专利名称：1×8的机械式光开关的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及光通讯器件领域，尤其涉及光开关器件，是应用于光通信系统、光 测试系统、光传感系统中起切换光路作用的1X8的光开关器件。
背景技术：
在光通讯光无源器件应用中，光开关是一种进行开关功能的器件，它能有选择地 将光纤、集成光路或其他光波导中的信号从一个回路或通路转换到另一回路或通路。根据 工作原理和所用材料，光开关可分为机械式和非机械式两大类。在目前的1X8的光开关 中，大部分采用1X2级联的方式，其原理见图1所示，就是将1个1X2的光开关的2个输 出端口分别级联2个1 X 2的光开关，在级联2个1 X 2的光开关的各自2个输出端口再级 联4个1X2的光开关，这样就可以实现1X8的光开关功能。但是，这种级联方式需要7个 1X2的光开关实现，不仅体积大，级数太多，而且光性能指标差。另一种方式采用自由空间 方式的光路，其原理见图2所示，就是采用多个棱镜进行光开关切换，每一个棱镜对应一个 端口。这种方式存在的不足是驱动部件多，使用移动反射棱镜的方式进行切换，温度性能 差，在实际应用中效果不好。
实用新型内容因此，本实用新型提出一种结构更加简单可靠的1X8的机械式光开关结构，不仅 体积更小，且所需的驱动部件更少，成本更加低廉。本实用新型的技术方案是本实用新型的1X8的机械式光开关，包括一个单光纤准直器(312)、二个四端口 准直器(307、311)、一个可移动的楔角棱镜(302)、二个可移动的屋脊棱镜(306、310)、二个 可移动的四边形斜方棱镜(305、309)、三个反射棱镜(301、303、308)、一个固定的楔角棱镜 (304)、三个机械驱动器(412、413、414)，并按如下光路设置空间光路上输入光经过所述的单光纤准直器(312)准直后的第一光束(101)垂直入射于所述 的反射棱镜(301)，被反射棱镜(301)反射后进入所述的可移动的楔角棱镜(302)，被可移 动的楔角棱镜(302)切换成具有2种状态的光，分别是第二光束(102)和第三光束(103)； 其中，第二光束(102)被所述的反射棱镜(303)反射后，依次经过设置于光路上的固定的楔 角棱镜(304)、可移动的四边形斜方棱镜(305)和可移动的屋脊棱镜(306)，最后从四端口 准直器(307)输出；第三光束(103)被所述的反射棱镜(308)反射后，依次经过设置于光 路上的可移动的四边形斜方棱镜(309)和可移动的屋脊棱镜(310)，最后从四端口准直器 (311)输出；并且，上述的可移动的楔角棱镜(302)连接于所述的机械驱动器(412)的驱动 臂(415) —端，上述的二个可移动的四边形斜方棱镜(305、309)连接于所述的机械驱动器 (413)的驱动臂(416)两端，上述的二个可移动的屋脊棱镜(306、310)连接于所述的机械驱 动器(414)的驱动臂(417)两端。[0008]进一步的，所述的四边形斜方棱镜(305、309)是其通光面为四边形的棱镜，入射 光与其中两个光学面透射，另两个光学面全内反射，两个光学面相互平行，另两个面之间有 一定夹角，其角度与所入射到的所述的四端口准直器(307/311)相邻的2束光夹角成一固
定关系。进一步的，所述的四边形斜方棱镜(305、309)也可采用可移动的楔角棱镜(805、 809)代替。其作用与所述的四边形斜方棱镜(305、309) —样，使光产生一定的偏移，其角度 与所入射到的所述的四端口准直器(307/311)相邻的2束光夹角成一定的关系。进一步的，所述的三个机械驱动器(412/413/414)的驱动臂(505)连接于支点 (507)，驱动臂(505)的两个端点(501、502)通过支点(507)可上下或前后位移。进一步的，所述的四端口准直器(307/311)的光纤头是排成一线多条光纤线构成 光纤头，或者是绕中心对称分布多个光纤构成光纤头。