專利名稱：光開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種光開關(guān)裝置，特別是關(guān)于一種移動(dòng)光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換的光開關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
光開關(guān)是一種對(duì)光傳輸線路或集成光路中的諸信號(hào)通路進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換及邏輯操作的光學(xué)無源器件，其可用于光纖通信系統(tǒng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、光纖測(cè)量系統(tǒng)及光纖傳感系統(tǒng)中，起光路轉(zhuǎn)換的作用，是光通信領(lǐng)域中不可缺少的重要元件。
根據(jù)光開關(guān)的工作原理，可將它分為非機(jī)械型光開關(guān)與機(jī)械型光開關(guān)兩大類。其中，非機(jī)械型光開關(guān)主要依靠電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)及熱效應(yīng)改變波導(dǎo)折射率以使光路發(fā)生改變，其開關(guān)時(shí)間短、體積小便于光集成及光電集成。但是，其插入損耗大、隔離度低，且技術(shù)尚不成熟，制造成本較高。機(jī)械型光開關(guān)是利用機(jī)械、電磁方式等使光纖或光學(xué)元件發(fā)生移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)光束在不同輸出端口之間的切換。此類光開關(guān)插入損耗低、隔離度高，是目前應(yīng)用最廣泛的光開關(guān)。
現(xiàn)有技術(shù)如圖1所示，其為美國(guó)專利第4,146,856號(hào)所揭示的一種移動(dòng)光纖型光開關(guān)。該光開關(guān)包括一套管10、兩導(dǎo)磁彈片111與112、三支撐元件121及122以及123、三光纖131及132以及133。該導(dǎo)磁彈片111、112分別穿過并固定于套管10的兩端部(未標(biāo)示)，其位于套管10內(nèi)的端部(未標(biāo)示)相交迭，支撐元件121固定于導(dǎo)磁彈片112的端部且端面(未標(biāo)示)與導(dǎo)磁彈片131的端部齊平，其內(nèi)部具有一通孔124，支撐元件122固定于套管10的內(nèi)管壁(未標(biāo)示)的特定位置，其具有一通孔125，支撐元件123位于導(dǎo)磁彈片111的端部鄰近于支撐元件121的位置，其亦具有一通孔126，三光纖131、132及133穿過套管10的端部且其一端部(未標(biāo)示)分別固定于支撐元件121、122及123的通孔124、125及126中。當(dāng)兩導(dǎo)磁彈片111、112具不同磁性124、126中的光纖131、133相互對(duì)準(zhǔn)，當(dāng)兩導(dǎo)磁彈片111、112具相同磁性時(shí)，兩導(dǎo)磁彈片111、112相互排斥，致使支撐元件121抵靠套管10的內(nèi)管壁，此時(shí)位于支撐元件121、122的通孔124、125中的光纖131、132相互對(duì)準(zhǔn)。此光開關(guān)可實(shí)現(xiàn)光路的切換，但是，因其是通過移動(dòng)光纖131達(dá)成光路的切換，而光纖直徑小，頻繁的開關(guān)移動(dòng)過程中容易出現(xiàn)彎曲變形，且其未使用準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直光束，導(dǎo)致光信號(hào)損耗較大，進(jìn)而影響光信號(hào)傳輸品質(zhì)。
