專利名稱：反射型光開關的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種光開關，特別是關于一種僅利用兩雙面反射鏡交換光信號的反射型光開關。
背景技術：
光開關是一種對光傳輸線路或集成光路中諸信號通路進行相互轉換或邏輯操作的器件，它在光通信中應用廣泛，可用于光纖通信系統(tǒng)、光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)、光纖測量系統(tǒng)及光纖傳感系統(tǒng)等，起到光路切換的作用，是光通信領域中不可或缺的光學元件之一。
根據(jù)光開關工作原理，可將它分為機械型光開關與非機械型光開關兩大類。機械型光開關是利用機械、電磁方式等使光纖或光學元件發(fā)生移動，從而實現(xiàn)光束在不同輸出端口間的切換。其中移動光纖型光開關是通過移動光纖實現(xiàn)光路切換，其研發(fā)時間較早，但因光纖直徑較小，在頻繁的開關移動過程中容易出現(xiàn)彎曲變形，導致光信號損耗較大，影響光信號傳輸品質。移動光學元件型光開關是另一種機械型光開關，借由機電方式移動或旋轉光學元件，使輸入光與不同的輸出端口接通，從而實現(xiàn)光路的切換。此種光開關插入損耗低，一般不大于2dB；隔離度高，一般大于45dB；且不受偏振及波長影響。適用于此種光開關的光學元件包括反射鏡、透鏡、棱鏡及遮板等。
如圖1所示為美國專利第5,436,986號所揭示的一種光開關，它包括四光纖一第一輸入光纖101、一第二輸入光纖103、一第一輸出光纖102、一第二輸出光纖104，每一光纖均加以固定。各光纖前端均設有一漸變折射率透鏡111、112、113及114，可準直第一輸入光纖101與第二輸入光纖103的輸入光束成為平行光，并將平行光匯聚使之分別進入第一輸出光纖102或第二輸出光纖104。
第一輸入光纖101與第二輸出光纖104相對放置，同時第二輸入光纖103與第一輸出光纖102相對放置。反射鏡組合200位于上述各相對光纖之間，它包括第一反射鏡201、第二反射鏡202及底座203。第一反射鏡201與第二反射鏡202均有兩呈一定夾角的反射面，且固定于底座203上。反射鏡201、202均成三角形。反射鏡組合200在正向或反向電流的作用下，可通過與底座203相連的固持棒301與磁化圓柱體302在非磁化棒303上來回滑動，止動部306、307用于限定反射鏡組合200滑動的極限位置。在電流的作用下纏繞于軟鐵上的線圈304、305使得軟鐵產(chǎn)生的磁場帶動磁化圓柱體302在第一止動部306和第二止動部307間滑動，從而改變反射鏡組合200的位置，以實現(xiàn)光路切換效果。
當通入正向電流時，磁化圓柱體302與線圈304異極相吸，同時與線圈305同極相斥，則反射鏡組合200移向線圈304方向，使反射鏡組合200離開交換光路。此時，第一輸入光纖101所輸入的光信號則直接進入第二輸出光纖104并輸出，而第二輸入光纖103所輸入的光信號則直接進入第一輸出光纖102并輸出。當通入反向電流時，磁化圓柱體302與線圈304同極相斥，同時與線圈305異極相吸，則反射鏡組合200移向線圈305方向，使反射鏡組合200位于光路中。此時，第一輸入光纖101所輸入的光信號則經(jīng)反射鏡201及反射鏡202的一反射面反射進入第一輸出光纖102并輸出，而第二輸入光纖103所輸入的光信號則經(jīng)反射鏡201及反射鏡202的另一反射面反射進入第二輸出光纖104并輸出。
由于此種光開關的反射鏡201及202各自具有兩固定反射面，該兩反射面分別反射不同的光信號，但卻固定于同一反射鏡上，且同時移入或移出光路，需同時調整各反射鏡與光纖的相對位置及兩反射鏡面之間的相對位置，故在制造過程中，針對光開關的每一狀態(tài)均需對兩反射鏡個別位置、相對位置關系以及輸出及輸入光纖位置同時進行調整，所需調整的參數(shù)繁多，因此，造成在制造上困難度較大，且其中之一開關狀態(tài)的光路需經(jīng)兩次反射，而使得損耗增大。

