專利名稱：一種2x2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
光開(kāi)關(guān)是一種實(shí)現(xiàn)光信號(hào)通斷、光路改變的光無(wú)源器件，是實(shí)現(xiàn)光通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)交換的基礎(chǔ)器件之一，也是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)中核心部件之一。目前光開(kāi)關(guān)技術(shù)相對(duì)成熟，各類產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于光路切換、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、光環(huán)路保護(hù)切換試驗(yàn)、光纖傳感系統(tǒng)、光器件測(cè)試、光分/插復(fù)用(0ADM)、時(shí)分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)等場(chǎng)合。光開(kāi)關(guān)具有廣闊的市場(chǎng)前景，是最具發(fā)展?jié)摿Φ墓鉄o(wú)源器件之一。現(xiàn)有的多數(shù)光開(kāi)關(guān)基本上都是繼電器和電機(jī)結(jié)構(gòu)的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，即采用2臺(tái)光纖準(zhǔn)直器相互對(duì)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)輸入端與輸出端光的耦合，通過(guò)控制繼電器或電機(jī)移動(dòng)光學(xué)元件，如改變棱鏡、或反射鏡等光學(xué)元件的位置，使光束改變方向，從而實(shí)現(xiàn)光路的切換。目前的IX 2和2 X 2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)主要是采用粘膠工藝技術(shù)，裝調(diào)不方便，密封性較差，因此其中的光學(xué)晶體鍍膜層容易被氧化或污染，不僅影響光開(kāi)關(guān)的工作壽命，也使光開(kāi)關(guān)的工作溫度局限在_20°C +70°C，且光路插入損耗變化超過(guò)0.2dB?，F(xiàn)已出現(xiàn)了金屬化 封裝的機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、零件多、光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換較為復(fù)雜、光路調(diào)節(jié)非常耗費(fèi)時(shí)間、裝配和焊接工藝復(fù)雜，生產(chǎn)工藝復(fù)雜導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)中的廢品次品較多、不利于產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其繼電器嵌于長(zhǎng)方體底盒內(nèi)，4個(gè)單芯光準(zhǔn)直器分別固定于底盒的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面，懸梁臂后端固定于繼電器擺動(dòng)片、前端固定安裝六角棱鏡，初始狀態(tài)輸入光經(jīng)2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器直接分別進(jìn)入相對(duì)側(cè)面上與之正對(duì)的單芯光準(zhǔn)直器的輸入端口，當(dāng)繼電器通電時(shí)六角棱鏡被繼電器擺動(dòng)片抬高，輸入光各經(jīng)一個(gè)單芯光準(zhǔn)直器后通過(guò)六角棱鏡折射進(jìn)入相對(duì)側(cè)面上的另一個(gè)單芯光準(zhǔn)直器的輸入端口。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，包括光準(zhǔn)直器、棱鏡和繼電器，底盒有長(zhǎng)方體的內(nèi)腔，繼電器嵌裝于底盒內(nèi)腔底部，底盒的底部有引腳孔，繼電器的引腳從底盒的引腳孔伸出，連接驅(qū)動(dòng)電線。底盒相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面各有2個(gè)堵頭孔，每個(gè)堵頭孔固定安裝I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器，輸入端的每個(gè)單芯光準(zhǔn)直器與輸出端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器的中軸線相重合，繼電器上有鉸接于其表面的擺動(dòng)片，擺動(dòng)片后端處于繼電器線圈上方，前端固定懸梁臂，懸梁臂的中心線與安裝單芯光準(zhǔn)直器的底盒的側(cè)面平行，懸梁臂前端固定安裝六角棱鏡。初始狀態(tài)，即繼電器未通電的狀態(tài)，懸梁臂前端的六角棱鏡處于輸入端的單芯光準(zhǔn)直器和輸出端的單芯光準(zhǔn)直器的中軸線之下，輸入端的2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器的光路分別與輸出端的2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器的光路正相對(duì)，2束輸入光分別經(jīng)一個(gè)輸入端單芯光準(zhǔn)直器7直接進(jìn)入正相對(duì)的一個(gè)輸出端單芯光準(zhǔn)直器7的光路。