光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列。該光開(kāi)關(guān)包括：雙光纖準(zhǔn)直器、單光纖準(zhǔn)直器和可調(diào)微鏡，可調(diào)微鏡設(shè)置在雙光纖準(zhǔn)直器與單光纖準(zhǔn)直器之間；雙光纖準(zhǔn)直器包括雙光纖尾纖和第一微透鏡，雙光纖尾纖包括第一光纖和第二光纖；單光纖準(zhǔn)直器包括單光纖尾纖和第二微透鏡，單光纖尾纖包括第三光纖；在第一光纖為輸入光纖、第二光纖為輸出光纖、第三光纖為輸出光纖的情況下，若可調(diào)微鏡處于第一狀態(tài)，則第一光纖輸出的光信號(hào)入射至第三光纖，若可調(diào)微鏡處于第二狀態(tài)，則第一光纖輸出的光信號(hào)反射至第二光纖。本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)，能夠有效減小光開(kāi)關(guān)的體積，易于集成、對(duì)準(zhǔn)和封裝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]密集波分復(fù)用(061186 1^61611^1:11 01^181011，簡(jiǎn)稱(chēng)0101)技術(shù)是利用單模光纖(3111816 10(16 ？讓61'，簡(jiǎn)稱(chēng)3110的帶寬及低損耗特性，采用多個(gè)波長(zhǎng)作為光載波'，簡(jiǎn)稱(chēng)00，允許各載波信道在光纖([1)3610中同時(shí)傳輸，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的通信容量。在0101系統(tǒng)中，傳輸光譜(例如，152511111?156511111)被分為等間隔的多個(gè)光載波信道，每個(gè)光載波信道對(duì)應(yīng)單獨(dú)的一個(gè)波長(zhǎng)或頻率。當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，用待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)去調(diào)制光載波即可。
[0003]隨著網(wǎng)絡(luò)的交叉融合，網(wǎng)絡(luò)中交換節(jié)點(diǎn)處的交換容量越來(lái)越大。舉例而言，當(dāng)有來(lái)自8個(gè)方向,假設(shè)每個(gè)方向只有一根光纖，且每個(gè)方向含有80個(gè)光載波信道的信息在某一節(jié)點(diǎn)處交換時(shí)，那么，有640個(gè)光載波需要在該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交換。為了交換大容量的0101信號(hào)，在節(jié)點(diǎn)處需要配備大規(guī)模的光開(kāi)關(guān)矩陣(也稱(chēng)為核心光開(kāi)關(guān))來(lái)完成波長(zhǎng)級(jí)的交換。為了提高交換系統(tǒng)的可靠性和生存性，通常要為光開(kāi)關(guān)矩陣提供備用的保護(hù)倒換路徑，而保護(hù)倒換路徑的必要性隨著單波傳輸速率的提高而愈加重要，若傳輸速率增大，例如傳輸速率為100(^11/8，一旦物理路徑發(fā)生故障，18的時(shí)間間隔內(nèi)所造成的數(shù)據(jù)損失為川11^“，該數(shù)據(jù)損失是巨大且不能接受的。
[0004]圖1為現(xiàn)有1+1保護(hù)倒換路徑方案的系統(tǒng)框圖。如圖1所示，輸入光信號(hào)由3(18光纖分束器分成功率相等的兩個(gè)部分分別進(jìn)入光開(kāi)關(guān)矩陣1和光開(kāi)關(guān)矩陣2，在兩個(gè)光開(kāi)關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的輸出端口處分別有一個(gè)1 X 2光開(kāi)關(guān)(虛線框部分)進(jìn)行選擇接收。一旦光開(kāi)關(guān)矩陣1的某個(gè)物理路徑發(fā)生故障，則1X2光開(kāi)關(guān)將輸出信號(hào)接收端口由光開(kāi)關(guān)矩陣1的對(duì)應(yīng)輸出端口切換到光開(kāi)關(guān)矩陣2的對(duì)應(yīng)輸出端口上，完成保護(hù)倒換路徑的功能。舉例而言，若光開(kāi)關(guān)矩陣1設(shè)置的物理路徑為光信號(hào)從該光開(kāi)關(guān)矩陣1的輸入端口 1中輸入、從該光開(kāi)關(guān)矩陣1的輸出端口 4中輸出，但光信號(hào)從該光開(kāi)關(guān)矩陣1的輸出端口 2中輸出，則該光開(kāi)關(guān)矩陣1的物理路徑故障，1X2光開(kāi)關(guān)可以將光信號(hào)的輸出端口切換到光開(kāi)關(guān)矩陣2的輸出端口 4 ；或者若光開(kāi)關(guān)矩陣1的輸出端口 4的耦合光器件故障，導(dǎo)致光信號(hào)以較小的光功率從該光開(kāi)關(guān)矩陣1的輸出端口 4中輸出，則不利于與該光開(kāi)關(guān)矩陣1的輸出端口 4連接的系統(tǒng)的后續(xù)應(yīng)用，1X2光開(kāi)關(guān)也可以將光信號(hào)的輸出端口切換到光開(kāi)關(guān)矩陣2的輸出端口 4。當(dāng)光開(kāi)關(guān)矩陣的規(guī)模很大時(shí)，需要大量的1 X 2光開(kāi)關(guān)，因此，1 X 2光開(kāi)關(guān)體積小、能夠集成成為了該1X2光開(kāi)關(guān)能夠應(yīng)用到上述交換系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。
[0005]現(xiàn)有一種1X2光開(kāi)關(guān)陣列，采用機(jī)械式1X2光開(kāi)關(guān)集成。由于機(jī)械式1X2光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)中加入了繼電器，因此，機(jī)械式1X2光開(kāi)關(guān)體積過(guò)大、難以封裝、不易集成。即使只是集成10個(gè)機(jī)械式1X2光開(kāi)關(guān)，該機(jī)械式1X2光開(kāi)關(guān)陣列的體積也非常大，當(dāng)需要配置幾百個(gè)端口的1+1保護(hù)倒換路徑時(shí)，需要集成大量的機(jī)械式1 X 2光開(kāi)關(guān)，該機(jī)械式1 X 2光開(kāi)關(guān)陣列的體積增長(zhǎng)率無(wú)法接受?，F(xiàn)有另一種1X2光開(kāi)關(guān)陣列，采用旋轉(zhuǎn)微鏡式1X2光開(kāi)關(guān)集成，由于機(jī)械式1X2光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)中加入了柱面透鏡、傾斜基底，且對(duì)精度要求很高，因此，旋轉(zhuǎn)微鏡式1X2光開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝復(fù)雜、難以對(duì)準(zhǔn)和封裝，且掉電后無(wú)法保持原有的兩條光路。采用該旋轉(zhuǎn)微鏡式1X2光開(kāi)關(guān)集成的1X2光開(kāi)關(guān)陣列，體積過(guò)大、難以對(duì)準(zhǔn)和封裝、不易集成。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有1X2光開(kāi)關(guān)，存在集成后體積大、難以對(duì)準(zhǔn)和封裝的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]摶術(shù)問(wèn)是頁(yè)
[0008]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列，以解決集成后體積大、難以對(duì)準(zhǔn)和封裝的問(wèn)題。
[畫(huà)]解決方案
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，在第一方面，本發(fā)明提供了一種光開(kāi)關(guān)，包括:
[0011]雙光纖準(zhǔn)直器、單光纖準(zhǔn)直器和可調(diào)微鏡，所述可調(diào)微鏡設(shè)置在所述雙光纖準(zhǔn)直器與所述單光纖準(zhǔn)直器之間；
