專利名稱：基于光纖陣列的2×2機(jī)械式光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體說是 一 種
基于光纖陣列的2 X 2機(jī)械式光開關(guān)。
北 冃景技術(shù)
隨著密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用以及光聯(lián)網(wǎng)的提
出光開關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為未來光聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，
光開關(guān)廣泛應(yīng)用于交叉連接設(shè)備、保護(hù)倒換、分插復(fù)
用器等各種設(shè)備中，可實(shí)現(xiàn)在全光層的路由選擇、波
長選擇、光交叉連接以及自愈保護(hù)等功能。傳統(tǒng)的光
開關(guān)技術(shù)主要采用波導(dǎo)和機(jī)械兩種技術(shù)，介質(zhì)波導(dǎo)光
開關(guān)的開關(guān)速度在微秒到亞毫秒量級,，體積小且易于
集成為大規(guī)模的陣列，但插入損耗、隔離度、消光比、
偏振敏感性等指標(biāo)都較差；機(jī)械式光開關(guān)的開關(guān)速度
在毫秒量級，有比較低的插入損耗和串音效果，以及
成本低、設(shè)計(jì)配置簡單，在很多應(yīng)用領(lǐng)域有著廣闊的
市場需求，但其設(shè)備龐大、可擴(kuò)展性 一 般，不適用于大規(guī)模的開關(guān)矩陣及光交叉連接器應(yīng)用。這就需要通 過優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn) 一 步改進(jìn)機(jī)械式光開關(guān)的體積 及操作性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問題，本發(fā)明的目的在于提供 一 種
基于光纖陣列的2 X 2機(jī)械式光開關(guān)，該光開關(guān)不僅結(jié)
構(gòu)簡單，損耗低，體積較小，并且光開關(guān)的耦合效率 可以得到很好的監(jiān)測。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是
本發(fā)明 一 種基于光纖列陣的2 X 2機(jī)械式光開關(guān)，
其特性在于，其中包括
一基底，該基底具有一個(gè)凹槽，凹槽的兩側(cè)為兩 翼，該基底的凹槽的縱向?yàn)閄軸；
一第 一 光纖陣列，第 一 光纖陣列固定在基底的凹 槽的兩翼的 一 側(cè)，第 一 光纖陣列有6個(gè)光纖通道，依 次排序?yàn)榈谝恢恋诹ǖ溃?個(gè)光纖通道高于基底
的兩翼的高度，該光纖通道的方向與凹槽的縱向垂直，
該6個(gè)光纖通道中插入有光纖；
一第二光纖陣列，第二光纖陣列和第 一 光纖陣列 并列嵌在基底的凹槽的兩翼的另 一 側(cè)，使得第二光纖
陣列只能在X軸方向移動，第二光纖陣列有1 2個(gè)光纖通道，該12個(gè)光纖通道高于基底的兩翼的高度，
該12個(gè)光纖通道分為兩組，奇數(shù)為第一組光纖通道，
這六個(gè)光纖通道等間距分布，偶數(shù)為第二組光纖通道，
這六個(gè)光纖通道也等間距分布，該第 一 組、第二組光
纖通道中依次插入有光纖；
其中第組光纖通道的第一光纖與第十一光纖連
接；
第一組光纖通道的第三光纖與第九光纖連接；
第一組光纖通道的第五光纖與第七光纖連接；
第二組光纖通道的第二光纖與第十二光纖連接；
第二組光纖通道的第四光纖與第六光纖連接；
第二組光纖通道的第八光纖與第十光纖連接；
該第一組光纖通道在第 一 位置時(shí)，與第 一 光纖陣
列的6個(gè)光纖通道中的光纖連接；
該第二組光纖通道在第二位置時(shí)，與第 一 光纖陣
列的6個(gè)光纖通道中的光纖連接；
一激光器，該激光器接在第 一 光纖陣列的第 一 通
道處；
一探測器，該探測器接在第 一 光纖陣列的第六通 道處，該探測器和激光器結(jié)合用于探測兩組光纖陣列 的光纖組的耦合效率；兩壓電陶瓷，該兩壓電陶瓷固定在第二光纖陣列
的兩一山 頓，用于調(diào)節(jié)和固定光纖陣列的位置。
中兩壓電陶瓷所加電壓是采用單片機(jī)控制^
