專利名稱：基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)及其光路切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于MEMS芯片技術(shù)的2×2光開關(guān)及其光路切換方法，屬于光開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectroMechanical System，MEMS)中，基于MEMS芯片技術(shù)的光開關(guān)較為重要的光無源器件，在光通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可對(duì)光信號(hào)進(jìn)行通斷的切換。光開關(guān)有著廣闊的市場(chǎng)前景，是最具發(fā)展?jié)摿Φ墓鉄o源器件之一。
現(xiàn)有的光開關(guān)大多是2×2的光開關(guān)，而且都是基于反射式的，即通過將移動(dòng)反射鏡來實(shí)現(xiàn)光路的切換。當(dāng)光開關(guān)開啟時(shí)，如圖1所示，兩光纖準(zhǔn)直器的出射光經(jīng)反射鏡反射回各自的光纖準(zhǔn)直器。當(dāng)光開關(guān)關(guān)閉時(shí)，如圖2所示，光纖準(zhǔn)直器的出射光直接射入另一光纖準(zhǔn)直器。該類光開關(guān)由于采用非平行入射，反射角度的定位非常困難，而且容易受溫度的影響，如果出現(xiàn)偏差就會(huì)偏離準(zhǔn)直器產(chǎn)生極大的差損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于折射式的光開關(guān)及其光路切換方法。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，包括一透鏡，所述透鏡設(shè)有可將水平入射光平移出射的平行平面，所述平行平面至少兩對(duì)且分別對(duì)應(yīng)互成夾角。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述透鏡為柱狀。
作為本發(fā)明的又一優(yōu)選方式，所述柱狀透鏡橫截面為平行四邊形、平行六邊形或平行八邊形。
作為本發(fā)明的再一優(yōu)選方式，所述夾角為90度、60度或45度。
作為本發(fā)明的再一優(yōu)選方式，所述透鏡的折射率為在波長(zhǎng)為1550nm時(shí)等于1.5067。
一種基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光路切換方法，采用上述基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，
當(dāng)光開關(guān)開啟時(shí)，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光經(jīng)透鏡兩互成夾角的平面入射后，在相應(yīng)的另兩平行平面出射進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器；當(dāng)光開關(guān)關(guān)閉時(shí)，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光直接進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器。
采用本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計(jì)的基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，具有重復(fù)性好、溫度性能好、加工工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。而且即使棱鏡在安裝過程中出現(xiàn)偏差，只要兩路光路平行入射就能夠在另一端平行出射，從而在準(zhǔn)直器中精確地入射。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光開關(guān)開啟時(shí)的光路圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中光開關(guān)關(guān)閉時(shí)的光路圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例光開關(guān)開啟時(shí)的光路圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例光開關(guān)關(guān)閉時(shí)的光路圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例光開關(guān)透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一如圖5所示，一種基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，所述光開關(guān)包括一柱狀平行六邊形透鏡，所述透鏡設(shè)有可將水平入射光平移出射的平行平面，即平面3、平面4、平面5和平面6，其中，平面3與平面4平行，平面5與平面6平行，平面3與平面5成90度夾角。該夾角也可以是60度或45度。
實(shí)施例二一種基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光路切換方法，采用實(shí)施例一的基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，當(dāng)光開關(guān)開啟時(shí)，如圖3所示，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光7和入射光8經(jīng)透鏡兩互成夾角的平面3和平面5入射后，在相應(yīng)的另兩平行平面4和平面6出射，進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器；準(zhǔn)直器圖中未示。
當(dāng)光開關(guān)關(guān)閉時(shí)，如圖4所示，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光7和入射光8直接進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器。圖4中虛線表示通過電路驅(qū)動(dòng)而平移離開光路的棱鏡。
以下就本發(fā)明實(shí)施例如何設(shè)計(jì)并應(yīng)用于通常的小尺寸(MINI Size)準(zhǔn)直器作簡(jiǎn)要說明。如圖5所示，通常小尺寸的準(zhǔn)直器的L控制在3mm?？紤]到加工方便，圖中a＝45°，林料采用BK7，其折射率n@1550＝1.5067，長(zhǎng)度B的計(jì)算過程如下，B＝B1+2*B2；B2＝L/2；B＝L+B1根據(jù)斯聶爾定律Sina＝n*Sinb；得b＝27.98°；c＝a-b＝45°-27.98°＝17°。
B1＝L/tan(C)＝3/tan(17°)＝9.806mmB＝B1+L＝9.806+3＝12.806mm。
權(quán)利要求
1.一種基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，其特征在于包括一透鏡，所述透鏡設(shè)有可將水平入射光平移出射的平行平面，所述平行平面至少兩對(duì)且分別對(duì)應(yīng)互成夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，其特征在于所述透鏡為柱狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，其特征在于所述柱狀透鏡橫截面為平行四邊形、平行六邊形或平行八邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，其特征在于所述夾角為90度、60度或45度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，其特征在于所述透鏡的折射率為在波長(zhǎng)為1550nm時(shí)等于1.5067。
6.一種基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光路切換方法，采用權(quán)利要求1至5中任一基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，當(dāng)光開關(guān)開啟時(shí)，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光經(jīng)透鏡兩互成夾角的平面入射后，在相應(yīng)的另兩平行平面出射進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器；當(dāng)光開關(guān)關(guān)閉時(shí)，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光直接進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)及其光路切換方法，所述光開關(guān)包括一透鏡，所述透鏡設(shè)有可將水平入射光平移出射的平行平面，所述平行平面至少兩對(duì)且分別對(duì)應(yīng)互成夾角。當(dāng)光開關(guān)開啟時(shí)，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光經(jīng)透鏡兩互成夾角的平面入射后，在相應(yīng)的另兩平行平面出射進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器；當(dāng)光開關(guān)關(guān)閉時(shí)，光纖準(zhǔn)直器發(fā)出的兩大致平行的入射光直接進(jìn)入另一光纖準(zhǔn)直器。采用本發(fā)明方案設(shè)計(jì)的基于微機(jī)電系統(tǒng)芯片技術(shù)的光開關(guān)，具有重復(fù)性好、溫度性能好、加工工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。而且即使棱鏡在安裝過程中出現(xiàn)偏差，只要兩路光路平行入射就能夠在另一端平行出射，從而在準(zhǔn)直器中精確地入射。
文檔編號(hào)G02B6/34GK1885077SQ200510027140
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者劉浩鋒, 高義河, 陸肖元 申請(qǐng)人:上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司, 上海聯(lián)能科技有限公司