[0012]所述雙光纖準(zhǔn)直器包括雙光纖尾纖和第一微透鏡，所述雙光纖尾纖包括第一光纖和第二光纖；
[0013]所述單光纖準(zhǔn)直器包括單光纖尾纖和第二微透鏡，所述單光纖尾纖包括第三光纖；
[0014]在所述第一光纖為輸入光纖、所述第二光纖為輸出光纖、所述第三光纖為輸出光纖的情況下，若所述可調(diào)微鏡處于第一狀態(tài)，則所述第一光纖輸出的光信號(hào)入射至所述第三光纖，若所述可調(diào)微鏡處于第二狀態(tài)，則所述第一光纖輸出的光信號(hào)反射至所述第二光纖；
[0015]在所述第一光纖為輸出光纖、所述第二光纖為輸入光纖、所述第三光纖為輸入光纖的情況下，若所述可調(diào)微鏡處于第一狀態(tài)，則所述第三光纖輸出的光信號(hào)入射至所述第一光纖，若所述可調(diào)微鏡處于第二狀態(tài)，則所述第二光纖輸出的光信號(hào)反射至所述第一光纖。
[0016]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光開(kāi)關(guān)還包括:
[0017]調(diào)節(jié)器，用于將所述可調(diào)微鏡調(diào)整為所述第一狀態(tài)，或?qū)⑺隹烧{(diào)微鏡調(diào)整為所述第二狀態(tài)。
[0018]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，
[0019]所述第一狀態(tài)為水平狀態(tài)或縮回狀態(tài)，所述第二狀態(tài)為垂直狀態(tài)或伸出狀態(tài)；
[0020]所述調(diào)節(jié)器用于控制所述可調(diào)微鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)或平移，將所述可調(diào)微鏡轉(zhuǎn)動(dòng)為所述水平狀態(tài)或平移為所述縮回狀態(tài)，或者將所述可調(diào)微鏡轉(zhuǎn)動(dòng)為所述垂直狀態(tài)或平移為所述伸出狀態(tài)。
[0021]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述可調(diào)微鏡為二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡。
[0022]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一微透鏡為自聚焦透鏡或凸透鏡；所述第二微透鏡為所述自聚焦透鏡或所述凸透鏡。
[0023]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，
[0024]所述雙光纖準(zhǔn)直器還包括第一基底，所述第一基底用于固定所述第一光纖和所述第二光纖，所述第一光纖和所述第二光纖在所述第一基底上中心對(duì)稱(chēng)排列；
[0025]所述單光纖準(zhǔn)直器還包括第二基底，所述第二基底用于固定所述第三光纖。
[0026]結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一基底包括:槽口凹成V型或V型的板，或設(shè)置開(kāi)孔的板；所述第二基底包括:槽口凹成V型或I型的板，或設(shè)置開(kāi)孔的板。
[0027]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述雙光纖尾纖與所述第一微透鏡之間存在一定間隙，所述單光纖尾纖與所述第二微透鏡之間存在一定間隙。
[0028]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式至第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述雙光纖尾纖與所述第一微透鏡具有預(yù)定斜角。
[0029]在第二方面，本發(fā)明提供了一種光開(kāi)關(guān)陣列，包括至少兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)；
[0030]所述光開(kāi)關(guān)采用第一方面或第一方面的任意一種實(shí)現(xiàn)方式所述的光開(kāi)關(guān)；
[0031]各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的雙光纖尾纖組成雙光纖陣列；
[0032]各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的第一微透鏡組成第一微透鏡陣列；
[0033]各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的可調(diào)微鏡組成可調(diào)微鏡陣列；
[0034]各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的單光纖尾纖組成單光纖陣列；
[0035]各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的第二微透鏡組成第二微透鏡陣列。
[0036]有益.效果
[0037]本發(fā)明實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列，通過(guò)可調(diào)微鏡切換光信號(hào)的傳輸路徑，將雙光纖尾纖和單光纖尾纖分別設(shè)置于可調(diào)微鏡的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的輸入和輸出，可調(diào)微鏡體積小，能夠有效減小光開(kāi)關(guān)的體積，易于集成、對(duì)準(zhǔn)和封裝。在光開(kāi)關(guān)掉電后可調(diào)微鏡能夠返回第一狀態(tài)，光信號(hào)可以從輸出光纖中輸出，后續(xù)系統(tǒng)不會(huì)完全癱瘓。通過(guò)改變?nèi)肷涔夂统錾涔猓軌蛑苯又谱鞒鲭p光纖尾纖包括第一光纖為輸出光纖和第二光纖為輸入光纖、單光纖尾纖包括第三光纖為輸入光纖的光開(kāi)關(guān)。能夠根據(jù)光開(kāi)關(guān)的耦合效率和制作成本靈活選取第一微透鏡和第二微透鏡。
[0038]根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0039]包含在說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖與說(shuō)明書(shū)一起示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。
[0040]圖1為現(xiàn)有1+1保護(hù)倒換路徑方案的系統(tǒng)框圖；
[0041]圖23?圖2(1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖33為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖此和圖3^為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的雙光纖尾纖的排列方式示意圖；
[0044]圖如和圖仙為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖如和圖56為根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0046]圖63?圖6(1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0047]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0048]100:雙光纖準(zhǔn)直器；101:單光纖準(zhǔn)直器；102:可調(diào)微鏡；
[0049]103:雙光纖尾纖；104:第一微透鏡；105:第一光纖；
[0050]106:第二光纖；107:單光纖尾纖；108:第二微透鏡；
[0051]109:第三光纖；110:調(diào)節(jié)器；111:第一基底；
[0052]112:第二基底；114:間隙；117:間隙；
[0053]115:梳狀電極；116:折疊梁；300:雙光纖陣列；
[0054]301:第一微透鏡陣列；302:可調(diào)微鏡陣列；303:單光纖陣列；