另一現(xiàn)有技術(shù)如圖2所示，其為美國(guó)專利第5,420,946號(hào)所揭示的一種移動(dòng)光學(xué)元件型光開關(guān)。該光開關(guān)包括一輸入端14、一反射裝置15及多個(gè)輸出端16。其中，輸入端14包括一輸入光纖141及一漸變折射率透鏡142，該漸變折射率透鏡142用以準(zhǔn)直輸入光纖141輸入的光束至反射裝置15。反射裝置15包括一基底151、一設(shè)于基底151的反射鏡152，且其與經(jīng)漸變折射率透鏡142準(zhǔn)直的光束成45度夾角。該基底151底部具有一孔153，其可與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的連桿(圖未示)配合以驅(qū)動(dòng)該反射裝置15轉(zhuǎn)動(dòng)，為使反射裝置15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸入光纖112的輸入光束能耦合至輸出端16，該孔153與漸變折射率透鏡142的中心軸共線，且該反射裝置15可以該中心軸為軸旋轉(zhuǎn)。多個(gè)輸出端16分別包括輸出光纖161，且各光纖161分別與一漸變折射率透鏡162相配合，該多個(gè)輸出端16沿與孔153及漸變折射率透鏡142共軸的圓周固定排列。
輸入光纖141輸入的光束經(jīng)漸變折射率透鏡142準(zhǔn)直輸入至反射鏡152，借由旋轉(zhuǎn)至不同位置的反射鏡152反射后可耦合至不同輸出端16，達(dá)成光路切換的目的。但是，該種光開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各輸出端16必須精確分布于輸入端的四周，光路切換時(shí)反射裝置15旋轉(zhuǎn)角度的精度要求高，且其多個(gè)輸出端16均包括多根光纖161及漸變折射率透鏡162，使得該光開關(guān)成本較高，同時(shí)亦難于向小型化方向發(fā)展。
有鑒于此，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，制程簡(jiǎn)單，成本低的光開關(guān)實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、制程簡(jiǎn)單、成本低的光開關(guān)裝置。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型光開關(guān)裝置包括一輸入端、一輸出端、兩棱鏡陣列及一驅(qū)動(dòng)裝置。該輸入端包括多根輸入光纖、一多芯光纖插針及一準(zhǔn)直透鏡，該多芯光纖插針收容固持該多根輸入光纖，該準(zhǔn)直透鏡用以準(zhǔn)直該多根輸入光纖輸入之光信號(hào)。該輸出端包括多根輸出光纖、一多芯光纖插針及一準(zhǔn)直透鏡，該多芯光纖插針收容固持該多根輸出光纖，該準(zhǔn)直透鏡用以會(huì)聚光信號(hào)至該多根輸出光纖。該兩棱鏡陣列位于輸入端與輸出端之間，其分別包括多個(gè)棱鏡。該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)棱鏡陣列平移以使不同棱鏡組合置于輸入端與輸出端之間的光路中實(shí)現(xiàn)光路之切換。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)因本實(shí)用新型的光開關(guān)通過一光纖插針固持多根光纖，且該多根光纖共享一準(zhǔn)直透鏡，結(jié)構(gòu)緊湊、制程簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)可降低光開關(guān)的生產(chǎn)成本。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)光開關(guān)的剖面示意圖。
圖2是另一現(xiàn)有技術(shù)光開關(guān)的立體示意圖。
圖3是本實(shí)用新型光開關(guān)裝置的立體示意圖。
圖4是本實(shí)用新型光開關(guān)裝置的剖面示意圖。
圖5是本實(shí)用新型光開關(guān)裝置的另一剖面示意圖。
圖6與圖7是本實(shí)用新型光開關(guān)裝置的部分光路示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖3、圖4及圖5，本實(shí)用新型的光開關(guān)裝置包括一輸入端21、一輸出端22、兩棱鏡陣列23與24、一棱鏡固持器25、一底座26及一驅(qū)動(dòng)裝置27。