發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種制程簡單且損耗較小的反射型光開關。
為實現(xiàn)本實用新型目的，本實用新型反射型光開關包括第一光輸入裝置、第一光輸出裝置、第二光輸入裝置、第二光輸出裝置及一光路轉換裝置。其中，光路轉換裝置包括第一、第二、第三及第四反射面，其中第一、第四反射面平行且相背設置，第二、第三反射面平行且相對設置，當相背或相對設置的兩對反射面交替移入光路時，輸入至輸出僅經(jīng)一次反射即可完成光路轉換。
相較于現(xiàn)有技術，本實用新型反射型光開關的光路轉換僅利用光的反射原理，對于反射元件的尺寸及精度要求較低，較易于實現(xiàn)，且任一切換狀態(tài)的任一光路皆僅經(jīng)一次反射，使每一光路的特性較接近，亦減少經(jīng)多次反射或折射造成的損耗。

圖1是現(xiàn)有技術光開關的立體圖。
圖2是本實用新型反射型光開關處于第一狀態(tài)的立體圖。
圖3是本實用新型反射型光開關處于第二狀態(tài)的立體圖。
圖4是本實用新型反射型光開關處于第一狀態(tài)的光路示意圖。
圖5是本實用新型反射型光開關處于第二狀態(tài)的光路示意圖。
具體實施方式請參見圖2，本實用新型反射型光開關80包括一蓋體12、底座11、第一光輸入裝置20、第一光輸出裝置30、第二光輸入裝置40、第二光輸出裝置50、光路轉換裝置60及驅動電控裝置70。
光輸入及輸出裝置20、30、40、50以固定元件111分別固于底座11上相應位置，底座11的中間位置設置有一凹槽115，該凹槽115可容置光路轉換裝置60于其中。蓋體12可與底座11配合形成一容置空間以收納光路轉換裝置60、輸入及輸出裝置20、30、40、50等元件，蓋體12的側壁設置四個應力緩沖裝置121，其位置相對于固接在底座11上的光輸入及輸出裝置20、30、40、50，用以保護并防止光纖彎曲過度而發(fā)生斷裂。
第一光輸入裝置20與第一輸出裝置30、第二光輸入裝置40以及第二輸出裝置50結構均相同，在此以第一光輸入裝置20為例說明，它是由光纖21、套管22及準直元件23構成，其中光纖21插入并固定套管22中，其末端與套管22端面平齊，同時與準直元件23準直，且套管22端面與準直元件23采用環(huán)氧樹脂等粘結劑粘結，并加以固定。
光路轉換裝置60包括兩雙面反射鏡(61、62)、一底板63及一旋轉平臺64。其中第一雙面反射鏡61及第二雙面反射鏡62固定于上述底板63上，第一雙面反射鏡61具有兩反射面611、612(如圖4示)，第二雙面反射鏡62具有兩反射面621、622(如圖4示)，第一反射面611與第四反射面622相背設置，第二反射面612與第三反射面621相向設置，且上述反射面611、612、621、622彼此平行且垂直于輸入輸出光束所在平面，位于輸入及輸出光束所形成的光路之間。旋轉平臺64容置于上述底座11中間的凹槽115中，底板63固定于旋轉平臺64上。驅動電控裝置70可采用微處理器控制的步進伺服電機或繼電器使旋轉平臺64轉動。同時固定于底板63上的兩雙面反射鏡(61、62)可通過旋轉平臺64傳遞的驅動電控裝置70的動力進行旋轉，使雙面反射鏡61、62的不同反射面611、622或612、621移入或移出光路，從而實現(xiàn)光路切換。