[0055]304:第二微透鏡陣列；305:第一基底；306:第二基底。
【具體實(shí)施方式】
[0056]以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0057]在這里專(zhuān)用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性”。這里作為“示例性”所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。
[0058]另外，為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，在下文的【具體實(shí)施方式】中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在另外一些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0059]實(shí)施例1
[0060]圖23?圖2(1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖23?圖2(1所示，該光開(kāi)關(guān)包括:
[0061]雙光纖準(zhǔn)直器100、單光纖準(zhǔn)直器101和可調(diào)微鏡102，可調(diào)微鏡102設(shè)置在雙光纖準(zhǔn)直器100與單光纖準(zhǔn)直器101之間；
[0062]其中，雙光纖準(zhǔn)直器100可以包括雙光纖尾纖103和第一微透鏡104，雙光纖尾纖103可以包括第一光纖105和第二光纖106 ；
[0063]單光纖準(zhǔn)直器101可以包括單光纖尾纖107和第二微透鏡108，單光纖尾纖107可以包括第三光纖109 ；
[0064]第一光纖105為輸入光纖、第二光纖106為輸出光纖、第三光纖109為輸出光纖，若可調(diào)微鏡102處于第一狀態(tài)，貝丨』第一光纖105輸出的光信號(hào)可以入射至第三光纖109 ；若可調(diào)微鏡102處于第二狀態(tài)，貝1]第一光纖105輸出的光信號(hào)可以反射至第二光纖106。
[0065]具體地，在第一光纖105為輸入光纖、第二光纖106為輸出光纖、第三光纖109為輸出光纖的情況下，如果第一狀態(tài)為圖23所示的水平狀態(tài)，第二狀態(tài)為圖26所示的垂直狀態(tài)。在可調(diào)微鏡102處于水平狀態(tài)時(shí)，光信號(hào)從第一光纖105入射,經(jīng)過(guò)第一微透鏡104準(zhǔn)直為平行光信號(hào)，再經(jīng)第二微透鏡108匯聚入射至第三光纖109并輸出例如輸出給另一個(gè)光開(kāi)關(guān)。在可調(diào)微鏡102處于垂直狀態(tài)時(shí)，光信號(hào)從第一光纖105入射,經(jīng)過(guò)第一微透鏡104準(zhǔn)直為平行光信號(hào)，經(jīng)過(guò)可調(diào)微鏡102的全反射，再經(jīng)過(guò)第一微透鏡104匯聚入射至第二光纖106并輸出例如輸出給光開(kāi)關(guān)矩陣。即:可以通過(guò)可調(diào)微鏡102的工作狀態(tài)來(lái)選擇光信號(hào)輸出的光纖端口例如第二光纖106或第三光纖109。
[0066]此外，在第一光纖105為輸入光纖、第二光纖106為輸出光纖、第三光纖109為輸出光纖的情況下，如果第一狀態(tài)為圖2(3所示的伸出狀態(tài)，第二狀態(tài)圖2(1所示的縮回狀態(tài)。在可調(diào)微鏡102處于縮回狀態(tài)時(shí)，光信號(hào)從第一光纖105入射，經(jīng)過(guò)第一微透鏡104準(zhǔn)直為平行光信號(hào)，再經(jīng)第二微透鏡108匯聚入射至第三光纖109并輸出例如輸出給另一個(gè)光開(kāi)關(guān)。在可調(diào)微鏡102處于伸出狀態(tài)時(shí)，光信號(hào)從第一光纖105入射，經(jīng)過(guò)第一微透鏡104準(zhǔn)直為平行光信號(hào)，經(jīng)過(guò)可調(diào)微鏡102的全反射，再經(jīng)過(guò)第一微透鏡104匯聚入射至第二光纖106并輸出例如輸出給光開(kāi)關(guān)矩陣。即:可以通過(guò)可調(diào)微鏡102的工作狀態(tài)來(lái)選擇光信號(hào)輸出的光纖端口例如第二光纖106或第三光纖109。
[0067]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如前所述的可調(diào)微鏡102可以為二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡(20腿13微鏡兄
[0068]具體地,二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡可以設(shè)置在半導(dǎo)體娃襯底上，該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡可以工作在兩個(gè)狀態(tài)，即第一狀態(tài)和第二狀態(tài)。其中，如圖23所示，二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡工作在水平狀態(tài)，即該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡沒(méi)有受到驅(qū)動(dòng)力作用，該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡平行于半導(dǎo)體娃襯底且處于關(guān)位置(。打￠10811:1011),該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡對(duì)光開(kāi)關(guān)的光信號(hào)沒(méi)有影響，從第一光纖105進(jìn)入的光信號(hào)直接從第三光纖109輸出；如圖26所示，二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡工作在垂直狀態(tài)，即該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡受到驅(qū)動(dòng)力作用，該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡垂直于半導(dǎo)體娃襯底且處于開(kāi)位置(011 ￠10811:1011),該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡對(duì)光開(kāi)關(guān)起到全反射光信號(hào)的作用，從第一光纖105進(jìn)入的光信號(hào)經(jīng)二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡反射后從第二光纖106輸出；如圖2(3所不，二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡工作在伸出狀態(tài)，即該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡受到驅(qū)動(dòng)力作用，該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡進(jìn)入工作位置，該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡對(duì)光開(kāi)關(guān)起到全反射光信號(hào)的作用，從第一光纖105進(jìn)入的光信號(hào)經(jīng)二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡反射后從第二光纖106輸出；如圖2(1所示，二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡工作在縮回狀態(tài)，即該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡沒(méi)有受到驅(qū)動(dòng)力作用，該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡撤離工作位置，該二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡對(duì)光開(kāi)關(guān)的光信號(hào)沒(méi)有影響，從第一光纖105進(jìn)入的光信號(hào)直接從第三光纖109輸出。
