專利名稱：光開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種光開關(guān)裝置，特別是關(guān)于一種以三反射面作為光路轉(zhuǎn)換裝置的雙光纖平行光管式光開關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
光開關(guān)是一種重要的光無源器件，其可用于光纖通信系統(tǒng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、光纖測量系統(tǒng)及光纖傳感系統(tǒng)中，起光路切換的作用，是光通訊領(lǐng)域中不可缺少的重要元件。
根據(jù)光開關(guān)的工作原理，可分為機械式光開關(guān)及非機械式光開關(guān)兩大類。機械式光開關(guān)是利用機械、電磁等方式使光纖或光學(xué)元件產(chǎn)生移動，從而實現(xiàn)光路在不同輸出端口之間的切換。其中，移動光纖型機械式光開關(guān)是通過移動光纖來實現(xiàn)光路的切換，但是，因光纖直徑小，移動過程中容易產(chǎn)生彎曲變形，從而導(dǎo)致插入損耗增大，影響光信號傳輸，是這種光開關(guān)難以克服的缺點。另一種機械式光開關(guān)，即移動光學(xué)元件型光開關(guān)，它的輸入端光纖與輸出端光纖固定不動，通過光學(xué)元件的移動來實現(xiàn)光路的切換，這種光開關(guān)插入損耗較低(一般不大于2dB)，隔離度較高(一般大于45dB)，且不受波長及偏振的影響，是目前較為普遍應(yīng)用的一種機械式光開關(guān)。
如圖7所示，美國專利第5,436,986號所揭示的一種機械式光開關(guān)，光纖101通過漸變折射率透鏡111、114與光纖104光路對準(zhǔn)，光纖103通過漸變折射率透鏡113、112與光纖102光路對準(zhǔn)，棱鏡201與棱鏡200分別處于輸入端與輸出端之間，當(dāng)光開關(guān)處于第一位置時，光纖101輸入的光信號經(jīng)漸變折射率透鏡111準(zhǔn)直，經(jīng)棱鏡201及棱鏡200側(cè)面兩次反射后，通過漸變折射率透鏡112準(zhǔn)直并由光纖102輸出，光纖103輸入的光信號經(jīng)棱鏡200與棱鏡201的另一側(cè)面兩次反射后，通過漸變折射率透鏡準(zhǔn)直并由光纖104輸出；當(dāng)光開關(guān)處于第二位置時，棱鏡201及200離開光路，光纖101輸入的光信號不經(jīng)反射直接通過漸變折射率透鏡111、114準(zhǔn)直后由光纖104輸出，光纖103輸入的光信號不經(jīng)反射直接通過漸變折射率透鏡113、112準(zhǔn)直后由光纖102輸出，從而，通過驅(qū)動裝置使兩棱鏡移入或移出光路，實現(xiàn)光信號的切換。
上述光開關(guān)利用兩棱鏡的兩反射面實現(xiàn)光信號反射，由于同一棱鏡兩個面同時反射兩不同的光信號，且光還須經(jīng)棱鏡200及201兩次反射之后，才會進入預(yù)設(shè)的光路中，同時，棱鏡200與201又必須固定于托板203上，為達(dá)到光路精確對準(zhǔn)，棱鏡200及201間的相對位置必須精確設(shè)定，而使得制造及調(diào)校的時間較長。
再請參見圖8，美國專利第5,742,712號所揭示的光開關(guān)裝置，輸入光纖522與輸出光纖524緊靠一起置于同一套管526內(nèi)構(gòu)成雙光纖平行光管，另一輸入光纖530與輸出光纖532亦緊靠一起置于同一套管534內(nèi)構(gòu)成雙光纖平行光管，分別通過漸變折射率透鏡528與漸變折射率透鏡536實現(xiàn)輸入光纖與輸出光纖之間的光學(xué)對準(zhǔn)，一反射鏡520可移動地設(shè)置于漸變折射率透鏡528與漸變折射率透鏡536之間，當(dāng)光開關(guān)處于第一位置時，反射鏡520處于漸變折射率透鏡528與漸變折射率透鏡536間的光路中，光纖522輸入的光信號經(jīng)漸變折射率透鏡528準(zhǔn)直后，經(jīng)由反射鏡520的一反射面反射回漸變折射率透鏡528，并經(jīng)漸變折射率透鏡528準(zhǔn)直至光纖524輸出，光纖530輸入的光信號經(jīng)漸變折射率透鏡536準(zhǔn)直后，經(jīng)由反射鏡520的另一反射面反射回漸變折射率透鏡536，并經(jīng)漸變折射率透鏡536準(zhǔn)直至光纖532輸出；當(dāng)光開關(guān)處于第二位置時，反射鏡520離開漸變折射率透鏡528與漸變折射率透鏡536之間的光路，光纖522輸入的光信號不經(jīng)反射直接經(jīng)兩漸變折射率透鏡528、536準(zhǔn)直后輸出至光纖532，光纖530輸入的光信號不經(jīng)反射直接經(jīng)兩漸變折射率透鏡536、528準(zhǔn)直后輸出至光纖524。因而，通過反射鏡520的移入或移出光路實現(xiàn)光信號的切換。