本实用新型的另一种1X8的机械式光开关，包括一个单光纤准直器(701)，四个 两端口准直器(711、712、719、720)，七个可移动的楔角棱镜(703、708、709、710、715、716、 717)、三个反射棱镜(702、704、706)，一个固定的楔角棱镜(705)，三个机械驱动器(722、 713,714)，并按如下光路设置空间光路上输入光经过所述的单光纤准直器(701)准直后的第一光束(201)垂直入射于所述 的反射棱镜(702)，被反射棱镜(702)反射后进入所述的可移动的楔角棱镜(703)，被可移 动的楔角棱镜(702)切换成具有2种状态的光，分别是第二光束(202)和第三光束(203)； 其中，第二光束(202)被所述的反射棱镜(704)反射后，依次经过设置于光路上的可移动的 楔角棱镜(715)后分成两路分别通过可移动的楔角棱镜(716)和楔角棱镜(717)，最后分别 从二个两端口准直器(719、720)输出；第三光束(203)被所述的固定的楔角棱镜(705)折 射后，依次经过设置于光路上的可移动的楔角棱镜(708)后分成两路分别通过可移动的楔 角棱镜(709)和楔角棱镜(710)，最后分别从二个两端口准直器(711、712)输出；并且，上述的可移动的楔角棱镜(703)连接于所述的机械驱动器(722)的驱动臂 (721) —端，上述的二个可移动的楔角棱镜(708、715)连接于所述的机械驱动器(713)的驱 动臂(707)两端，上述的四个可移动的楔角棱镜(709、710、716、717)的每两个分别连接于 所述的机械驱动器(714)的驱动臂(718)两端。进一步的，所述的机械驱动器(722/713/714/506)的驱动臂(505)连接于支点 (507)，驱动臂(505)的两个端点(501、502)通过支点(507)可上下或前后位移。进一步的，如上所述的两种光开关结构中的，每个机械驱动器(413、414、713、714) 的驱动臂(416、417、707、718)两端各连接一个光学元件可以取代为用两个机械驱动器 (914,918)的驱动臂(917、919) 一端连接一个光学元件实现。这样就可以实现4个机械驱 动器或者5个机械驱动器驱动的方案。进一步的，所述的两端口准直器(711/712/719/720)的光纤头是平行型光纤头或 者是垂直型光纤头，所述的两端口准直器(711/712/719/720)与所述的可移动的楔角棱镜 (709、710、716、717)的角度相匹配。可以将本实用新型的2个1X8的机械式光开关级联成1个1X16的机械式光开 关，即在单光纤准直器的输入光先经过一个斜方棱镜(622)分成两束光再分别通过2个本 实用新型的所述的1X8的机械式光开关通道。[0019]本实用新型采用上述技术方案，实现了一种结构更加简单可靠的1X8的机械式 光开关结构，不仅体积更小、重复性好、寿命长等优点，且所需的驱动部件更少，并且成本更 加低廉，在光网络及测量等领域具有广泛应用。
图1是第一种已有技术的光开关的结构示意图；图2是第二种已有技术的光开关的结构示意图；图3是本实用新型的第一实施例的光路原理图；图4是本实用新型的第一实施例的结构示意图；图5是本实用新型的机械驱动器的结构示意图；图6是本实用新型构成的1 X 16的机械式光开关的结构示意图7是本实用新型的第二实施例的结构示意图。图8是本实用新型的第三实施例的结构示意图；图9是本实用新型的第四实施例的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。参阅图3所示，是本实用新型的第一实施例的1X8机械式光开关的光路原理图。 第一实施例的光开关包括一个单光纤准直器312，二个四端口准直器307、311，一个可移动 的楔角棱镜302，二个可移动的屋脊棱镜306、310，二个可移动的四边形斜方棱镜305、309， 三个反射棱镜301、303、308，一个固定的楔角棱镜304，三个机械驱动器412、413、414，并按 如下光路设置空间光路上输入光经过所述的单光纤准直器312准直后的第一光束101垂 直入射于所述的反射棱镜301，被反射棱镜301反射后进入所述的可移动的楔角棱镜302， 被楔角棱镜302分成2束光，分别是第二光束102和第三光束103 ；其中，第二光束102被所 述的反射棱镜303反射后，依次经过设置于光路上的固定的楔角棱镜304、可移动的四边形 斜方棱镜305和可移动的屋脊棱镜306，最后从四端口准直器307输出；第三光束103被所 述的反射棱镜308反射后，依次经过设置于光路上的可移动的四边形斜方棱镜309和可移 动的屋脊棱镜310，最后从四端口准直器311输出；并且，上述的可移动的楔角棱镜302连 接于所述的机械驱动器412的驱动臂415 —端，上述的二个可移动的四边形斜方棱镜305、 309连接于所述的机械驱动器413的驱动臂416两端，上述的二个可移动的屋脊棱镜306、 310连接于所述的机械驱动器414的驱动臂417两端。