當(dāng)繼電器通電時(shí)，擺動(dòng)片后端被繼電器線圈吸引向下移動(dòng)、前端擺動(dòng)，繼電器擺動(dòng)片前端帶動(dòng)懸梁臂抬高、懸梁臂前端的六角棱鏡切入單芯光準(zhǔn)直器輸出的光路上。六角棱鏡有2個(gè)相對(duì)的側(cè)面與底盒安裝單芯光準(zhǔn)直器的側(cè)面平行，其它4個(gè)斜面均相等，且兩兩相對(duì)、平行，靠近輸入端的2個(gè)斜面各與輸入端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器輸出端相對(duì)，六角棱鏡靠近輸出端的2個(gè)斜面各與輸出端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器光路相對(duì)。輸入光經(jīng)過(guò)輸入端的單芯準(zhǔn)直器，從與之相對(duì)的六角棱鏡的斜面入射，經(jīng)六角棱鏡的另一對(duì)平行斜面的2次內(nèi)反射，由與入射面平行的另一斜面出射，進(jìn)入輸出端的另一個(gè)單芯光準(zhǔn)直器，實(shí)現(xiàn)棱鏡折射的2個(gè)光路的同時(shí)轉(zhuǎn)換。所述六角棱鏡的斜面與平行于底盒安裝單芯光準(zhǔn)直器的側(cè)面的平面的交角為10。 45°。為了便于安裝光準(zhǔn)直器，底盒的4個(gè)堵頭孔在側(cè)面外各固定連接堵頭管，2個(gè)側(cè)面上相對(duì)的2個(gè)堵頭管的中心線成一直線，且該直線與安裝堵頭管的底盒側(cè)面垂直。各單芯光準(zhǔn)直器分別插入一個(gè)堵頭管，當(dāng)光路調(diào)節(jié)完成后，各單芯光準(zhǔn)直器焊接固定于堵頭管內(nèi)。在堵頭管外套裝套筒，套筒尾端接有直徑小于套筒的橡膠尾套，以保護(hù)光準(zhǔn)直器的光纖輸入輸出端口。六角棱鏡的各斜面有增透鍍膜層。蓋板與底盒長(zhǎng)方體的內(nèi)腔相配合，蓋板密封固定于底盒內(nèi)腔上方，蓋板與底盒之間的縫隙為金屬化密封，同時(shí)底盒底面的引腳孔也為金屬化密封。為保護(hù)底盒內(nèi)的金屬部件和光學(xué)晶體棱鏡的鍍膜層不被污染和氧化，金屬化密封的底盒內(nèi)充氮?dú)?。蓋板與底盒封裝是在真空箱里進(jìn)行，蓋板與底盒封裝前，先將底盒內(nèi)腔抽成真空，然后再充氮?dú)?，最后在真空箱里進(jìn)行金屬化封裝，完成整個(gè)真空充氮封裝過(guò)程只需3 4分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)為:1、只有一個(gè)六角棱鏡，電磁驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝調(diào)方便，光路無(wú)反射(反射變化對(duì)光路插入損耗的影響相當(dāng)于折射的10倍) ，光學(xué)指標(biāo)穩(wěn)定，體積??；2、本開(kāi)關(guān)光信號(hào)切換時(shí)間僅3 5ms,插入損耗直通(不經(jīng)過(guò)六角棱鏡)僅為0.3dB,插入損耗折射(經(jīng)過(guò)六角片棱鏡)僅為0.4dB，重復(fù)性為±0.01，串音大于60dB,回波損耗大于60dB,使用壽命達(dá)100百萬(wàn)次；3、密封性能好,真空充氮保證精密度高和使用壽命，并保證了在-40°C +80°C的環(huán)境條件下工作，光學(xué)插入損耗指標(biāo)變化不超過(guò)0.2dB ;4、適用于系統(tǒng)的集成化，可用于光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、光纖線路保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)、光纖測(cè)量系統(tǒng)以及光纖傳感系統(tǒng)中光信號(hào)的交換；5、使用現(xiàn)有零部件，加工生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，適合于批量化生產(chǎn)。

圖1為本2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)實(shí)施例的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)實(shí)施例繼電器不通電時(shí)的直通光路圖。圖3為本2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)實(shí)施例繼電器通電時(shí)經(jīng)六角棱鏡折射的光路圖。圖中標(biāo)號(hào)為:1、底盒，2、繼電器,3、擺動(dòng)片,4、懸梁臂,5、堵頭管，6、六角棱鏡,7、單芯光準(zhǔn)直器；P1、P2為輸入端2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器的光路，P3、P4為輸出端2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器的光路。