但是，該光開是利用同一反射鏡的兩反射面實現(xiàn)光信號反射，因反射鏡厚度的影響，不可能使反射鏡的兩反射面同時皆處于兩光路的交點處，而使得反射光信號難以實現(xiàn)精確對準(zhǔn)，導(dǎo)致光損耗增大，且該損耗隨漸變折射率透鏡528與漸變折射率透鏡536間距增大而急劇增大，影響光信號傳輸。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種較易定位且損耗較小的新型光開關(guān)裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的提供一種光開關(guān)，它包括輸入輸出裝置，具有第一光纖、第二光纖、第三光纖、第四光纖及一光路轉(zhuǎn)換裝置，該光路轉(zhuǎn)換裝置具有第一反射面、第二反射面及第三反射面，且可在第一位置與第二位置之間移動，當(dāng)該光開關(guān)處于第一位置時，第三反射面將來自第一光纖的光信號反射至第四光纖，將來自第三光纖的光信號反射至第二光纖，當(dāng)該光開關(guān)處于第二位置時，第一反射面將來自第一光纖的光信號反射至第二光纖，而第二反射面將來自第三光纖的光信號反射至第四光纖，從而實現(xiàn)光信號在各輸入及輸出光纖之間的切換。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)點易于準(zhǔn)直、插入損耗較小且成本較低。

圖1是本實用新型光開關(guān)裝置的立體示意圖。
圖2是本實用新型光開關(guān)裝置圖1沿A-A剖面線的套筒剖面示意圖。
圖3是本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置處于第一位置時的示意圖。
圖4是本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置處于第一位置時的光路示意圖。
圖5是本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置處于第二位置時的示意圖。
圖6是本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置處于第二位置時漸變折射率透鏡與反射面間的光路示意圖。
圖7是現(xiàn)有技術(shù)光開關(guān)的立體圖。
圖8是另一現(xiàn)有技術(shù)光開關(guān)的光路示意圖。
具體實施方式請參見圖1，本實用新型光開關(guān)裝置包括一底座70、輸入輸出端9及光路轉(zhuǎn)換裝置3。其中，輸入輸出端9包括平行緊靠設(shè)置于第一套筒40內(nèi)的光纖11與光纖12，平行緊靠設(shè)置于第二套筒50內(nèi)的光纖21與光纖22，第一漸變折射率透鏡41與第二漸變折射率透鏡51分別貼靠于第一套筒40與第二套筒50，用以準(zhǔn)直光路，第一套筒40與第一漸變折射率透鏡41設(shè)于支持座71上，第二套筒50與第二漸變折射率透鏡51設(shè)于支持座72上，其中該第一套筒40與第二套筒50成一特定夾角；光路轉(zhuǎn)換裝置3包括第一反射面31、第二反射面32及第三反射面33，該三反射面可為三個單獨反射鏡，或者是其它具有三反射面的光學(xué)元件，本實施例中，是一棱鏡30的三反射面31、32及33，該棱鏡30固定于一基座60上，該基座60位于底座70中，且可繞一中心軸相對底座70轉(zhuǎn)動，并帶動棱鏡30在第一位置與第二位置間轉(zhuǎn)動，其中，該第一反射面31與第二反射面32成一特定夾角，本實施例中為90度角。該光開關(guān)可進一步包括一驅(qū)動裝置(未圖示)以使該棱鏡30繞中心軸轉(zhuǎn)動，達(dá)到第一位置或第二位置，驅(qū)動裝置可以是伺服電機等。
請參見圖2，本實用新型光開關(guān)裝置的雙光纖11及12水平并置于第一套筒40中，且另一雙光纖21及22亦同樣水平并置于第二套筒50中。光纖11、12、21及22可為單模光纖或多模光纖。
一般而言，光纖內(nèi)徑較小，若直接采用光纖接收光信號，則只有少數(shù)光功率能進入輸出光纖中，光功率損耗較大，因此，在實際應(yīng)用中，大多采用準(zhǔn)直器以減少光功率損耗，如本實施例中，采用四分之一節(jié)距的漸變折射率透鏡，它可使一端輸入光信號經(jīng)漸變折射率透鏡準(zhǔn)直后平行射出，且使另一端入射的光信號經(jīng)漸變折射率透鏡準(zhǔn)直后會聚于一點輸出。
圖3是本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置3處于第一位置時的示意圖，棱鏡30的第三反射面33位于第一漸變折射率透鏡41與第二漸變折射率透鏡51之間的光路中，該第三反射面33設(shè)置使得光纖11輸入的光信號經(jīng)第一漸變折射率透鏡41準(zhǔn)直后，可經(jīng)第三反射面33反射至第二漸變折射率透鏡51，并由光纖22輸出；光纖21輸入的光信號經(jīng)第二漸變折射率透鏡51準(zhǔn)直后，可經(jīng)第三反射面33反射至第一漸變折射率透鏡41，并由光纖12輸出。
請參見圖4，本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置3處于第一位置時的光路示意圖，棱鏡30的第三反射面33處于第一漸變折射率透鏡41與第二漸變折射率透鏡51之間的光路中，光纖11輸入光經(jīng)第一漸變折射率透鏡41準(zhǔn)直，平行射入第三反射面33，經(jīng)第三反射面33反射，入射至第二漸變折射率透鏡51，并經(jīng)該第二漸變折射率透鏡51準(zhǔn)直，會聚于光纖22輸出；光纖21輸入光經(jīng)第二漸變折射率透鏡51準(zhǔn)直，平行射入第三反射面33，經(jīng)第三反射面33反射，入射至第一漸變折射率透鏡41，并經(jīng)該第一漸變折射率透鏡41準(zhǔn)直，會聚于光纖12輸出。