輸入端21包括多根光纖211、多芯光纖插針212、準(zhǔn)直透鏡213、內(nèi)套管214及外套管215。該多根光纖211用以輸入光信號(hào)至該光開關(guān)裝置。該多芯光纖插針212收容固持該多根光纖211，其一端研磨成6至8度的斜面(未標(biāo)示)以提高回波損耗，內(nèi)部具有一通孔(未標(biāo)示)，且通孔相對(duì)于多芯光纖插針212的斜面的另一端具有錐形開口(未標(biāo)示)，借由該開口可將多根光纖211穿插于多芯光纖插針212的通孔中，且多根光纖211的端面與多芯光纖插針212的斜面齊平。準(zhǔn)直透鏡213與多芯光纖插針212相互對(duì)準(zhǔn)用以準(zhǔn)直多根輸入光纖211輸入的光束，其鄰近多芯光纖插針212的端面(未標(biāo)示)亦研磨成6至8度的斜面以提高回波損耗。該內(nèi)套管214套設(shè)多芯光纖插針212及準(zhǔn)直透鏡213，用以相對(duì)定位多芯光纖插針212及準(zhǔn)直透鏡213。該外套管215套設(shè)于內(nèi)套管214之外，用以收容保護(hù)該輸入端21。
輸出端22包括多根光纖221、多芯光纖插針222、準(zhǔn)直透鏡223、內(nèi)套管224及外套管225，其結(jié)構(gòu)與輸入端21基本相同，在此不再詳述。
棱鏡陣列23與24均由多個(gè)棱鏡構(gòu)成，其位于輸入端21與輸出端22之間，借由兩棱鏡陣列23、24的不同棱鏡組合改變輸入端21與輸出端22之間的光路，而使輸入端21輸入的光信號(hào)傳輸至輸出端22的任一光纖221。
棱鏡固持器25包括第一棱鏡座251與第二棱鏡座252，該第一棱鏡座251與第二棱鏡座252均包括多個(gè)安裝孔253及一滑塊254。該多個(gè)安裝孔253位于棱鏡固持器25的上部用以安裝固定棱鏡陣列23與24，該滑塊254截面為梯形，且鄰近棱鏡固持器25的底邊(未標(biāo)示)較短。
底座26包括一本體260、兩第一安裝座261、兩第二安裝座262。該兩第一安裝座261平行設(shè)置，且其頂部相對(duì)位置均設(shè)有一安裝孔(未標(biāo)示)以安裝對(duì)準(zhǔn)輸入端21及輸出端22。該兩第二安裝座262平行于第一安裝座261平行設(shè)置，其相對(duì)側(cè)面開設(shè)一導(dǎo)向槽2621，該導(dǎo)向槽2621的截面與棱鏡固持器25的滑塊254的截面相同，以與棱鏡固持器25的滑塊254相配合。
驅(qū)動(dòng)裝置27包括兩驅(qū)動(dòng)設(shè)備271及四連接桿272，四連接桿分別連接于第一棱鏡座251與第二棱鏡座252的兩側(cè)與兩驅(qū)動(dòng)設(shè)備271，以驅(qū)動(dòng)第一棱鏡座251與第二棱鏡座252沿第二安裝座262的導(dǎo)向槽2621滑動(dòng)，從而使棱鏡陣列23與24的不同棱鏡組合置于光路中以切換光路于不同輸入/輸出光纖之間。
請(qǐng)參閱圖6，輸入光纖211的一光纖2111輸入的光信號(hào)，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡213準(zhǔn)直為平行光束31，因光纖2111的端部不在準(zhǔn)直透鏡213的光軸上，故平行光束31與光軸成一微小夾角，借由棱鏡陣列23的一棱鏡231將光束折射為與光軸平行的平行光束30，平行光束30經(jīng)棱鏡陣列24的一棱鏡241再次折射為與光軸成一特定微小角度的平行光束41，特定方向的平行光束41經(jīng)準(zhǔn)直透鏡223會(huì)聚至輸出光纖2211。通過驅(qū)動(dòng)裝置27驅(qū)動(dòng)棱鏡陣列24的另一棱鏡242置于光路，請(qǐng)參閱圖7，平行光束30經(jīng)棱鏡242折射為與光軸成另一特定微小角度的平行光束42，該特定方向的平行光束42經(jīng)準(zhǔn)直透鏡223會(huì)聚至輸出光纖2212。
可以理解，借由驅(qū)動(dòng)裝置27驅(qū)動(dòng)棱鏡陣列24的不同棱鏡置于光路可將光纖211的輸入光信號(hào)傳輸至輸出端22的不同輸出光纖。同樣，借由驅(qū)動(dòng)裝置27驅(qū)動(dòng)棱鏡陣列23的不同棱鏡置于光路可將不同輸入光纖輸入的光信號(hào)傳輸至輸出端22的輸出光纖。故，該光開關(guān)裝置可將輸入端口21任一輸入光纖輸入的光信號(hào)輸入至輸出端口22的任一輸出光纖，因光路可逆，故其亦可反向傳輸。