請配合參照圖2及圖4，當反射型光開關80處于第一狀態(tài)時，第一雙面反射鏡61的第一反射面611及第二雙面反射鏡62的第四反射面622位于光路中，且第一反射面611及第四反射面622分別與第一光輸入裝置20及第二光輸入裝置40相對，第一光輸入裝置20輸入的光束被第一反射面611反射，并經(jīng)第一光輸出裝置30輸出；同時從第二光輸入裝置40輸入的光束被第四反射面622反射，并經(jīng)第二光輸出裝置50輸出。當光路轉換裝置60轉動180°后，反射型光開關80亦具有相同的功能，但是， 第一反射面611是反射來自第二光輸入裝置40的光束，經(jīng)第二光輸出裝置50輸出，而第四反射面622是反射來自第一光輸入裝置20的光束，經(jīng)第一輸出裝置30輸出。
請同時參照圖3及圖5，當反射型光開關80處于第二狀態(tài)時，光路轉換裝置60旋轉90°后，第一反射面611及第四反射面622移出光路，第二反射面612及第三反射面621移入光路，則自第一光輸入裝置20輸入的光束入射第二反射面612反射后，從第二光輸出裝置50輸出；同時從第二光輸入裝置40輸入的光束入射第三反射面621反射后，從第一光輸出裝置30輸出?；虍敼饴忿D換裝置60轉動270°后，反射型光開關80亦具有相同的功能，但是，第二反射面611是反射來自第二光輸入裝置40的光束，經(jīng)第一光輸出裝置30輸出，而第三反射面621是反射來自第一光輸入裝置20的光束，經(jīng)第一輸出裝置50輸出。
本實用新型的實施例是以兩雙面反射鏡作為光路轉換裝置，但是，可以理解地，亦可將兩雙面反射鏡置換為四反射鏡，或將兩對共同作用的反射鏡分設于不同的底座上，交替移入移出光路，同樣可完成每一狀態(tài)只需一次反射的光路轉換。
權利要求1.一種反射型光開關，它包括一第一光輸入裝置，用以輸入光信號至光開關中；一第二光輸入裝置，用以輸入光信號至光開關中；一第一光輸出裝置，選擇接受來自第一光輸入裝置或第二光輸入裝置之一的光信號自光開關輸出；一第二光輸出裝置，選擇接受來自第一光輸入裝置或第二光輸入裝置之一的光信號自光開關輸出；及一光路轉換裝置，其特征在于該光路轉換裝置包括第一、第二、第三及第四反射面，其中第一、第四反射面平行且相背設置，第二、第三反射面平行且相對設置，當相背或相對設置的兩對反射面交替移入光路時，輸入至輸出僅經(jīng)一次反射即可完成光路轉換。
2.根據(jù)權利要求1所述的反射型光開關，其特征在于其中該光路轉換裝置的第一、第二反射面形成第一雙面反射鏡。
3.根據(jù)權利要求2所述的反射型光開關，其特征在于該光路轉換裝置的第三、第四反射面形成第二雙面反射鏡。
4.根據(jù)權利要求3所述的反射型光開關，其特征在于該第一、第二雙面反射鏡相互平行。
5.根據(jù)權利要求3所述的反射型光開關，其特征在于該第一、第二雙面反射鏡垂直于輸入、輸出光束所在平面。
6.根據(jù)權利要求1所述的反射型光開關，其特征在于該光路轉換裝置可進一步包括底板，用于固定上述兩雙面反射鏡。
7.根據(jù)權利要求6所述的反射型光開關，其特征在于該底板固定于一由驅動裝置所帶動的旋轉平臺上。
8.根據(jù)權利要求1所述的反射型光開關，其特征在于第一、第四反射面設于同一底座，同時第二、第三反射面設于另一底座，該兩底座帶動兩對反射面交替移入移出光路。
9.根據(jù)權利要求8所述的反射型光開關，其特征在于該光路轉換裝置的四反射面均垂直于輸入、輸出光束所在平面。
專利摘要一種反射型光開關，其采用兩雙面反射鏡作為光路轉換裝置，此兩雙面反射鏡固定于同一底座上，各具有兩平行且反射方向相反的反射面。利用旋轉光路轉換裝置使光路在雙面反射鏡不同的反射面進行反射，使輸入光束可選擇由不同輸出裝置輸出，從而實現(xiàn)光路切換。
文檔編號H04B10/29GK2546891SQ0125811
公開日2003年4月23日 申請日期2001年11月15日 優(yōu)先權日2001年11月15日
發(fā)明者廖上秦, 吳熴燦 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司