所述的屋脊棱镜306/310是其通光 面为四边形的棱镜，入射光与其中两个光学面透射，另两个光学面全内反射，两个光学面相 互平行，另两个面之间有一定夹角，其角度与所入射到的所述的四端口准直器307/311相 邻的2束光夹角一样。本实施例的光开关工作原理是端口 1的光通过单光纤准直器312成为准直光，准 直光通过反射棱镜301转90度垂直入射楔角棱镜302与反射棱镜308，其中楔角棱镜302 为可移动部件，具体如下一 .当插入楔角棱镜302，光通过反射棱镜303与楔角棱镜304，垂直入射到四边 形斜方棱镜305，四边形斜方棱镜305与屋脊棱镜306为可移动部件，[0033]当四边形斜方棱镜305、屋脊棱镜306移出光路，光从端口 2输出。当四边形斜方棱镜305移出光路，屋脊棱镜306切入光路，光从端口 3输出。当四边形斜方棱镜305切入光路，屋脊棱镜306切入光路，光从端口 4输出。当四边形斜方棱镜305切入光路，屋脊棱镜306移出光路，光从端口 5输出。二.当移出楔角棱镜302，光通过反射棱镜308，垂直入射到四边形斜方棱镜309 与屋脊棱镜310，四边形斜方棱镜309与屋脊棱镜310为可移动部件，1，当四边形斜方棱镜309、屋脊棱镜310移出光路，光从端口 6输出。2，当四边形斜方棱镜309移出光路，屋脊棱镜310切入光路，光从端口 7输出。3，当四边形斜方棱镜309切入光路，屋脊棱镜310移出光路，光从端口 8输出。4，当四边形斜方棱镜309切入光路，屋脊棱镜310切入光路，光从端口 9输出。因此，本实施例的光开关即可通过移动楔角棱镜302、四边形斜方棱镜305、屋脊 棱镜306、四边形斜方棱镜309、屋脊棱镜310即可实现1X8光开关功能。参阅图4所示，在实际的产品制作中通过利用机械驱动器的独特性能，减少机械 驱动器的数量，使机械驱动器的数量由5个减少到3个，即上述的可移动的楔角棱镜302连 接于所述的机械驱动器412的驱动臂415 —端，上述的二个可移动的四边形斜方棱镜305、 309连接于所述的机械驱动器413的驱动臂416两端，上述的二个可移动的屋脊棱镜306、 310连接于所述的机械驱动器414的驱动臂417两端。这样，将四边形斜方棱镜305与309 用同一个机械驱动器413，放在驱动臂416的两端，将屋脊棱镜306与310用同一个机械驱 动器414驱动，放在驱动臂417的两端，减少2个机械驱动器。参阅图5所示，所述的机械驱动器506的驱动臂505连接于支点507，驱动臂505 的两个端点501、502通过支点507可上下或前后位移，端点501、502设置四边形斜方棱或 屋脊棱镜。其原理是利用跷跷板的原理，驱动臂505通过支点507上下打动，使两个端点 501,502上的斜方棱或屋脊棱镜切入或移出光路。参阅图6所示，本实用新型的对这种结构的光开关可进一步扩为1 X 16的光开关， 即在单光纤准直器621的输入光先经过一个斜方棱镜622分成两束光，再分别通过2个本 实用新型的所述的1X8的机械式光开关通道，1X8的机械式光开关10和1X8的机械式光 开关20对称设置与斜方棱镜622上下方。在实际产品制作中，本实用新型的另一种实施例结构的1X8光开关均采用可移 动的楔角棱镜实现。参阅图7所示，其中可移动的四边形斜方棱镜305、309用楔角棱镜715、 708替代，可移动的屋脊棱镜305、309分别用楔角棱镜716和717、709和710替代，四端口 准直器307、311用双光纤准直器719和720、711和712替代，将楔角棱镜715与楔角棱镜 708用同一个机械驱动器713，放在707的两端，将楔角棱镜716和楔角棱镜717与楔角棱 镜709和楔角棱镜710用同一个机械驱动器714驱动，楔角棱镜716和楔角棱镜717与楔角 棱镜709和楔角棱镜710放在驱动臂718的两端，减少2个驱动器。