[0069]需要說(shuō)明的是，盡管本實(shí)施例描述的是上述二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡在受到驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)工作在上述第二狀態(tài)(垂直狀態(tài)或伸出狀態(tài)?、在沒(méi)有受到驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)工作在上述第一狀態(tài)(水平狀態(tài)或縮回狀態(tài)),但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明應(yīng)不限于此，事實(shí)上，上述二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡也可以在受到驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)工作在上述第一狀態(tài)(水平狀態(tài)或縮回狀態(tài) ?、在沒(méi)有受到驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)工作在上述第二狀態(tài)(垂直狀態(tài)或伸出狀態(tài)
[0070]本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)，通過(guò)可調(diào)微鏡切換光信號(hào)的傳輸路徑，將雙光纖尾纖和單光纖尾纖分別設(shè)置于可調(diào)微鏡的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的輸入和輸出，可調(diào)微鏡體積小，能夠有效減小光開(kāi)關(guān)的體積，易于集成、對(duì)準(zhǔn)和封裝。
[0071]實(shí)施例2
[0072]圖33為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)器110的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例與上述實(shí)施例的區(qū)別在于:該光開(kāi)關(guān)還可以包括:調(diào)節(jié)器110，用于將可調(diào)微鏡102調(diào)整為第一狀態(tài)，或?qū)⒖烧{(diào)微鏡102調(diào)整為第二狀態(tài)。
[0073]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如前所述的第一狀態(tài)可以為水平狀態(tài)或縮回狀態(tài)，第二狀態(tài)可以為垂直狀態(tài)或伸出狀態(tài)；其中，調(diào)節(jié)器110可以用于控制可調(diào)微鏡102的轉(zhuǎn)動(dòng)或平移，可以將可調(diào)微鏡102轉(zhuǎn)動(dòng)為水平狀態(tài)或平移為縮回狀態(tài)，或者可以將可調(diào)微鏡102轉(zhuǎn)動(dòng)為垂直狀態(tài)或平移為伸出狀態(tài)。
[0074]具體地，光開(kāi)關(guān)可以通過(guò)調(diào)節(jié)器110例如控制電極來(lái)控制可調(diào)微鏡102的轉(zhuǎn)動(dòng)或平移，進(jìn)而調(diào)整可調(diào)微鏡102的工作狀態(tài)。例如，參見(jiàn)圖23和圖26，調(diào)節(jié)器110可以控制可調(diào)微鏡102由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)為垂直狀態(tài)，或控制可調(diào)微鏡102由垂直狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)為水平狀態(tài)；參見(jiàn)圖2(3和圖2山調(diào)節(jié)器110也可以控制可調(diào)微鏡102由縮回狀態(tài)平移為伸出狀態(tài)，或控制可調(diào)微鏡102由伸出狀態(tài)平移為縮回狀態(tài)。
[0075]舉例而言，調(diào)節(jié)器110可以為控制電極，該控制電極上加載電壓可以產(chǎn)生靜電吸引力，也可以產(chǎn)生靜電排斥力，以控制電極上加載電壓可以產(chǎn)生靜電吸引力為例說(shuō)明。在第一光纖105為輸入光纖、第二光纖106為輸出光纖、第三光纖109為輸出光纖的情況下，若可調(diào)微鏡102工作在如圖23所示的水平狀態(tài)的情況下，可以增大控制電極兩端加載的電壓，受控制電極產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力作用，可調(diào)微鏡102開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著控制電極兩端加載的電壓的增大，可調(diào)微鏡102轉(zhuǎn)動(dòng)的角度也逐漸增大，直至控制電極兩端加載的電壓超過(guò)一定的電壓值例如22、時(shí)，可調(diào)微鏡102轉(zhuǎn)過(guò)90度達(dá)到穩(wěn)態(tài)，此時(shí)可調(diào)微鏡102就工作在如圖26所示的垂直狀態(tài)，可調(diào)微鏡102對(duì)光開(kāi)關(guān)起到全反射光信號(hào)的作用，經(jīng)第一光纖105輸入的光信號(hào)經(jīng)過(guò)第一微透鏡104的作用，光信號(hào)的發(fā)散角會(huì)變小，并將光信號(hào)的束腰準(zhǔn)直到可調(diào)微鏡102的反射面上，光信號(hào)經(jīng)可調(diào)微鏡102反射后回到第一微透鏡104，第一微透鏡104將光信號(hào)稱(chēng)合到第二光纖106并從第二光纖106輸出。若可調(diào)微鏡102工作在如圖26所示的垂直狀態(tài)的情況下，控制電極兩端加載的電壓減小至閾值處例如157時(shí)可調(diào)微鏡102開(kāi)始逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著控制電極兩端加載的電壓的不斷減小，可調(diào)微鏡102逆向轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不斷增大，直至控制電極兩端加載的電壓降到一定的電壓值例如訊以下時(shí)，可調(diào)微鏡102逆向轉(zhuǎn)過(guò)90度達(dá)到穩(wěn)態(tài)，此時(shí)可調(diào)微鏡102就工作在如圖23所示的水平狀態(tài)，可調(diào)微鏡102對(duì)光開(kāi)關(guān)的光信號(hào)沒(méi)有影響，經(jīng)第一光纖105輸入的光信號(hào)經(jīng)過(guò)第一微透鏡104的作用，光信號(hào)的發(fā)散角會(huì)變小，出射的光信號(hào)經(jīng)過(guò)空間的傳播入射到第二微透鏡108的端面上，第二微透鏡108將入射到其端面上的光信號(hào)聚焦到位于第二微透鏡108的后焦點(diǎn)處的第三光纖109的尾纖端面,光信號(hào)經(jīng)第二微透鏡108稱(chēng)合后從第三光纖109輸出。