本發(fā)明的有效果是本光開關(guān)采用把一個(gè)具有
六通道個(gè)光纖組的光纖陣列固定在基底凹槽的
側(cè)，另個(gè)員有十通道(兩個(gè)光纖組)的光纖陣
列并列放在凹槽的另側(cè)，改變具有十二通道的光纖
陣列的位置，使得兩光纖陣列中的光纖組對應(yīng)關(guān)系發(fā)
生改變，從而實(shí)現(xiàn)光開關(guān)，這種結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明結(jié)構(gòu)比較簡單，與傳統(tǒng)的機(jī)械式光開關(guān)比
較，體積較小，光纖直徑為mm量級，控制光纖陣列的
加工尺寸，可以實(shí)現(xiàn)小體積的機(jī)械式光開關(guān)。


為進(jìn)步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其中包括
圖1是本發(fā)明的光纖陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的等效光通路。
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是種基于光纖陣列的2 X2機(jī)械式光開
關(guān)，特征在于，中包括
如圖3所示，并結(jié)合參閱圖1所示， 一基底5 ，
該基底5員有個(gè)凹槽5 1 ，凹槽5 1的兩側(cè)為兩翼
52，該基底5凹槽51的縱向?yàn)閄軸
第一光纖陣列1，第 一 光纖陣列i固定在基底
5凹槽51的兩翼52的 一 側(cè)，第一光纖陣列1有6
個(gè)光纖通道圖1中)，依次排序?yàn)榈谝?至第六通道 a
至f，該6個(gè)光纖通道高于兩翼52的高度(圖中未示)，該光纖通道至f的方向與凹沖曹5i的縱向垂直，該光纖通道至f中插入有光纖；
再請參閱圖3，—第二光纖陣列2光纖陣
列2和第光纖陣列1并列嵌在基底5的凹槽5 1兩
52的另側(cè)J5使得第二光纖陣列2 .只能在X軸方
向移動，Y軸方向固定；第二光纖陣列2有1 2個(gè)光纖 通道，該l 2個(gè)光纖通道高于兩翼5 2的高度，該l 2個(gè)光纖通道分為兩組，奇數(shù)為第一組光纖通道6 (圖 1中)，這六個(gè)光纖通道等間距分布，偶數(shù)為第二組光 纖通道7 ，這六個(gè)光纖通道等間距分布，該光纖通道 中依次插入有光纖；
其中第一組光纖通道6的第一光纖6l與第十一 光纖6 6連接；
8第 一 組光纖通道6的第三光纖6 2與第九光纖6
5連接；
第 一 組光纖通道6的第五光纖6 3與第七光纖6
4連接；
第二組光纖通道7的第二光纖7 1與第十二光纖
76連接；
第二組光纖通道7的第四光纖7 2與第六光纖7
3連接；
第二組光纖通道7的第八光纖7 4與第十光纖7
5連接；
該第一組光纖通道6在第一位置時(shí)，與第 一 光纖
陣列1的光纖通道 a至f中的光纖連接(圖3所示)；
該第二組光纖通道7在第二位置時(shí)，與第一光纖
陣列1的光纖通道a至f中的光纖連接(圖1所示)；
一激光器，該激光器 3接在第 一 光纖陣列1的
第通道a處;
一探測器4，該探測器4接在第 一 光纖陣列1的
第六通道f處，從激光器3輸出的光經(jīng)過光纖陣列1 、
光纖陣列2由探測器4輸出，測得的光功率用來確定
第一光纖陣列1和第一光纖陣列2中的光纖組之間的牽禺合效率；兩壓電陶瓷8 、9，該兩壓電陶瓷8 、 9固定在
第光纖陣列2的兩一山 頓，給壓電陶瓷8、9加電壓，
改變電壓，可以實(shí)現(xiàn)對光纖陣列2的位置的調(diào)制，探
測器4測得的光功率信號作為壓電陶瓷調(diào)制的反饋信
號，通過單片機(jī)控制壓電陶瓷所加電壓，使得光纖陣
列2調(diào)制到光纖陣列1、2之間的光纖耦合效率最高，當(dāng)光纖陣列2中的光纖組7與光纖陣列1中的光纖組
對齊時(shí)，對應(yīng)圖2 C ,a)所示光開關(guān)狀態(tài)，光從h"V山 頓輸
入，從i上山 頓輸出，光從j端輸入，從k端輸出當(dāng)光
纖陣列2中的光纖組6與光纖陣列1中的光纖組對齊
時(shí)對應(yīng)圖2b)所示光開關(guān)狀態(tài)，光f ii 丄山 從h頓輸入，
