CN2543077Y - 1×n光开关 - Google Patents

Abstract

一种1×N光开关包括一具有输入光纤的输入装置、一光路转换装置、一具有多根输出光纤的输出装置及一驱动装置。其中，该多根输出光纤内置在一光纤插针中，该光路转换装置具有一透镜阵列，它收容在一安装板上，并置于输入装置和输出装置之间。该驱动装置具有两传动杆，用来带动安装板水平移动。工作时，该驱动装置驱动传动杆并带动安装板水平移动，使该透镜阵列中一特定透镜位于输入装置和输出装置之间的光路中，从而选择性将输入光束从输入光纤传输到一特定输出光纤，实现不同光路之间的导通。

Description

1×N光开关

【技术领域】

本实用新型是关于一种机械式1×N光开关，该光开关采用透镜阵列的移动来实现光路的转换。

【背景技术】

光开关是一种对光传输线路或集成光路中诸信号通路进行相互转换或逻辑操作的光无源器件，它广泛应用在光纤通信***、光纤网络***、光纤测量***及光纤传感***等，是光通信领域中关键的光学器件之一。

根据光开关的工作原理，它可分为机械式光开关和非机械式光开关两大类。机械式光开关利用机械、电磁方式使光纤或光学组件发生移动，从而实现光束在不同输出端口之间的切换。其中，移动光纤型机械式光开关通过移动光纤实现光路的切换，但因光纤直径小，移动过程中易于产生弯曲变形，导致***损耗较大，影响光信号传输。移动光学组件型光开关是另一种机械式光开关，其输入端光纤和输出端光纤固定不动，根据光学组件的移动来达成光路的切换，此种光开关***损耗较低，一般不大于2dB；隔离度较高，一般大于45dB；且不受波长和偏振的影响，是目前较为普遍应用的一种机械式光开关。

一种现有技术的机械式光开关可参阅美国专利第5,420,946号(参照图1)，它包括一固定平台600、一输入装置610、多个输出装置620及一反射装置630。其中，该固定平台600用来固定该输入装置610、输出装置620及反射装置630，该输入装置610包括一输入光纤611和一自聚焦透镜612，各输出装置620也分别包括一输出光纤621和一自聚焦透镜622，反射装置630位于固定平台600的中央安装孔601中，包括一反射镜631和固持反射镜631的基座632，该基座632开设一装配孔633，它用来配合外部驱动装置(图未示)。该输入装置610垂直于固定平台600，且和反射镜631成45度夹角，该多个输出装置620大致成圆形排列在反射装置630周围，藉由外部驱动装置，可选择性旋转反射装置630使输入光束从不同的输出光纤621输出。由于该光开关的光路具有可逆性，也可选择使输入光自多根输出光纤621之一输入，并传输到输入装置610。

但是，该现有的光开关具有一些缺陷。首先，该光开关由于各输出装置620彼此分立，使得光开关结构复杂庞大、且输入装置610和多个输出装置620的调校过程极为繁多。其次，由于各输出装置620分别包括一输出光纤621和一自聚焦透镜622，使得该光开关成本较高、且***损耗大、开关速度低。

有鉴于此，提供一种改进的光开关实为必要。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、成本低且其它光学性能较好的光开关。

本实用新型的目的是这样实现的：提供一种1×N光开关，它包括一具有一输入光纤的输入装置、一光路转换装置、一具有多根输出光纤的输出装置及一驱动装置。其中，该多根输出光纤内置在一光纤插针中，该光路转换装置具有一透镜阵列，且位于输入装置和输出装置之间。驱动装置工作时带动透镜阵列水平移动，使该透镜阵列中一特定透镜位于输入装置和输出装置之间的光路中，从而选择性将输入光束从输入光纤传输到一特定输出光纤，实现不同光路之间的导通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型光开关将多根输出光纤内置在一光纤插针中，使整个光开关结构紧凑；透镜阵列和内置多根输出光纤的光纤插针的组合，可减少元件、降低成本。另，输入装置和透镜阵列对准时，可一起实现输入光纤和多根输出光纤之间的调焦，可减少工时，且提高整体光学性能。

【附图说明】

图1是现有光开关的立体图。

图2是本实用新型光开关的立体图。

图3是本实用新型光开关的剖面图。

图4是本实用新型光开关的另一剖面图。

图5和图6是本实用新型光开关的光路示意图。

图7是本实用新型光开关另一实施例的剖面图。

【具体实施方式】

请参考图2，是本实用新型光开关的立体图。该光开关1包括一具有输入光纤21的输入装置2、一光路转换装置3、一具有多根输出光纤41的输出装置4和一驱动装置5。其中，该光路转换装置3置于输入装置2和输出装置4之间。工作时，通过该驱动装置5驱动该光路转换装置3，从而选择性将输入光束从输入光纤21传输到一特定输出光纤。该光开关1进一步包括一用来固持上述装置的基座6，包括一基板61和自该基板61向上延伸而出的两定位板62和63，该两定位板62和63分别开设通孔64和65，其分别用来固持输入装置2和输出装置4。