[0076]舉例而言，如圖％所示，調(diào)節(jié)器110可以包括梳狀電極115和梁(16 ) 116，該梳狀電極115是采用離子深刻蝕的方法制作，該梳狀電極115和梁116上加載電壓可以產(chǎn)生靜電吸引力，也可以產(chǎn)生靜電排斥力，以梳狀電極115和梁116上加載電壓可以產(chǎn)生靜電吸引力為例說(shuō)明。在第一光纖105為輸入光纖、第二光纖106為輸出光纖、第三光纖109為輸出光纖的情況下，若可調(diào)微鏡102工作在如圖2(1所示的縮回狀態(tài)的情況下，梳狀電極115兩端加載的電壓逐漸增大，梳狀電極115作用在梁116的驅(qū)動(dòng)力逐漸增大，相應(yīng)地，梁116的位移也隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而增大，當(dāng)梳狀電極115兩端加載的電壓增大至某一電壓值例如387時(shí)，梁116驅(qū)動(dòng)可調(diào)微鏡102平移到工作位置，可調(diào)微鏡102就工作在如圖2。所示的伸出狀態(tài)，可調(diào)微鏡102對(duì)光開(kāi)關(guān)起到全反射光信號(hào)的作用，從第一光纖105進(jìn)入的光信號(hào)經(jīng)可調(diào)微鏡102反射后從第二光纖106輸出，具體分析可以參照上述可調(diào)微鏡102工作在垂直狀態(tài)的情況下的分析。若可調(diào)微鏡102工作在如圖2^所示的伸出狀態(tài)的情況下，梳狀電極115兩端加載的電壓逐漸減小，梳狀電極115作用在梁116的驅(qū)動(dòng)力逐漸減小，相應(yīng)地，梁116的位移也隨著驅(qū)動(dòng)力的減小而減小，直至梳狀電極115兩端加載的電壓減小至某一電壓值例如訊時(shí)，梁116驅(qū)動(dòng)可調(diào)微鏡102平移出工作位置，可調(diào)微鏡102就工作在如圖2(1所示的縮回狀態(tài)，可調(diào)微鏡102對(duì)光開(kāi)關(guān)的光信號(hào)沒(méi)有影響，從第一光纖105進(jìn)入的光信號(hào)直接從第三光纖109輸出，具體分析可以參照上述可調(diào)微鏡102工作在水平狀態(tài)的情況下的分析。
[0077]需要說(shuō)明的是，盡管本實(shí)施例描述的是上述調(diào)節(jié)器對(duì)可調(diào)微鏡作用的靜電力為靜電吸引力，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明應(yīng)不限于此，事實(shí)上，上述調(diào)節(jié)器對(duì)可調(diào)微鏡作用的靜電力也可以為靜電排斥力，也可以是其它形式的作用力，只要能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)器調(diào)整可調(diào)微鏡的工作狀態(tài)即可。
[0078]此外，由于可調(diào)微鏡102轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或平移的位移受調(diào)節(jié)器110兩端加載的電壓控制，即:可調(diào)微鏡102轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或平移的位移與調(diào)節(jié)器110兩端加載的電壓之間存在非線性關(guān)系，例如可調(diào)微鏡102由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)為垂直狀態(tài)或可調(diào)微鏡102由伸出狀態(tài)平移為縮回狀態(tài)，且可調(diào)微鏡102轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或平移的位移與調(diào)節(jié)器110兩端加載的電壓之間的遲滯效應(yīng)，例如可調(diào)微鏡102由垂直狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)為水平狀態(tài)或可調(diào)微鏡102由伸出狀態(tài)平移為縮回狀態(tài)，需要調(diào)節(jié)器110兩端加載的電壓達(dá)到一定的電壓值，才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)/逆向轉(zhuǎn)動(dòng)90度或伸出到/縮回出工作位置。因此，調(diào)節(jié)器110兩端加載的電壓的較小變化不會(huì)影響可調(diào)微鏡102的工作狀態(tài)，可以降低對(duì)調(diào)節(jié)器110兩端加載的電壓的穩(wěn)定性要求，相應(yīng)地，采用該調(diào)節(jié)器110的光開(kāi)關(guān)的通道(物理路徑)穩(wěn)定性更優(yōu)越。
[0079]進(jìn)一步地，光開(kāi)關(guān)掉電后，可調(diào)微鏡102仍然可以保持水平狀態(tài)或縮回狀態(tài)，則輸入到與可調(diào)微鏡102相連的后續(xù)系統(tǒng)中的光信號(hào)為光開(kāi)關(guān)在水平狀態(tài)或縮回狀態(tài)下的輸出光信號(hào)。舉例而言，在第一光纖105為輸入光纖、第二光纖106為輸出光纖、第三光纖109為輸出光纖的情況下，光開(kāi)關(guān)掉電后，若可調(diào)微鏡102保持水平狀態(tài)或縮回狀態(tài)，可調(diào)微鏡102對(duì)光開(kāi)關(guān)的光信號(hào)沒(méi)有影響，從第一光纖105進(jìn)入的光信號(hào)可以直接從第三光纖109輸出。換言之，即使光開(kāi)關(guān)突然掉電，光信號(hào)也可以從輸出光纖中輸出，后續(xù)系統(tǒng)不會(huì)完全癱瘓。
[0080]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，參見(jiàn)圖23?圖2(1，如前所述的雙光纖準(zhǔn)直器100還可以包括第一基底111，第一基底111可以用于固定第一光纖105和第二光纖106，第一光纖105和第二光纖106可以在第一基底111上中心對(duì)稱(chēng)排列；單光纖準(zhǔn)直器101還可以包括第二基底112，第二基底112可以用于固定第三光纖109。
[0081]具體地，雙光纖準(zhǔn)直器100可以通過(guò)雙光纖尾纖103將第一光纖105和第二光纖106固定在第一基底111上，為了滿足第一微透鏡104對(duì)光信號(hào)的要求，第一光纖105和第二光纖106可以在第一基底111上以中心對(duì)稱(chēng)的方式排列。圖此和圖3(3為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的雙光纖尾纖的排列方式示意圖。舉例而言，第一光纖105和第二光纖106在第一基底111上可以以如圖23?圖2(1、圖此所示的上下對(duì)稱(chēng)的方式排列，也可以以如圖3。所示的左右對(duì)稱(chēng)的方式排列，還可以以其它中心對(duì)稱(chēng)的方式排列，且經(jīng)第一微透鏡104的作用，可以有效提高光信號(hào)和光纖例如第一光纖105或第二光纖106的耦合效率。相應(yīng)地，單光纖準(zhǔn)直器101可以通過(guò)單光纖尾纖107將第三光纖109固定在第二基底112上，且經(jīng)第二微透鏡108的作用，也可以有效提高光信號(hào)和光纖例如第三光纖109的耦合效率。
[0082]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如前所述的第一基底111可以包括:槽口凹成V型或I型的板如硅板或金屬板，或設(shè)置開(kāi)孔的板如硅板或金屬板；第二基底112可以包括:槽口凹成V型或V型的板如硅板或金屬板，或設(shè)置開(kāi)孔的板如硅板或金屬板。
[0083]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如前所述的雙光纖尾纖103與第一微透鏡104之間可以存在一定間隙114，單光纖尾纖107與第二微透鏡108之間可以存在一定間隙117。