權(quán)利要求1.一種光開關(guān)裝置，其包括一輸入端及一輸出端，其特征在于該輸入端包括多根輸入光纖與一多芯光纖插針以及一準(zhǔn)直透鏡，該多芯光纖插針收容固持該多根輸入光纖，該準(zhǔn)直透鏡用以準(zhǔn)直該多根輸入光纖輸入的光信號(hào)，該輸出端包括多根輸出光纖與一多芯光纖插針以及一準(zhǔn)直透鏡，該多芯光纖插針收容固持該多根輸出光纖，該準(zhǔn)直透鏡用以會(huì)聚光信號(hào)至該多根輸出光纖，另，該光開關(guān)裝置進(jìn)一步包括兩棱鏡陣列及一驅(qū)動(dòng)裝置，其中該兩棱鏡陣列位于輸入端與輸出端之間，其分別包括多個(gè)棱鏡，該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩棱鏡陣列的不同棱鏡組合置于輸入端與輸出端之間的光路中實(shí)現(xiàn)光路的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中該輸入端進(jìn)一步包括一內(nèi)套管與一外套管，該內(nèi)套管套設(shè)多芯光纖插針與準(zhǔn)直透鏡，該外套管套設(shè)于內(nèi)套管外側(cè)以收容保護(hù)該輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中該輸出端進(jìn)一步包括一內(nèi)套管與一外套管，該內(nèi)套管套設(shè)多芯光纖插針與準(zhǔn)直透鏡，該外套管套設(shè)于內(nèi)套管外側(cè)以收容保護(hù)該輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其進(jìn)一步包括一棱鏡固持器，該棱鏡固持器包括兩棱鏡座，其上均開設(shè)有多個(gè)安裝孔以安裝多個(gè)棱鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其進(jìn)一步包括一底座，該底座包括兩第一安裝座與兩第二安裝座。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中該兩第一安裝座相對(duì)平行設(shè)置，其頂部均具有一通孔以安裝輸入端與輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中該兩第二安裝座平行于第一安裝座設(shè)置且位于兩第一安裝座之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中兩第二安裝座相對(duì)的內(nèi)側(cè)面分別具有一導(dǎo)向槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中兩棱鏡座的相對(duì)外側(cè)分別具有一滑塊，其截面與第二安裝座的導(dǎo)向槽截面相同以與第二安裝座的導(dǎo)向槽相配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中該驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)一步包括兩驅(qū)動(dòng)設(shè)備與四連接桿，該四連接桿分別連接兩棱鏡座與兩驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光開關(guān)裝置，其特征在于其中兩驅(qū)動(dòng)設(shè)備借由四連接桿可分別驅(qū)動(dòng)兩棱鏡座于不同位置。
專利摘要一種光開關(guān)裝置，其包括一輸入端、一輸出端、兩棱鏡陣列及一驅(qū)動(dòng)裝置。該輸入端包括多根輸入光纖、一多芯光纖插針及一準(zhǔn)直透鏡，該多芯光纖插針收容固持該多根輸入光纖，該準(zhǔn)直透鏡用以準(zhǔn)直該多根輸入光纖輸入的光信號(hào)。該輸出端包括多根輸出光纖、一多芯光纖插針及一準(zhǔn)直透鏡，該多芯光纖插針收容固持該多根輸出光纖，該準(zhǔn)直透鏡用以會(huì)聚光信號(hào)至該多根輸出光纖。該兩棱鏡陣列位于輸入端與輸出端之間，其分別包括多個(gè)棱鏡。該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)棱鏡陣列平移以使不同棱鏡組合置于輸入端與輸出端之間的光路中實(shí)現(xiàn)光路的切換。
文檔編號(hào)G02B6/35GK2533482SQ0222602
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2002年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月1日
發(fā)明者周明寶 申請(qǐng)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