具体的，本实用新型的 第二种实施例的光开关包括一个单光纤准直器701，四个两端口准直器711、712、719、720， 七个可移动的楔角棱镜703、708、709、710、715、716、717、三个反射棱镜702、704、706，一个 固定的楔角棱镜705，三个机械驱动器722、713、714，并按如下光路设置空间光路上输入 光经过所述的单光纤准直器701准直后的第一光束201垂直入射于所述的反射棱镜702，被 反射棱镜702反射后进入所述的可移动的楔角棱镜703，被楔角棱镜703分成2束光，分别是第二光束202和第三光束203 ；其中，第二光束202被所述的反射棱镜704反射后，依次 经过设置于光路上的可移动的楔角棱镜715后分成两路分别通过可移动的楔角棱镜716和 楔角棱镜717，最后分别从二个两端口准直器719、720输出；第三光束203被所述的固定的 楔角棱镜705折射后，依次经过设置于光路上的可移动的楔角棱镜708后分成两路分别通 过可移动的楔角棱镜709和楔角棱镜710，最后分别从二个两端口准直器711、712输出；并 且，上述的可移动的楔角棱镜703连接于所述的机械驱动器722的驱动臂721 —端，上述的 二个可移动的楔角棱镜708、715连接于所述的机械驱动器713的驱动臂707两端，上述的 四个可移动的楔角棱镜709、710、716、717的每两个分别连接于所述的机械驱动器714的驱 动臂718两端。这样的目的是减少元件的种类，减低成本，方便调试，其效果一样良好。参阅图8和图9所示，分别是本实用新型的第三实施例和第四实施例的结构示意 图。图8中的第三实施例结构和第一实施例结构基本一致，不同的是将所述的四边形斜方 棱镜305、309可采用可移动的楔角棱镜805、809代替。其作用与所述的四边形斜方棱镜 305,309 一样，使光产生一定的偏移，其角度与所入射到的所述的四端口准直器307/311相 邻的2束光夹角成一定的关系。图9中的第四实施例结构和第一实施例结构基本一致，不 同的是将所述的机械驱动器414的驱动臂417两端各连接一个光学元件可以取代为用两个 机械驱动器914、918的驱动臂917、919 一端分别各连接一个光学元件实现。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应 该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节 上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
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权利要求1×8的机械式光开关，其特征在于包括一个单光纤准直器(312)、二个四端口准直器(307、311)、一个可移动的楔角棱镜(302)、二个可移动的屋脊棱镜(306、310)、二个可移动的四边形斜方棱镜(305、309)、三个反射棱镜(301、303、308)、一个固定的楔角棱镜(304)、三个机械驱动器(412、413、414)，并按如下光路设置空间光路上输入光经过所述的单光纤准直器(312)准直后的第一光束(101)垂直入射于所述的反射棱镜(301)，被反射棱镜(301)反射后进入所述的可移动的楔角棱镜(302)，被可移动的楔角棱镜(302)切换成具有2种状态的光，分别是第二光束(102)和第三光束(103)；其中，第二光束(102)被所述的反射棱镜(303)反射后，依次经过设置于光路上的固定的楔角棱镜(304)、可移动的四边形斜方棱镜(305)和可移动的屋脊棱镜(306)，最后从四端口准直器(307)输出；第三光束(103)被所述的反射棱镜(308)反射后，依次经过设置于光路上的可移动的四边形斜方棱镜(309)和可移动的屋脊棱镜(310)，最后从四端口准直器(311)输出；并且，上述的可移动的楔角棱镜(302)连接于所述的机械驱动器(412)的驱动臂(415)一端，上述的二个可移动的四边形斜方棱镜(305、309)连接于所述的机械驱动器(413)的驱动臂(416)两端，上述的二个可移动的屋脊棱镜(306、310)连接于所述的机械驱动器(414)的驱动臂(417)两端。
2.根据权利要求1所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的每个机械驱动 器(413、414)的驱动臂(416、417)两端各连接一个光学元件可以取代为用两个机械驱动器 (914,918)的驱动臂(917、919) 一端连接一个光学元件实现。
3.根据权利要求1所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的四边形斜方棱镜 (305,309)是其通光面为四边形的棱镜，入射光与其中两个光学面透射，另两个光学面全内 反射，两个光学面相互平行，另两个面之间有一定夹角，其角度与所入射到的所述的四端口 准直器(307/311)相邻的2束光夹角成一固定关系。