[0084]具體地，雙光纖尾纖103與第一微透鏡104相互耦合的端面之間可以存在一定間隙114，單光纖尾纖107與第二微透鏡108相互|禹合的端面之間可以存在一定間隙117。由于第一微透鏡104制作時(shí)，第一微透鏡104的曲率半徑會(huì)不可避免的存在一定的誤差，會(huì)導(dǎo)致原本設(shè)定的間隙114的間距即后截距所對(duì)應(yīng)的第一微透鏡104的工作距離偏離設(shè)計(jì)值，為了彌補(bǔ)第一微透鏡104的工作距離偏離，可以通過(guò)調(diào)節(jié)間隙114的間距來(lái)微調(diào)第一微透鏡104的工作距離，即可以彌補(bǔ)第一微透鏡104的工作距離偏離，進(jìn)而可以提高光信號(hào)的耦合效率。舉例而言，由于第一微透鏡104的曲率半徑固定時(shí)，一個(gè)間隙114的間距即后截距對(duì)應(yīng)著一個(gè)工作距離，即:若第一微透鏡104的曲率半徑固定，則第一微透鏡104的工作距離隨著后截距的改變而改變；相應(yīng)地，若第一微透鏡104的曲率半徑不固定，則第一微透鏡104的工作距離隨著曲率半徑和后截距的改變而改變。在設(shè)計(jì)初期，以工作距離為設(shè)計(jì)目標(biāo)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)曲率半徑的初始值和后截距的初始值來(lái)獲得設(shè)定的工作距離。由于實(shí)際制作出的第一微透鏡104的曲率半徑不可避免的存在一定的誤差，當(dāng)制作出的第一微透鏡104的曲率半徑與設(shè)計(jì)的曲率半徑初始值相比，存在一定的誤差，例如稍偏離了或稍改變了，則可能會(huì)造成第一微透鏡104的工作距離不符合設(shè)定的工作距離。為了彌補(bǔ)該缺陷，相應(yīng)地，可以調(diào)節(jié)后截距，直至第一微透鏡104的工作距離符合設(shè)定的工作距離。此外，在完成調(diào)節(jié)后截距之后，可以在間隙114中填充介質(zhì)，例如樹(shù)脂粘合膠、油、硅和石英等各種玻璃介質(zhì)，也可以在間隙114中不填充任何介質(zhì)，間隙114中可以直接是空氣。若間隙114中填充了介質(zhì)，則填充的上述的各種介質(zhì)由于折射會(huì)對(duì)光信號(hào)的傳播有一定的影響，且填充介質(zhì)需要在間隙114的外圍點(diǎn)膠，會(huì)對(duì)光信號(hào)有損耗，同時(shí)，由于填充的介質(zhì)存在熱脹冷縮，會(huì)導(dǎo)致固定不牢靠；相反地，若該間隙中直接是空氣，則不會(huì)存在上述缺陷。同理，單光纖尾纖107與第二微透鏡108之間也可以存在一定間隙117，具體可以參照上述雙光纖尾纖103與第一微透鏡104之間設(shè)定間隙114的分析。
[0085]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如前所述的雙光纖尾纖103與第一微透鏡104具有預(yù)定斜角。
[0086]具體地，如圖23?2(1所示，雙光纖尾纖103與第一微透鏡104之間具有預(yù)定斜角，即雙光纖尾纖103的右端面可以是拋光成帶有一定傾角例如8.00度的斜面，相應(yīng)地，第一微透鏡104的左端面也應(yīng)該拋光成帶有一定傾角例如8.00度的斜面。需要注意的是，盡管本發(fā)明實(shí)施例中，將雙光纖尾纖103的右端面設(shè)置為具有一定斜角的斜面、第一微透鏡104的左端面設(shè)置為具有一定斜角的斜面，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明應(yīng)不限于此，事實(shí)上，還可以將雙光纖尾纖103的右端面設(shè)置為平面、第一微透鏡104的左端面也設(shè)置為平面。
[0087]此外，由于雙光纖尾纖103的右端面設(shè)置為具有一定斜角的斜面、第一微透鏡104的左端面設(shè)置為具有一定斜角的斜面，雙光纖尾纖103的右端面與第一微透鏡104的左端面匹配一致，即:雙光纖尾纖103與第一微透鏡104互相耦合的端面匹配一致，可以有效降低光信號(hào)的反射損耗。
[0088]具體地，單光纖尾纖107與第二微透鏡108互相耦合的端面也應(yīng)該和上述雙光纖尾纖103與第一微透鏡104互相耦合的端面一樣匹配一致，如圖23?2(1所示，單光纖尾纖107的左端面設(shè)置為平面，相應(yīng)地，第一微透鏡104的右端面也應(yīng)該設(shè)置為平面。需要注意的是，盡管本發(fā)明實(shí)施例中，將單光纖尾纖107的左端面設(shè)置為平面、第二微透鏡108的右端面也設(shè)置為平面，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明應(yīng)不限于此，事實(shí)上，還可以將單光纖尾纖107的左端面設(shè)置為具有一定斜角例如8.00度的斜面、第二微透鏡108的右端面設(shè)置為具有一定斜角例如8.00度的斜面。
[0089]本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)，通過(guò)可調(diào)微鏡切換光信號(hào)的傳輸路徑，將雙光纖尾纖和單光纖尾纖分別設(shè)置于可調(diào)微鏡的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的輸入和輸出，可調(diào)微鏡體積小，能夠有效減小光開(kāi)關(guān)的體積，易于集成、對(duì)準(zhǔn)和封裝。在光開(kāi)關(guān)掉電后可調(diào)微鏡能夠返回第一狀態(tài)，光信號(hào)可以從輸出光纖中輸出，后續(xù)系統(tǒng)不會(huì)完全癱瘓。
[0090]實(shí)施例3
[0091]圖如和圖仙為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖如、圖仙中與圖23?圖2(1標(biāo)號(hào)相同的組件具有相同的功能，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，省略對(duì)這些組件的詳細(xì)說(shuō)明。
[0092]與圖23、圖26所示的光開(kāi)關(guān)相比，區(qū)別在于，圖43、圖仙所示的光開(kāi)關(guān)的第一光纖105為輸出光纖、第二光纖106為輸入光纖、第三光纖109為輸入光纖，若可調(diào)微鏡102處于第一狀態(tài)，則第三光纖109輸出的光信號(hào)入射至第一光纖105 ；若可調(diào)微鏡102處于第二狀態(tài)，則第二光纖106輸出的光信號(hào)反射至第一光纖105。
[0093]舉例而言，在第一光纖105為輸出光纖、第二光纖106為輸入光纖、第三光纖109為輸入光纖的情況下，若可移動(dòng)微鏡102工作在如圖如所示的水平狀態(tài)，根據(jù)高斯光束的可逆性，從第三光纖109進(jìn)入的光信號(hào)將經(jīng)過(guò)第二微透鏡108、第一微透鏡104進(jìn)入第一光纖105并輸出，而由于第三光纖109與第二光纖106的橫向位置的錯(cuò)位，使得從第二光纖106進(jìn)入的光信號(hào)并不能耦合進(jìn)第三光纖109，所以也不會(huì)對(duì)第三光纖109中的光信號(hào)造成影響。相應(yīng)地，若可移動(dòng)微鏡102工作在如圖仙所示的垂直狀態(tài)，從第二光纖106進(jìn)入的光信號(hào)經(jīng)第一微透鏡104出射至可移動(dòng)微鏡102的反射面，可移動(dòng)微鏡102全反射后的光信號(hào)經(jīng)第一微透鏡104聚焦至第一光纖105并輸出，而由于第三光纖109輸入的光信號(hào)盡管入射到了可移動(dòng)微鏡102上，但可移動(dòng)微鏡102只有在反射面才鍍有反射膜，非反射面對(duì)光信號(hào)是吸收作用的，使得從第三光纖109輸入的光信號(hào)并不會(huì)反射回第三光纖109，所以也不會(huì)對(duì)第三光纖109中的光信號(hào)造成影響。
[0094]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例也可以將上述實(shí)施例1中的圖2(3、圖2(1所示的光開(kāi)關(guān)中的第一光纖105作為輸出光纖、第二光纖106作為輸入光纖、第三光纖109作為輸入光纖。
[0095]本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)，通過(guò)可調(diào)微鏡切換光信號(hào)的傳輸路徑，將雙光纖尾纖和單光纖尾纖分別設(shè)置于可調(diào)微鏡的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的輸入和輸出，可調(diào)微鏡體積小，能夠有效減小光開(kāi)關(guān)的體積，易于集成、對(duì)準(zhǔn)和封裝。在光開(kāi)關(guān)掉電后可調(diào)微鏡能夠返回第一狀態(tài)，光信號(hào)可以從輸出光纖中輸出，后續(xù)系統(tǒng)不會(huì)完全癱瘓。通過(guò)改變?nèi)肷涔夂统錾涔?，能夠直接制作出雙光纖尾纖包括第一光纖為輸出光纖和第二光纖為輸入光纖、單光纖尾纖包括第三光纖為輸入光纖的光開(kāi)關(guān)。
[0096]實(shí)施例4