圖5是本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置3處于第二位置時的示意圖，棱鏡30的第一反射面31處于第一漸變折射率透鏡41輸入光路中，第二反射面32處于第二漸變折射率透鏡51輸入光路中；光纖11輸入的光信號經(jīng)第一漸變折射率透鏡41準(zhǔn)直，經(jīng)由第一反射面31反射回該第一漸變折射率透鏡41，并由光纖12輸出；光纖21輸入的光信號經(jīng)第二漸變折射率透鏡51準(zhǔn)直，經(jīng)由第二反射面32反射回該第二漸變折射率透鏡51，并由光纖22輸出。
請參見圖6，本實用新型光開關(guān)裝置的光路轉(zhuǎn)換裝置3處于第二位置時漸變折射率透鏡與反射面之間的光路示意圖(圖中僅示出了被第二反射面32反射的光路圖)。因光纖直徑非常小，光纖21輸入光以A點代表，光纖22接收光信號處則以B點代表，A點射出的光信號經(jīng)過第二漸變折射率透鏡51準(zhǔn)直，平行射出，再經(jīng)由棱鏡30的第二反射面32反射回來，反射光經(jīng)第二漸變折射率透鏡51準(zhǔn)直，會聚于B點輸出至光纖22，以確保光纖22接收到最大光功率，減少光損耗。
從而，本實用新型的光開關(guān)裝置通過將棱鏡30轉(zhuǎn)動于第一位置及第二位置，利用第一反射面31、第二反射面32及第三反射面33的反射，可實現(xiàn)光路的切換。
另外，本實用新型光開關(guān)裝置還可有其它變化設(shè)計，例如可將棱鏡變化為多個具有反射性質(zhì)的光學(xué)元件，如多個反射鏡以一定角度位置組合，達(dá)到光路切換目的；或改變棱鏡的形狀，從而改變?nèi)齻€反射面的相對位置等等。
權(quán)利要求1.一種光開關(guān)，其包括輸入輸出裝置，具有第一光纖、第二光纖、第三光纖及第四光纖，其中，第一光纖和第二光纖設(shè)置在一起，第三光纖和第四光纖設(shè)置在一起，該光開關(guān)還包括一光路轉(zhuǎn)換裝置，它設(shè)置在輸入輸出裝置之間的光路中，其特征在于該光路轉(zhuǎn)換裝置包括第一反射面、第二反射面及第三反射面，它可在第一位置與第二位置之間移動，當(dāng)光路轉(zhuǎn)換裝置處于第一位置時，第三反射面與該四光纖相對，可將來自第一光纖的光信號反射至第四光纖，將來自第三光纖的光信號反射至第二光纖，當(dāng)光路轉(zhuǎn)換裝置處于第二位置時，第一反射面與第一光纖及第二光纖相對，可將來自第一光纖的光信號反射至第二光纖，而第二反射面與第三光纖及第四光纖相對，可將來自第三光纖的光信號反射至第四光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其中該光開關(guān)進一步包括一第一套管，第一光纖與第二光纖平行緊靠裝置于第一套管中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其中該光開關(guān)進一步包括一第二套管，第三光纖與第四光纖平行緊靠裝置于第二套管中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光開關(guān)，其特征在于其中該光開關(guān)可進一步設(shè)置一第一漸變折射率透鏡并貼靠于該第一套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光開關(guān)，其特征在于其中該光開關(guān)可進一步設(shè)置一第二漸變折射率透鏡并貼靠于該第二套管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其中該光開關(guān)進一步包括驅(qū)動機構(gòu)，可使光路轉(zhuǎn)換裝置移動于第一位置與第二位置之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其中該第一反射面與第二反射面形成一特定夾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其中該光路轉(zhuǎn)換裝置可繞一中心軸旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于其中該光路轉(zhuǎn)換裝置為一棱鏡。
專利摘要一種光開關(guān)裝置，其包括兩雙光纖平行光管，以及具有三個反射面的光路轉(zhuǎn)換裝置，其可在第一位置與第二位置間移動，通過移動該光路轉(zhuǎn)換裝置，可實現(xiàn)光路切換之目的。
文檔編號H04B10/12GK2546893SQ0125844
公開日2003年4月23日 申請日期2001年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月1日
發(fā)明者吳熴燦, 廖上秦 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