一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光開關(guān)，特別提供了一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)，本實(shí)用新型屬于光通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光開關(guān)作為光通信的基礎(chǔ)器件，應(yīng)用到了光通信系統(tǒng)的每一個(gè)角落，其制作方法多樣，按原理一般可分為以下幾類:機(jī)械光開關(guān)、微機(jī)電(MEMS)光開關(guān)、液晶光開關(guān)、電光光開關(guān)、磁光光開關(guān)、熱光光開關(guān)、聲光光開關(guān)等。目前，機(jī)械光開關(guān)、MEMS光開關(guān)、液晶光開關(guān)應(yīng)用較多，但是存在成本高，且不耐高溫的問(wèn)題，無(wú)法應(yīng)用于極端高溫條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種新型結(jié)構(gòu)的熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)，包含輸入輸出裝置、準(zhǔn)直器陣列、透鏡、微反射鏡，輸入輸出裝置同準(zhǔn)直器陣列對(duì)應(yīng)固定，準(zhǔn)直器陣列后設(shè)置有透鏡、微反射鏡，微反射鏡位于透鏡的焦點(diǎn)，進(jìn)一步包括雙金屬片、溫度控制裝置，雙金屬片由不同膨脹系統(tǒng)的第一金屬片和第二金屬片組成，第一金屬片采用膨脹系數(shù)小的金屬片，第二金屬片采用膨脹系數(shù)大的金屬片，微反射鏡固定在第一金屬片一側(cè)，第一金屬片、第二金屬片與溫度控制裝置溫控連接。所述輸入輸出裝置采用光纖陣列。
[0006]進(jìn)一步包括有固定支架，固定支架固定于支撐第一金屬片、第二金屬片組合接觸面的兩端。
[0007]所述溫度控制裝置設(shè)置為加熱升溫和快速降溫，并且設(shè)置于雙金屬片的下方與雙金屬片大面積接觸。
[0008]所述第一金屬片的材料米用镲鐵合金材料，镲含量為34%?50% ;所述第二金屬片的材料采用猛镲銅合金或镲絡(luò)鐵合金或镲猛鐵合金或镲。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0010]本實(shí)用新型微反射鏡光開關(guān)具有技術(shù)成熟、成本低、工藝簡(jiǎn)單，且該光開關(guān)能高溫，能夠勝任極端高溫條件下的使用情況。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1、本實(shí)用新型微反射鏡光開關(guān)示意圖；
[0012]圖2、本實(shí)用新型微反射鏡光開關(guān)加熱切換原理圖；
[0013]其中:
[0014]Ia:光開關(guān)輸入端口；Ib:第一光開關(guān)輸出端口；
[0015]Ic:第二光開關(guān)輸出端口 ；2:準(zhǔn)直器陣列；
[0016]3:透鏡；4:微反射鏡法線方向；
[0017]5a:入射光束；5b:出射光束；
[0018]6:微反射鏡；7a:第一金屬片；
[0019]7b:第二金屬片；8:溫度控制裝置；
[0020]9:雙金屬片固定節(jié)點(diǎn)；10:固定支架；
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)說(shuō)明，圖1和圖2列舉一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)的實(shí)施實(shí)例。
[0022]實(shí)施實(shí)例1:
[0023]如圖1所示，該光開關(guān)包含光纖陣列、準(zhǔn)直器陣列2、透鏡3、微反射鏡6、溫度控制裝置8、固定支架10、雙金屬片由第一金屬片7a和第二金屬片7b組成，微反射鏡6與雙金屬片固定。雙金屬片由本實(shí)用施例中光纖陣列采用三個(gè)端口的光纖，即光開關(guān)的輸入端口和輸出端口，如圖中光開關(guān)輸入端口 la、第一光開關(guān)輸出端口 lb、第二光開關(guān)輸出端口 lc。光纖陣列同準(zhǔn)直器陣列2對(duì)應(yīng)固定，準(zhǔn)直器陣列2后設(shè)置有透鏡3、微反射鏡6。第一金屬片7a是膨脹系數(shù)小的金屬片，第二金屬片7b是膨脹系數(shù)大的金屬片，微反射鏡6同第一金屬片7a固定。所述第一金屬片7a材料采用镲鐵合金，镲含量為34%?50%，所述第二金屬片7b材料采用錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳。雙金屬片的兩種材質(zhì)接觸面的兩端使用固定支架10進(jìn)行固定。溫度控制裝置8置于第一金屬片7a和第二金屬片7b組成的雙金屬片的下方，大面積接觸，能夠快速對(duì)第一金屬片7a和第二金屬片7b進(jìn)行溫度控制，包括加熱升溫和快速降溫；固定支架10支持雙金屬片的兩端，該雙金屬片固定節(jié)點(diǎn)9是用于固定雙金屬片的端點(diǎn)，使雙金屬片在溫度改變時(shí)產(chǎn)生彎曲形變，來(lái)驅(qū)動(dòng)微反射鏡旋轉(zhuǎn)，固定支架10不與溫度控制裝置8產(chǎn)生接觸；微反射鏡6位于透鏡3的焦點(diǎn)處，從光開關(guān)輸入端口 Ia入射的光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器陣列的準(zhǔn)直器和透鏡后，聚焦于微反射鏡6上，反射光束經(jīng)過(guò)透鏡3后變?yōu)槠叫泄馐ㄟ^(guò)準(zhǔn)直器陣列2耦合到輸出端口，如圖1所示光束耦合到了第二光開關(guān)輸出端口 lc。