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)實(shí)施例，底盒I有長(zhǎng)方體的內(nèi)腔，繼電器2嵌裝于底盒I內(nèi)腔底部，底盒I的底部有引腳孔，繼電器2的引腳從底盒I的引腳孔伸出，連接驅(qū)動(dòng)電線。底盒I相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上各有2個(gè)堵頭孔，每側(cè)的2個(gè)堵頭孔在側(cè)面外各固定連接堵頭管5，2個(gè)側(cè)面上相對(duì)的2個(gè)堵頭管5的中心線成一直線，且該直線與安裝堵頭管5的底盒I的側(cè)面垂直。各單芯光準(zhǔn)直器7分別插入一個(gè)堵頭管5，當(dāng)光路調(diào)節(jié)完成后，各單芯光準(zhǔn)直器7焊接固定于堵頭管5內(nèi)。繼電器2上有鉸接于其表面的擺動(dòng) 片3，擺動(dòng)片3后端處于繼電器2線圈上方，前端固定懸梁臂4，懸梁臂4的中心線與安裝單芯光準(zhǔn)直器7的底盒I相對(duì)的側(cè)面平行，懸梁臂4前端固定安裝六角棱鏡6。初始狀態(tài)，即繼電器2未通電的狀態(tài)，懸梁臂4前端的六角棱鏡6處于相對(duì)的2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器7的中軸線之下，輸入端2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器7的光路分別與輸出端2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器7的光路正相對(duì),2束輸入光分別經(jīng)一個(gè)輸入端單芯光準(zhǔn)直器7直接進(jìn)入正相對(duì)的一個(gè)輸出端單芯光準(zhǔn)直器7的光路。如圖2所示，P1、P2為輸入端單芯光準(zhǔn)直器7的光路，P3、P4為輸出端單芯光準(zhǔn)直器7的光路，一束輸入光由P2直接進(jìn)入P4，另一束輸入光由Pl直接進(jìn)入P3。當(dāng)繼電器2通電時(shí)，擺動(dòng)片3后端被繼電器2線圈吸引向下移動(dòng)、前端擺動(dòng)，繼電器2擺動(dòng)片3前端帶動(dòng)懸梁臂4抬高、懸梁臂4前端的六角棱鏡6切入輸入端單芯光準(zhǔn)直器7輸出的光路上。六角棱鏡6有2個(gè)相對(duì)的側(cè)面與底盒I安裝單芯光準(zhǔn)直器7的側(cè)面平行，其它4個(gè)斜面均相等，且兩兩相對(duì)、平行，本例六角棱鏡6的斜面與平行于底盒I安裝單芯光準(zhǔn)直器7的側(cè)面的平面的交角為15°。六角棱鏡6靠近輸入端的2個(gè)斜面各與輸入端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器7光路相對(duì)，靠近輸出端的2個(gè)斜面各與輸出端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器7光路相對(duì)。輸入光經(jīng)過(guò)輸入端的單芯光準(zhǔn)直器7,從與之相對(duì)的六角棱鏡6的斜面入射，經(jīng)六角棱鏡6的另一對(duì)平行斜面的內(nèi)反射，由與入射面平行的另一斜面出射，進(jìn)入輸出端的另一個(gè)單芯光準(zhǔn)直器7，實(shí)現(xiàn)棱鏡折射的2個(gè)光路的同時(shí)轉(zhuǎn)換。如圖3所示，Pl由與之相對(duì)的六角棱鏡6的一個(gè)斜面入射，經(jīng)其它一對(duì)平行的斜面的2次內(nèi)反射后，由與入射面平行的另一斜面出射，進(jìn)入P4，與之相似，P2進(jìn)入P3。實(shí)現(xiàn)2個(gè)光路的同時(shí)切換。各堵頭管5外套裝套筒，套筒尾端接有直徑小于套筒的橡膠尾套。本例六角棱鏡6的4個(gè)斜面有增透鍍膜層。蓋板與底盒I長(zhǎng)方體的內(nèi)腔相配合，蓋板密封固定于底盒I內(nèi)腔上，蓋板與底盒I之間的縫隙為金屬化密封，同時(shí)底盒I底面的引腳孔也為金屬化密封。金屬化密封的底盒I內(nèi)充氮?dú)?。上述?shí)施例，僅為對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非限定于此。凡在本實(shí)用新型的公開(kāi)的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān),包括光準(zhǔn)直器、棱鏡和繼電器,其特征在于: 底盒(I)有長(zhǎng)方體的內(nèi)腔，繼電器(2)嵌裝于底盒(I)內(nèi)腔底部，底盒(I)的底部有引腳孔，繼電器(2)的引腳從底盒(I)的引腳孔伸出，連接驅(qū)動(dòng)電線；底盒(I)相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上各有2個(gè)堵頭孔，每個(gè)堵頭孔固定安裝I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)，輸入端的每個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)與輸出端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器7的中軸線相重合；繼電器(2)上有鉸接于其表面的擺動(dòng)片(3)，擺動(dòng)片(3)后端處于繼電器(2)線圈上方，前端固定懸梁臂(4)，懸梁臂(4)的中心線與安裝單芯光準(zhǔn)直器(7)的底盒(I)相對(duì)的側(cè)面平行，懸梁臂(4)前端固定安裝六角棱鏡(6);初始狀態(tài)，懸梁臂(4)前端的六角棱鏡(6)處于相對(duì)的2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)的中軸線之下，輸入端的2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)的光路分別與輸出端的2個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)的光路正相對(duì)，2束輸入光分別經(jīng)一個(gè)輸入端單芯光準(zhǔn)直器(7)直接進(jìn)入正相對(duì)的一個(gè)輸出端單芯光準(zhǔn)直器(7)的光路；當(dāng)繼電器(2)通電時(shí)，擺動(dòng)片(3)后端被繼電器(2)線圈吸引向下移動(dòng)、前端擺動(dòng)，繼電器(2)擺動(dòng)片(3)前端帶動(dòng)懸梁臂(4)抬高、懸梁臂(4)前端的六角棱鏡(6)切入輸入端單芯光準(zhǔn)直器(7)輸出的光路上；六角棱鏡(6)有2個(gè)相對(duì)的側(cè)面與底盒(I)安裝單芯光準(zhǔn)直器(7)的側(cè)面平行，其它4個(gè)斜面均相等，且兩兩相對(duì)、平行，六角棱鏡(6)靠近輸入端的2個(gè)斜面各與輸入端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)光路相對(duì),靠近輸出端的2個(gè)斜面各與輸出端的I個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)光路相對(duì)；2束輸入光分別經(jīng)過(guò)輸入端的一個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)，從與之相對(duì)的六角棱鏡(6)的斜面入射，經(jīng)六角棱鏡(6)的另一對(duì)平行斜面的內(nèi)反射，由與入射面平行的另一斜面出射，進(jìn)入輸出端的另一個(gè)單芯光準(zhǔn)直器(7)，2個(gè)光路的同時(shí)轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述六角棱鏡(6)的斜面與平行于底盒(I)安裝單芯光準(zhǔn)直器(7)的側(cè)面的平面的交角為10。 45。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于:· 所述底盒(I)每個(gè)堵頭孔在側(cè)面外各固定連接堵頭管(5)，2個(gè)側(cè)面上相對(duì)的2個(gè)堵頭管(5)的中心線成一直線，且該直線與安裝堵頭管(5)的底盒(I)的側(cè)面垂直；各單芯光準(zhǔn)直器(7)分別插入一個(gè)堵頭管(5)，各單芯光準(zhǔn)直器(7)焊接固定于堵頭管(5)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述堵頭管(5)外套裝套筒，套筒尾端接有直徑小于套筒的橡膠尾套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述六角棱鏡(6)的各斜面有增透鍍膜層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于: 還配有蓋板，與所述底盒(I)長(zhǎng)方體的內(nèi)腔相配合的蓋板密封固定于底盒(I)內(nèi)腔上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述蓋板與底盒(I)之間的縫隙為金屬化密封，同時(shí)底盒(I)底面的引腳孔也為金屬化密封；金屬化密封的底盒(I)內(nèi)充有氮?dú)狻?br> 專利摘要本實(shí)用新型為一種2X2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)，繼電器嵌裝于底盒長(zhǎng)方體內(nèi)腔底部，引腳從引腳孔伸出，底盒相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面各有2個(gè)堵頭孔分別固裝單芯光準(zhǔn)直器，兩側(cè)的準(zhǔn)直器兩兩中軸線重合。鉸接于繼電器的擺動(dòng)片后端處于線圈上方、前端固定懸梁臂，懸梁臂前端固裝六角棱鏡。初始狀態(tài)，六角棱鏡處于準(zhǔn)直器光路之下，輸入輸出端準(zhǔn)直器的光路直通。繼電器通電時(shí)，擺動(dòng)片抬高懸梁臂上的六角棱鏡切入光準(zhǔn)直器的光路，輸入端的光準(zhǔn)直器的輸出光經(jīng)六角棱鏡折射反射后進(jìn)入輸出端的另一個(gè)單芯光準(zhǔn)直器，2個(gè)光路同時(shí)轉(zhuǎn)換。光準(zhǔn)直器插入堵頭孔固接的堵頭管、固定。底盒有蓋板、且各縫隙金屬化密封，盒內(nèi)充氮。本開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗低，裝調(diào)方便，精度高，壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G02B6/35GK203117461SQ20132004533
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者黃景元, 張通勇, 劉武, 余志強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所