從k端輸出，光從i端輸入，從j端輸出，從而實(shí)現(xiàn) 光開關(guān)轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明中的基底凹槽5 ，控制其寬度使得可移動
的那個(gè)光纖陣列在Y軸方向都定，只可以在X軸方向
移動，使得操作簡單、方便，并且凹槽的兩翼52的
咼度低于第一、第二兩光纖陣列1 、2 ，不影響光纖
陣列1、2的各個(gè)光纖通道的輸出口；
本發(fā)明中的壓電陶瓷用于對可移動的那個(gè)光纖陣
列X方向的調(diào)制(圖3中箭頭所示的方向)，在光纖陣
列兩上山 順各放個(gè)壓電陶瓷8、9， 對壓電陶瓷8、9
加電壓調(diào)節(jié)光纖陣列2的位置，可以實(shí)現(xiàn)精確定位；本發(fā)明中含有激光器3和探測器4用于檢測光纖 的耦合效率，光纖之間的耦合效率越高，探測器4測
得的光功率越高，探測器4輸出信號作為壓電陶瓷8 、 9電壓控制的反饋信號；
本發(fā)明中采用第 一 、第二光纖陣列1 、2 ，當(dāng)改 變第 一 、第二光纖陣列1 、2中的光纖通道數(shù)時(shí)，可 以使一個(gè)2 X2機(jī)械式光開關(guān)變成兩個(gè)，三個(gè)甚至更多 2 X2機(jī)械式光開關(guān)， 一定程度上實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。
權(quán)利要求
1. 一種基于光纖列陣的2×2機(jī)械式光開關(guān)，其特性在于，其中包括一基底，該基底具有一個(gè)凹槽，凹槽的兩側(cè)為兩翼，該基底的凹槽的縱向?yàn)閄軸；一第一光纖陣列，第一光纖陣列固定在基底的凹槽的兩翼的一側(cè)，第一光纖陣列有6個(gè)光纖通道，依次排序?yàn)榈谝恢恋诹ǖ溃?個(gè)光纖通道高于基底的兩翼的高度，該光纖通道的方向與凹槽的縱向垂直，該6個(gè)光纖通道中插入有光纖；一第二光纖陣列，第二光纖陣列和第一光纖陣列并列嵌在基底的凹槽的兩翼的另一側(cè)，使得第二光纖陣列只能在X軸方向移動，第二光纖陣列有12個(gè)光纖通道，該12個(gè)光纖通道高于基底的兩翼的高度，該12個(gè)光纖通道分為兩組，奇數(shù)為第一組光纖通道，這六個(gè)光纖通道等間距分布，偶數(shù)為第二組光纖通道，這六個(gè)光纖通道也等間距分布，該第一組、第二組光纖通道中依次插入有光纖；其中第一組光纖通道的第一光纖與第十一光纖連接；第一組光纖通道的第三光纖與第九光纖連接；第一組光纖通道的第五光纖與第七光纖連接；第二組光纖通道的第二光纖與第十二光纖連接；第二組光纖通道的第四光纖與第六光纖連接；第二組光纖通道的第八光纖與第十光纖連接；該第一組光纖通道在第一位置時(shí)，與第一光纖陣列的6個(gè)光纖通道中的光纖連接；該第二組光纖通道在第二位置時(shí)，與第一光纖陣列的6個(gè)光纖通道中的光纖連接；一激光器，該激光器接在第一光纖陣列的第一通道處；一探測器，該探測器接在第一光纖陣列的第六通道處，該探測器和激光器結(jié)合用于探測兩組光纖陣列的光纖組的耦合效率；兩壓電陶瓷，該兩壓電陶瓷固定在第二光纖陣列的兩端，用于調(diào)節(jié)和固定光纖陣列的位置。
2 .如權(quán)利要求1所述的基于光纖陣列的2 X 2機(jī) 械式光開關(guān)，其特征在于，其中兩壓電陶瓷所加電壓 是采用單片機(jī)控制。
全文摘要
一種基于光纖列陣的2×2機(jī)械式光開關(guān)，包括一基底具有一個(gè)凹槽，兩側(cè)為兩翼；一第一光纖陣列固定在兩翼的一側(cè)，在第一光纖陣列中插入有光纖；一第二光纖陣列，第二光纖陣列位于兩翼的另一側(cè)，第二光纖陣列中依次插入有光纖；第二光纖陣列的奇數(shù)為第一組光纖通道，偶數(shù)為第二組光纖通道；一激光器，該激光器接在第一光纖陣列的第一通道處；一探測器，該探測器接在第一光纖陣列的第六通道處，該探測器和激光器結(jié)合用于探測兩組光纖陣列的光纖組的耦合效率；兩壓電陶瓷，該兩壓電陶瓷固定在第二光纖陣列的兩端，用于調(diào)節(jié)和固定光纖陣列的位置。
文檔編號G02B6/35GK101464543SQ20071017989
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者艷 張, 溫繼敏, 欣 王, 祝寧華, 煜 鞠 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所