[0097]圖53和圖5)3為根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)不意圖。圖53和圖5)3中與圖％?圖2(1、圖如和圖仙標(biāo)號(hào)相同的組件具有相同的功能，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，省略對(duì)這些組件的詳細(xì)說(shuō)明。
[0098]如圖53和圖5)3所不，圖53和圖5)3所不的光開(kāi)關(guān):第一微透鏡104可以為自聚焦透鏡或凸透鏡；第二微透鏡108可以為自聚焦透鏡或凸透鏡。
[0099]舉例而言，第一微透鏡104可以為如圖23?圖2(1所示的自聚焦透鏡亦稱(chēng)為漸變折射率透鏡),第二微透鏡108也可以為如圖23?圖2(1所示的自聚焦透鏡。由于自聚焦透鏡的折射率的分布沿徑向逐漸減小，從而可以使出射光信號(hào)被平滑且連續(xù)的匯聚，提高光源與光纖的耦合效率，可以增大光信號(hào)的束腰半徑、減少光信號(hào)的發(fā)散角、增加光信號(hào)的耦合距離。
[0100]舉例而言，第一微透鏡104可以為如圖53所示的凸透鏡⑴-匕仙)，第二微透鏡108也可以為如圖53所示的凸透鏡。若要求第一微透鏡104和第二微透鏡108表面到可調(diào)微鏡102表面的工作距離較長(zhǎng)或較靈活可調(diào)，則第一微透鏡104和第二微透鏡108可以采用凸透鏡，這樣可以為可調(diào)微鏡102的制作提供更大的設(shè)計(jì)制作空間。
[0101]此外，自聚焦透鏡和凸透鏡這兩種透鏡的不同之處在于:自聚焦透鏡需要通過(guò)調(diào)整微透鏡的材料的組成才能調(diào)整其焦距，而調(diào)整材料的組成是比較困難的，因此，一般情況下，自聚焦透鏡只有幾種固定焦距，通過(guò)化學(xué)沉積、離子交換等方法形成，制作工藝復(fù)雜、不成熟且有難度，研發(fā)與制作具有新型焦距的自聚焦透鏡需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，同時(shí)，其制作的成本也是比較昂貴的；而凸透鏡需要通過(guò)調(diào)整凸面的曲率半徑來(lái)調(diào)整其焦距，可以通過(guò)改變制作中的光刻掩膜板的形狀來(lái)調(diào)整凸透鏡的焦距，因此，凸透鏡的焦距的可調(diào)整的范圍比自聚焦透鏡的焦距的可調(diào)整的范圍大，可以在較大的范圍內(nèi)比較靈活的調(diào)整凸透鏡的焦距；另外掩膜板的制作工藝成熟，制作具有新型焦距的凸透鏡方便、高效，這就使得凸透鏡比自聚焦透鏡更容易獲得，在大規(guī)模制作時(shí)，凸透鏡的制作成本比自聚焦透鏡的制作成本低。
[0102]舉例而言，第一微透鏡104還可以為如圖56所示的自聚焦透鏡，第二微透鏡108還可以為如圖56所示的凸透鏡。自聚焦透鏡的焦點(diǎn)是對(duì)應(yīng)每個(gè)光源的，換言之，每個(gè)輸入光纖分別對(duì)應(yīng)一個(gè)焦點(diǎn)例如自聚焦透鏡有2個(gè)入射光纖，則自聚焦透鏡有2個(gè)焦點(diǎn)，自聚焦透鏡的焦點(diǎn)與輸入光纖之間的間距無(wú)關(guān)，而對(duì)于采用凸透鏡的光開(kāi)關(guān)，為了提高與雙光纖陣列的耦合效率，需要雙光纖陣列中對(duì)應(yīng)的光纖尾纖盡量排列緊密，距離凸透鏡的中心點(diǎn)(凸透鏡的后焦點(diǎn))越近越好。因此，采用自聚焦透鏡的光開(kāi)關(guān)，可以有效提高與雙光纖陣列的耦合效率，而采用凸透鏡可以有效降低光開(kāi)關(guān)的制作成本。故而，圖56中的光開(kāi)關(guān)是對(duì)耦合效率和制作成本的折中方案，只要滿足自聚焦透鏡和凸透鏡的傳輸矩陣對(duì)稱(chēng)即可。本實(shí)施例中的光開(kāi)關(guān)的工作原理和上述實(shí)施例1?實(shí)施例3中的光開(kāi)關(guān)的工作原理相同，具體可以參見(jiàn)實(shí)施例1?實(shí)施例3的光開(kāi)關(guān)的相關(guān)描述。
[0103]本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)，通過(guò)可調(diào)微鏡切換光信號(hào)的傳輸路徑，將雙光纖尾纖和單光纖尾纖分別設(shè)置于可調(diào)微鏡的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的輸入和輸出，可調(diào)微鏡體積小，能夠有效減小光開(kāi)關(guān)的體積，易于集成、對(duì)準(zhǔn)和封裝。在光開(kāi)關(guān)掉電后可調(diào)微鏡能夠返回第一狀態(tài)，光信號(hào)可以從輸出光纖中輸出，后續(xù)系統(tǒng)不會(huì)完全癱瘓。通過(guò)改變?nèi)肷涔夂统錾涔?，能夠直接制作出雙光纖尾纖包括第一光纖為輸出光纖和第二光纖為輸入光纖、單光纖尾纖包括第三光纖為輸入光纖的光開(kāi)關(guān)。能夠根據(jù)光開(kāi)關(guān)的稱(chēng)合效率和制作成本靈活選取第一微透鏡和第二微透鏡。
[0104]實(shí)施例5
[0105]圖63?圖6(1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)不意圖，如圖63?圖6(1所示，該光開(kāi)關(guān)陣列包括至少兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)；
[0106]光開(kāi)關(guān)采用上述實(shí)施例1?實(shí)施例4中任一個(gè)實(shí)施例中的光開(kāi)關(guān)；
[0107]各個(gè)光開(kāi)關(guān)的雙光纖尾纖組成雙光纖陣列300 ；
[0108]各個(gè)光開(kāi)關(guān)的第一微透鏡組成第一微透鏡陣列301 ；
[0109]各個(gè)光開(kāi)關(guān)的可調(diào)微鏡組成可調(diào)微鏡陣列302 ；
[0110]各個(gè)光開(kāi)關(guān)的單光纖尾纖組成單光纖陣列303 ；
[0111]各個(gè)光開(kāi)關(guān)的第二微透鏡組成第二微透鏡陣列304。
[0112]具體地，如圖63?圖6(1所示，雙光纖陣列300與第一微透鏡陣列301之間互相耦合的端面可以為平面，單光纖陣列303與第二微透鏡陣列304之間互相耦合的端面可以為平面，可以采用第一基底305或第二基底306作為定位基底固定雙/單光纖尾纖并形成雙/單光纖陣列300，第一基底305或第二基底306可以為槽口凹成V型或I型的板如硅板或金屬板，也可以為設(shè)置開(kāi)孔的板如硅板或金屬板。設(shè)置在半導(dǎo)體硅襯底上的可調(diào)微鏡陣列302的設(shè)置過(guò)程與設(shè)置在半導(dǎo)體硅襯底上的可調(diào)微鏡102的設(shè)置過(guò)程相同，在生產(chǎn)光開(kāi)關(guān)陣列時(shí)，可以不改變可調(diào)微鏡的工藝條件，能夠有效簡(jiǎn)化光開(kāi)關(guān)陣列的生產(chǎn)工藝。光開(kāi)關(guān)陣列中的單個(gè)光開(kāi)關(guān)是獨(dú)立工作、互不影響的，光開(kāi)關(guān)陣列中的單個(gè)光開(kāi)關(guān)的工作原理與光開(kāi)關(guān)的工作原理是相同的，具體可以參見(jiàn)上述實(shí)施例1?實(shí)施例4的光開(kāi)關(guān)的相關(guān)描述。
[0113]舉例而言，第一微透鏡陣列301和第二微透鏡陣列304中的微透鏡可以選擇如圖63?圖他所示的自聚焦透鏡陣列，由于自聚焦透鏡的端面是平面的，便于光學(xué)加工，若采用該自聚焦透鏡形成微透鏡陣列例如第一微透鏡陣列301或第二微透鏡陣列304，可以不進(jìn)行進(jìn)一步的加工就可以直接使用整塊的自聚焦透鏡。
[0114]此外，自聚焦透鏡可以有很多個(gè)焦點(diǎn)，其焦點(diǎn)的位置不固定，僅與光纖相對(duì)于自聚焦透鏡平面的位置有關(guān)，即每個(gè)輸入光纖分別對(duì)應(yīng)一個(gè)焦點(diǎn)，則在制作雙光纖陣列300時(shí)，可以不用嚴(yán)格要求第一光纖和第二光纖的擺放位置，降低了這兩個(gè)光纖的擺放位置的精確度對(duì)耦合效率的影響，相應(yīng)地，也降低了光開(kāi)關(guān)陣列的對(duì)準(zhǔn)和封裝難度。