请参考图3，是本实用新型光开关的剖面图。该输入装置2包括输入光纤21、光纤插针22、准直透镜23、石英套管24和金属套管25。其中，该输入光纤21通过环氧树脂固定在光纤插针22内，其末端(未标示)和光纤插针22的一端面221齐平，且研磨成一特定角度(通常为6°～8°)，用来提高回波损耗。该准直透镜23用来将输入光纤21的输入光束准直后传输到光路转换装置3中，可为大致成圆柱形的模铸透镜，其一端面231和光纤插针22的端面221邻近且相互平行。另一端面232是非球面结构。该准直透镜23也可为自聚焦透镜(Graded Index Lens，GRIN Lens)或其它具相同功效的透镜。该石英套管24通过环氧树脂固持光纤插针22和模铸透镜23于其内，且准直透镜23部份突伸出石英套管24外。该金属套管25固持石英套管24于其内，用来进一步保护输入装置2。

该输出装置4包括多根输出光纤41、一光纤插针42、石英套管43和金属套管44。其中，该多根输出光纤41通过环氧树脂收容在光纤插针42内，其末端(未标示)和光纤插针42的端面421齐平，且研磨成一特定角度(通常为6°～8°)，用来提高回波损耗。该石英套管43通过环氧树脂固持光纤插针42于其内，为进一步保护该输出装置4，该石英套管43被固持在金属套管44中。

一起参考图4，该光路转换装置3包括透镜阵列31和安装板32，其中，该透镜阵列31用来将由准直透镜23准直输出的平行光束聚焦在输出装置4中，它包括多个透镜，本实施例采用模铸透镜，而自聚焦透镜或其它具相同功效的透镜亦可用在本实用新型中。该多个模铸透镜大致成圆柱形，其一端面310为一斜面，另一端面320是非球面结构。该端面310邻近输入装置2，且各透镜之斜面有不同之角度设计，用来使入射光束偏折不同的角度。该安装板32具有多个通孔(未标示)，它的直径和该模铸透镜的直径大致相同，用来收容相应的透镜阵列31。一梯形横梁322自安装板32的一侧323延伸而出。

请再次参考图2，该驱动装置5包括两传动杆51、一固定块52及两支架53。其中该固定块52是自基板61延伸而出的方形结构，它一侧开设一水平的梯形槽口521，用来啮合该梯形横梁322并使它在该梯形槽口521内水平移动。该两传动杆51外接一控制装置(图未示)，它一端分别固定在两支架53内，另一相对端夹持该安装板32于其间。工作时，通过控制装置控制两传动杆51水平移动，进而带动梯形横梁322水平移动，以使透镜阵列31移到一特定位置。

装配时，首先在底座6内安装驱动装置5，再调校输入装置2和输出装置4的相对位置后，将其分别固定在两定位板62和63的通孔64和65内，随后将光路转换装置3安装在驱动装置5内，调试透镜阵列31中每一透镜的位置，并检测各信道的光学性能，若结果表明性能完好，则将透镜阵列31固定在安装孔32的通孔内。

请配合参考图5，是本实用新型光开关的光路示意图。驱动装置5驱动安装板32水平移动，使透镜阵列31的一模铸透镜311位于光路中，从输入光纤21入射之光束经准直透镜23准直为平行光，通过该模铸透镜311的端面310发生特定角度的折射，从而汇聚到一输出光纤411中。一起参考图6，驱动装置5驱动安装板32水平移动，使透镜阵列31的另一模铸透镜312位于光路中，因模铸透镜311和模铸透镜312的端面310具有不同的倾斜角度，其对输入光纤21的输入光束偏折不同角度，故从模铸透镜312出射的光束聚焦到另一输出光纤412中。同样，驱动装置5驱动安装板32水平移动，可使透镜阵列31的其它透镜置在光路中，从而使来自输入光纤21的光束发生特定角度偏折后输出到特定的输出光纤41中。因此，该光开关1可实现输入光纤21和任意输出光纤41的导通。

请参考图7，是本实用新型光开关的另一实施例的剖面图。本实施例的透镜阵列31采用模铸透镜，该多个模铸透镜大致成圆柱形，其一端面310为一斜面，另一端面320是非球面结构。该端面320邻近输入装置2，该端面310的斜面具不同的倾斜角度，可对入射光束偏折不同的角度来实现输入光纤21和任意输出光纤41的导通。

Claims (8)

1.一种1×N光开关，包括一具有一输入光纤的输入装置、一光路转换装置、一具有多根输出光纤的输出装置和一驱动装置，其特征是该多根输出光纤内置在一光纤插针中，该光路转换装置进一步包括一位于输入装置和输出装置之间的透镜阵列，且该透镜阵列在该驱动装置作用下水平移动。

2.如权利要求1所述的1×N光开关，其特征是该输入装置进一步包括一用来将来自输入光纤的光束准直到光路转换装置中的准直透镜。

3.如权利要求2所述的1×N光开关，其特征是该准直透镜为模铸透镜，其一端面为非球面。

4.如权利要求1所述的1×N光开关，其特征是该透镜阵列为模铸透镜阵列，其一端面为非球面，另一斜面为具有不同倾斜角度的斜面。

5.如权利要求1所述的1×N光开关，其特征是该光路转换装置包括一具有至少两通孔用来收容相应的透镜阵列的安装板。

6.如权利要求1所述的1×N光开关，其特征是该驱动装置进一步包括两传动杆和一控制装置，控制装置驱动两传动杆以控制透镜阵列水平移动。

7.如权利要求4所述的1×N光开关，其特征是该模铸透镜阵列中透镜的倾斜面邻近该输入光纤。

8.如权利要求4所述的1×N光开关，其特征是该模铸透镜阵列中透镜的非球面邻近该输入光纤。

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