自输入光纤101的光束传输至光路转换装置300，且该准直透镜120可采用任一具有准直功能的透镜，如自聚焦透镜、模铸透镜等。该光纤插针110大致成圆柱状，其内开设一容纳该输入光纤101的通孔111，该输入光纤101的末端(未标示)与光纤插针110的一端面112平齐，且为提高回波损耗，该端面112被研磨成倾角为6度至8度的倾斜面。本实施方式中，该第一准直透镜120为模铸透镜，其大致成圆柱状，与光纤插针110相对的端面121也经研磨而平行于该倾斜端面112，另一端面122为非球面结构。该单光纤插针110和第一准直透镜120对准后套装固定在一石英套管130中，且第一准直透镜120部分突出石英套管130外，为进一步保护该输入装置100，在石英套管130外套设一金属套管140。
该输出装置200包括一内置多根输入光纤201的多芯光纤插针210和第二准直透镜220，该多芯光纤插针210内部开设一收容多根输出光纤201的通孔(未标示)，该第二准直透镜220将来自光路转换装置300的光束聚焦至特定的输出光纤201，且该准直透镜可采用任一具有准直功能的透镜，如自聚焦透镜、模铸透镜等。该输出装置200固定在自基板501延伸的定位板503。
该光路转换装置300位于输入装置100与输出装置200之间，本实施方式中，其包括一棱镜组合301，该棱镜组合301包括多个棱镜，每一棱镜均有一端面为斜面，且每一棱镜的斜面倾角不同，使得光束经不同的棱镜传输时产生不同的偏折。另，亦可采用具不同折射率的棱镜来实现该功效。
请配合参考图2和图4，该驱动装置400包括一配合光路转换装置300的传动杆410和固定棱镜组合301的固持板420。该传动杆410大致成圆柱状，其一端固定在定位板504，并与外部控制装置(图未示)配合。该定位板504自基板501延伸而成，其包括一固持该传动杆410的定位孔506。该固持板420大致成矩形，其一端有多个安装孔411排列成弧线状用来收容固纳该棱镜组合301，另一端有一连接传动杆410的定位孔421。另，固持板420可在基板501的开口505内摆动，也可使定位板504具一定高度而不用开口505。
组装时，首先在底座500安装驱动装置400，再调校输入装置100与输出装置200的相对位置后固定，随后装配光路转换装置300，最后检测各信道的光学性能，若结果表明性能完好则固定各装置的位置。
请配合参考图2和图5，是本实用新型光开关10的光路示意图。驱动装置400驱动固持板420摆动，使棱镜组合301的一棱镜3011位于光路中，来自输入光纤101的光束经第一准直透镜120准直为平行光，通过棱镜3011时由于折射效应而转变为一沿特定方向传输的光束，该光束随后被第二准直透镜220会聚至特定输出光纤2011。一并参考图6，驱动装置400驱动固持板420摆动，使棱镜组合301的另一棱镜3012位于光路中，来自输入光纤101的光束经第一准直透镜120准直为平行光，通过棱镜3012时由于折射效应而转变为一沿特定方向传输的光束，该光束随后被第二准直透镜220会聚至另一特定输出光纤2012。同样，驱动装置400驱动固持板420摆动，可使棱镜组合301的其它棱镜置于光路中，从而使来自输入光纤101的光束发生偏折后入射至不同的输出光纤201。因此，本实用新型光开关10可实现输入光纤101与不同输出光纤201的导通。
权利要求1.一种光开关，包括一输入装置、一光路转换装置、一输出装置和一驱动装置，其特征在于该光路转换装置位于输入装置与输出装置之间，并包括至少一棱镜组合，该输入装置包括一内置单根输入光纤的插针，该输出装置包括一内置多根输出光纤的多芯光纤插针，该驱动装置的驱动使该棱镜组合有一特定棱镜位于输入装置与输出装置间的光路中，该特定棱镜使来自输入装置的光束发生偏折并传输至输出装置。
2.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该输入装置进一步包括一准直透镜。
3.如权利要求2所述的光开关，其特征在于该准直透镜是模铸透镜，其一端面为非球面。
4.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该输出装置进一步包括一准直透镜。
5.如权利要求4所述的光开关，其特征在于该准直透镜是模铸透镜，其一端面为非球面。
6.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该驱动装置包括至少一固持板和至少一传动杆，固持板的一侧形成一用来固连传动杆的安装孔。
7.如权利要求6所述的光开关，其特征在于该固持板的另一侧开设多个弧形排列的容纳固持棱镜组合的安装孔。
8.如权利要求6所述的光开关，其特征在于该驱动装置驱动该固持板在光路中摆动。
9.如权利要求1所述的光开关，其特征在于进一步包括一底座，用来固定该输入装置、输出装置、光路转换装置和驱动装置。
10.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该多芯光纤插针内部开设一收容多根输出光纤的通孔。
专利摘要一种光开关包括一输入装置、一输出装置、一光路转换装置及一驱动装置。其中，该输入装置包括一内置单根光纤的光纤插针及一准直透镜；该输出装置包括一内置多根输出光纤的多芯光纤插针及一准直透镜；该光路转换装置包括多个棱镜。该输入装置的准直透镜将输入光束准直并传输至光路转换装置，驱动装置驱动光路转换装置的一棱镜位于光路中，该光路转换装置的一棱镜将该光束偏折并传输至输出装置，该输出装置的准直透镜将该偏折后的光束聚焦至多根输出光纤之一。
文档编号H04B10/12GK2546895SQ0222671
公开日2003年4月23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