[0115]舉例而言，第一微透鏡陣列301和第二微透鏡陣列304中的微透鏡也可以選擇如圖6(3所示的凸透鏡陣列。為了提高第一微透鏡陣列301與雙光纖陣列300的耦合效率，需要雙光纖陣列300中對(duì)應(yīng)的光纖尾纖盡量排列緊密，距離凸透鏡的中心點(diǎn)(凸透鏡的后焦點(diǎn))越近越好。
[0116]舉例而言，第一微透鏡陣列301中的微透鏡還可以選擇如圖6(1所示的自聚焦透鏡陣列，第二微透鏡陣列304中的微透鏡還可以選擇如圖6(1所示的凸透鏡陣列。綜合考慮耦合效率和制作成本，可以選擇第一微透鏡陣列301中的微透鏡為自聚焦透鏡、第二微透鏡陣列304中的微透鏡為凸透鏡。
[0117]進(jìn)一步地，光開(kāi)關(guān)陣列的封裝過(guò)程是光開(kāi)關(guān)陣列的各個(gè)組成部分例如雙光纖陣列300、第一微透鏡陣列301、可調(diào)微鏡陣列302等分別制作完成后，將陣列形式的組成部分進(jìn)行統(tǒng)一的對(duì)準(zhǔn)，再進(jìn)行整體的封裝。不需要對(duì)光開(kāi)關(guān)的各個(gè)組成部分分別對(duì)準(zhǔn)，集成為光開(kāi)關(guān)陣列時(shí)，再依次對(duì)準(zhǔn)，因此，本發(fā)明實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)易于對(duì)準(zhǔn)和封裝。同時(shí)，由于雙光纖陣列300與單光纖陣列303分別位于可調(diào)微鏡陣列302的兩側(cè)，可以有效減小光開(kāi)關(guān)陣列的體積。
[0118]此外，需要注意的是，盡管本實(shí)施例如圖63?圖6(1所示的是雙光纖陣列包括第一光纖105為輸入光纖和第二光纖106為輸出光纖、單光纖陣列包括第三光纖109為輸出光纖的光開(kāi)關(guān)陣列，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明應(yīng)不限于此，事實(shí)上，本發(fā)明也可以是雙光纖陣列包括第一光纖105為輸出光纖和第二光纖106為輸入光纖、單光纖陣列包括第三光纖109為輸入光纖的光開(kāi)關(guān)陣列，具體可以參見(jiàn)上述實(shí)施例3的光開(kāi)關(guān)的相關(guān)描述。
[0119]本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)陣列，通過(guò)可調(diào)微鏡陣列切換光信號(hào)的傳輸路徑，將雙光纖陣列和單光纖陣列分別設(shè)置于可調(diào)微鏡陣列的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的輸入和輸出，可調(diào)微鏡陣列體積小，能夠有效減小光開(kāi)關(guān)陣列的體積，易于集成、對(duì)準(zhǔn)和封裝。在光開(kāi)關(guān)陣列掉電后可調(diào)微鏡陣列能夠返回第一狀態(tài)，光信號(hào)可以從輸出光纖中輸出，后續(xù)系統(tǒng)不會(huì)完全癱瘓。通過(guò)改變?nèi)肷涔夂统錾涔?，能夠直接制作出雙光纖陣列包括第一光纖為輸出光纖和第二光纖為輸入光纖、單光纖陣列包括第三光纖為輸入光纖的光開(kāi)關(guān)陣列。能夠根據(jù)光開(kāi)關(guān)陣列的耦合效率和制作成本靈活選取第一微透鏡陣列和第二微透鏡陣列。
[0120]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光開(kāi)關(guān)，其特征在于，包括: 雙光纖準(zhǔn)直器、單光纖準(zhǔn)直器和可調(diào)微鏡，所述可調(diào)微鏡設(shè)置在所述雙光纖準(zhǔn)直器與所述單光纖準(zhǔn)直器之間； 所述雙光纖準(zhǔn)直器包括雙光纖尾纖和第一微透鏡，所述雙光纖尾纖包括第一光纖和第二光纖; 所述單光纖準(zhǔn)直器包括單光纖尾纖和第二微透鏡，所述單光纖尾纖包括第三光纖；在所述第一光纖為輸入光纖、所述第二光纖為輸出光纖、所述第三光纖為輸出光纖的情況下，若所述可調(diào)微鏡處于第一狀態(tài)，則所述第一光纖輸出的光信號(hào)入射至所述第三光纖，若所述可調(diào)微鏡處于第二狀態(tài)，則所述第一光纖輸出的光信號(hào)反射至所述第二光纖；在所述第一光纖為輸出光纖、所述第二光纖為輸入光纖、所述第三光纖為輸入光纖的情況下，若所述可調(diào)微鏡處于第一狀態(tài)，則所述第三光纖輸出的光信號(hào)入射至所述第一光纖，若所述可調(diào)微鏡處于第二狀態(tài)，則所述第二光纖輸出的光信號(hào)反射至所述第一光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，還包括: 調(diào)節(jié)器，用于將所述可調(diào)微鏡調(diào)整為所述第一狀態(tài)，或?qū)⑺隹烧{(diào)微鏡調(diào)整為所述第二狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述第一狀態(tài)為水平狀態(tài)或縮回狀態(tài)，所述第二狀態(tài)為垂直狀態(tài)或伸出狀態(tài)； 所述調(diào)節(jié)器用于控制所述可調(diào)微鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)或平移，將所述可調(diào)微鏡轉(zhuǎn)動(dòng)為所述水平狀態(tài)或平移為所述縮回狀態(tài)，或者將所述可調(diào)微鏡轉(zhuǎn)動(dòng)為所述垂直狀態(tài)或平移為所述伸出狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述可調(diào)微鏡為二維微機(jī)電系統(tǒng)微鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于， 所述第一微透鏡為自聚焦透鏡或凸透鏡；所述第二微透鏡為所述自聚焦透鏡或所述凸透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于， 所述雙光纖準(zhǔn)直器還包括第一基底，所述第一基底用于固定所述第一光纖和所述第二光纖，所述第一光纖和所述第二光纖在所述第一基底上中心對(duì)稱(chēng)排列； 所述單光纖準(zhǔn)直器還包括第二基底，所述第二基底用于固定所述第三光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述第一基底包括:槽口凹成V型或U型的板，或設(shè)置開(kāi)孔的板；所述第二基底包括:槽口凹成V型或U型的板，或設(shè)置開(kāi)孔的板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述雙光纖尾纖與所述第一微透鏡之間存在一定間隙，所述單光纖尾纖與所述第二微透鏡之間存在一定間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述雙光纖尾纖與所述第一微透鏡具有預(yù)定斜角。
10.一種光開(kāi)關(guān)陣列，其特征在于，包括至少兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)； 所述光開(kāi)關(guān)采用如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的光開(kāi)關(guān)； 各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的雙光纖尾纖組成雙光纖陣列； 各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的第一微透鏡組成第一微透鏡陣列；各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的可調(diào)微鏡組成可調(diào)微鏡陣列；各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的單光纖尾纖組成單光纖陣列；各個(gè)所述光開(kāi)關(guān)的第二微透鏡組成第二微透鏡陣列。
【文檔編號(hào)】G02B6/32GK104345394SQ201310318016
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】張鵬, 章春暉 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司