[0024]當(dāng)溫度控制裝置8對(duì)雙金屬片進(jìn)行加熱時(shí)，由于第一金屬片7a和第二金屬片7b的兩種材質(zhì)膨脹系數(shù)不相同，膨脹系數(shù)大的第二金屬片7b擠壓膨脹系統(tǒng)小的第一金屬片7a，使雙金屬片主動(dòng)層擠壓被動(dòng)層，雙金屬片向被動(dòng)層的第一金屬片7a —側(cè)彎曲，如圖2所示，雙金屬片由虛線處彎曲至實(shí)線位置，雙金屬片彎曲驅(qū)動(dòng)固定于其上的微反射鏡6旋轉(zhuǎn)Θ角，如圖2所示，同時(shí)微反射鏡法線方向4也旋轉(zhuǎn)Θ角。在入射光束5a不改變的情況下，出射光束5b會(huì)旋轉(zhuǎn)2 Θ角，經(jīng)過(guò)焦距為f的透鏡3后變?yōu)槠叫泄馐?。在傍軸條件下，出射光束在準(zhǔn)直器一側(cè)的位移d = f*tan(2 Θ )，合理控制微反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度Θ，可以控制光束位移d使光束從光開關(guān)的不同端口輸出，如圖2所不，為光束由第一光開關(guān)輸出端口 Ib的情況。
[0025]當(dāng)雙金屬片溫度高時(shí)，可以利用溫度控制裝置8進(jìn)行快速降溫，使雙金屬片收縮，恢復(fù)至如圖1所示的狀態(tài)，同時(shí)微反射鏡也回到圖1所示狀態(tài)，此時(shí)光由光開關(guān)輸入端口 Ia入射，從第二光開關(guān)輸出端口 Ic出射。
[0026]總結(jié)上述兩種情況，當(dāng)雙金屬片加熱時(shí)，光由光開關(guān)輸入端口 Ia入射，從第一光開關(guān)輸出端口 Ib出射；當(dāng)雙金屬片降溫時(shí)，光由光開關(guān)輸入端口 Ia入射，從第二光開關(guān)輸出端口 Ic出射。溫度控制裝置8對(duì)雙金屬片加熱和降溫，就實(shí)現(xiàn)了光開關(guān)切換。
[0027]本實(shí)用新型將雙金屬片應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域，利用雙金屬片受熱發(fā)生形變的性能來(lái)驅(qū)動(dòng)微反射鏡旋轉(zhuǎn)，這就構(gòu)成了光開關(guān)的核心功能部分。所述溫度控制裝置包含加熱升溫和快速降溫兩種功能，加熱升溫和快速降溫分別對(duì)應(yīng)了光開關(guān)的兩種狀態(tài)。
[0028]雖然本實(shí)用新型已經(jīng)詳細(xì)地示出并描述了一個(gè)相關(guān)的特定的實(shí)施例參考，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)可以在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種改變。這些改變都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求所要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)，包含輸入輸出裝置、準(zhǔn)直器陣列(2)、透鏡(3)、微反射鏡出)，輸入輸出裝置同準(zhǔn)直器陣列(2)對(duì)應(yīng)固定，準(zhǔn)直器陣列(2)后設(shè)置有透鏡(3)、微反射鏡(6)，微反射鏡(6)位于透鏡(3)的焦點(diǎn)，其特征在于:進(jìn)一步包括雙金屬片、溫度控制裝置(8)，雙金屬片由不同膨脹系統(tǒng)的第一金屬片(7a)和第二金屬片(7b)組成，第一金屬片(7a)采用膨脹系數(shù)小的金屬片，第二金屬片(7b)采用膨脹系數(shù)大的金屬片，微反射鏡(6)固定在第一金屬片(7a) —側(cè)，第一金屬片(7a)、第二金屬片(7b)與溫度控制裝置(8)溫控連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)，其特征在于:所述輸入輸出裝置采用光纖陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)，其特征在于:進(jìn)一步包括有固定支架(10)，固定支架(10)固定于支撐第一金屬片(7a)、第二金屬片(7b)組合接觸面的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)，其特征在于:所述溫度控制裝置(8)設(shè)置為加熱升溫和快速降溫，并且設(shè)置于雙金屬片下方與雙金屬片大面積接觸。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種熱驅(qū)動(dòng)的微反射鏡光開關(guān)，包含輸入輸出裝置、準(zhǔn)直器陣列(2)、透鏡(3)、微反射鏡(6)，輸入輸出裝置同準(zhǔn)直器陣列(2)對(duì)應(yīng)固定，準(zhǔn)直器陣列(2)后設(shè)置有透鏡(3)、微反射鏡(6)，進(jìn)一步包括雙金屬片、溫度控制裝置(8)，雙金屬片由不同膨脹系統(tǒng)的第一金屬片(7a)和第二金屬片(7b)組成，第一金屬片(7a)采用膨脹系數(shù)小的金屬片，第二金屬片(7b)采用膨脹系數(shù)大的金屬片，第一金屬片(7a)、第二金屬片(7b)與溫度控制裝置(8)溫控連接；微反射鏡(6)固定在第一金屬片(7a)一側(cè)；本實(shí)用新型光開關(guān)具有技術(shù)成熟、成本低、工藝簡(jiǎn)單，且該光開關(guān)能高溫，能夠勝任極端高溫條件下的使用情況。
【IPC分類】G02B6-35, G02B26-08, G02B6-32
【公開號(hào)】CN204575968
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520191228
【發(fā)明人】王凡, 楊睿, 袁志林, 楊柳, 馬雨虹, 宋麗丹, 郭金平, 唐麗紅
【申請(qǐng)人】武漢光迅科技股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日