4.根据权利要求1所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的四边形斜方棱镜 (305,309)也可采用可移动的楔角棱镜(805、809)代替。
5.根据权利要求1所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的机械驱动器 (412/413/414/506)的驱动臂(505)连接于支点(507)，驱动臂(505)的两个端点(501、 502)通过支点(507)可上下或前后位移。
6.根据权利要求1所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的四端口准直器 (307/311)的光纤头是排成一线多条光纤线构成光纤头，或者是绕中心对称分布多个光纤 构成光纤头。
7.1X8的机械式光开关，其特征在于包括一个单光纤准直器(701)，四个两端口准直 器(711、712、719、720)，七个可移动的楔角棱镜(703、708、709、710、715、716、717)、三个反 射棱镜(702、704、706)，一个固定的楔角棱镜(705)，三个机械驱动器(722、713、714)，并按 如下光路设置空间光路上输入光经过所述的单光纤准直器(701)准直后的第一光束(201)垂直入射于所述的反 射棱镜(702)，被反射棱镜(702)反射后进入所述的可移动的楔角棱镜(703)，被可移动的 楔角棱镜(702)切换成具有2种状态的光，分别是第二光束(202)和第三光束(203)；其中， 第二光束(202)被所述的反射棱镜(704)反射后，依次经过设置于光路上的可移动的楔角棱镜(715)后分成两路分别通过可移动的楔角棱镜(716)和楔角棱镜(717)，最后分别从 二个两端口准直器(719、720)输出；第三光束(203)被所述的固定的楔角棱镜(705)折射 后，依次经过设置于光路上的可移动的楔角棱镜(708)后分成两路分别通过可移动的楔角 棱镜(709)和楔角棱镜(710)，最后分别从二个两端口准直器(711、712)输出；并且，上述的可移动的楔角棱镜(703)连接于所述的机械驱动器(722)的驱动臂(721) 一端，上述的二个可移动的楔角棱镜(708、715)连接于所述的机械驱动器(713)的驱动臂 (707)两端，上述的四个可移动的楔角棱镜(709、710、716、717)的每两个分别连接于所述 的机械驱动器(714)的驱动臂(718)两端。
8.根据权利要求7所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的每个机械驱动 器(713、714)的驱动臂(707、718)两端各连接一个光学元件可以取代为用两个机械驱动器 (914,918)的驱动臂(917、919) 一端连接一个光学元件实现。
9.根据权利要求7所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的机械驱动器 (722/713/714/506)的驱动臂(505)连接于支点(507)，驱动臂(505)的两个端点(501、 502)通过支点(507)可上下或前后位移。
10.根据权利要求7所述的1X8的机械式光开关，其特征在于所述的两端口准直器 (711/712/719/720)的光纤头是平行型光纤头或者是垂直型光纤头，所述的两端口准直器 (711/712/719/720)与所述的可移动的楔角棱镜(709、710、716、717)的角度相匹配。
专利摘要本实用新型涉及光通讯器件领域，尤其涉及光开关器件，是应用于光通信系统、光测试系统、光传感系统中起切换光路作用的1×8的光开关器件。本实用新型的1×8的机械式光开关包括单光纤准直器、楔角棱镜、斜方棱镜、屋脊棱镜、四光纤准直器。光信号通过单光纤准直器成为准直光束，通过分别移动楔角棱镜、斜方棱镜、屋脊棱镜，使光多次折射后从不同的四光纤准直器输出，从而达到光信号切换目的，构成新型1×8的光开关。本实用新型实现了一种结构更加简单可靠的1×8的机械式光开关结构，不仅体积更小、重复性好、寿命长等优点，且所需的驱动部件更少，并且成本更加低廉，在光网络及测量等领域具有广泛应用。
文档编号G02B6/35GK201615953SQ20102011359
公开日2010年10月27日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者林斌, 王健 申请人:福州高意通讯有限公司