专利名称：反射型光开关的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种光开关，特别是关于一种仅利用两双面反射镜交换光信号的反射型光开关。
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器件，它在光通信中应用广泛，可用于光纤通信系统、光纤网络系统、光纤测量系统及光纤传感系统等，起到光路切换的作用，是光通信领域中不可或缺的光学元件之一。
根据光开关工作原理，可将它分为机械型光开关与非机械型光开关两大类。机械型光开关是利用机械、电磁方式等使光纤或光学元件发生移动，从而实现光束在不同输出端口间的切换。其中移动光纤型光开关是通过移动光纤实现光路切换，其研发时间较早，但因光纤直径较小，在频繁的开关移动过程中容易出现弯曲变形，导致光信号损耗较大，影响光信号传输品质。移动光学元件型光开关是另一种机械型光开关，借由机电方式移动或旋转光学元件，使输入光与不同的输出端口接通，从而实现光路的切换。此种光开关插入损耗低，一般不大于2dB；隔离度高，一般大于45dB；且不受偏振及波长影响。适用于此种光开关的光学元件包括反射镜、透镜、棱镜及遮板等。
如图1所示为美国专利第5,436,986号所揭示的一种光开关，它包括四光纤一第一输入光纤101、一第二输入光纤103、一第一输出光纤102、一第二输出光纤104，每一光纤均加以固定。各光纤前端均设有一渐变折射率透镜111、112、113及114，可准直第一输入光纤101与第二输入光纤103的输入光束成为平行光，并将平行光汇聚使之分别进入第一输出光纤102或第二输出光纤104。
第一输入光纤101与第二输出光纤104相对放置，同时第二输入光纤103与第一输出光纤102相对放置。反射镜组合200位于上述各相对光纤之间，它包括第一反射镜201、第二反射镜202及底座203。第一反射镜201与第二反射镜202均有两呈一定夹角的反射面，且固定于底座203上。反射镜201、202均成三角形。反射镜组合200在正向或反向电流的作用下，可通过与底座203相连的固持棒301与磁化圆柱体302在非磁化棒303上来回滑动，止动部306、307用于限定反射镜组合200滑动的极限位置。在电流的作用下缠绕于软铁上的线圈304、305使得软铁产生的磁场带动磁化圆柱体302在第一止动部306和第二止动部307间滑动，从而改变反射镜组合200的位置，以实现光路切换效果。
当通入正向电流时，磁化圆柱体302与线圈304异极相吸，同时与线圈305同极相斥，则反射镜组合200移向线圈304方向，使反射镜组合200离开交换光路。此时，第一输入光纤101所输入的光信号则直接进入第二输出光纤104并输出，而第二输入光纤103所输入的光信号则直接进入第一输出光纤102并输出。当通入反向电流时，磁化圆柱体302与线圈304同极相斥，同时与线圈305异极相吸，则反射镜组合200移向线圈305方向，使反射镜组合200位于光路中。此时，第一输入光纤101所输入的光信号则经反射镜201及反射镜202的一反射面反射进入第一输出光纤102并输出，而第二输入光纤103所输入的光信号则经反射镜201及反射镜202的另一反射面反射进入第二输出光纤104并输出。
由于此种光开关的反射镜201及202各自具有两固定反射面，该两反射面分别反射不同的光信号，但却固定于同一反射镜上，且同时移入或移出光路，需同时调整各反射镜与光纤的相对位置及两反射镜面之间的相对位置，故在制造过程中，针对光开关的每一状态均需对两反射镜个别位置、相对位置关系以及输出及输入光纤位置同时进行调整，所需调整的参数繁多，因此，造成在制造上困难度较大，且其中之一开关状态的光路需经两次反射，而使得损耗增大。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种制程简单且损耗较小的反射型光开关。
为实现本实用新型目的，本实用新型反射型光开关包括第一光输入装置、第一光输出装置、第二光输入装置、第二光输出装置及一光路转换装置。其中，光路转换装置包括第一、第二、第三及第四反射面，其中第一、第四反射面平行且相背设置，第二、第三反射面平行且相对设置，当相背或相对设置的两对反射面交替移入光路时，输入至输出仅经一次反射即可完成光路转换。
相较于现有技术，本实用新型反射型光开关的光路转换仅利用光的反射原理，对于反射元件的尺寸及精度要求较低，较易于实现，且任一切换状态的任一光路皆仅经一次反射，使每一光路的特性较接近，亦减少经多次反射或折射造成的损耗。
图1是现有技术光开关的立体图。
图2是本实用新型反射型光开关处于第一状态的立体图。
图3是本实用新型反射型光开关处于第二状态的立体图。
图4是本实用新型反射型光开关处于第一状态的光路示意图。
图5是本实用新型反射型光开关处于第二状态的光路示意图。
具体实施方式请参见图2，本实用新型反射型光开关80包括一盖体12、底座11、第一光输入装置20、第一光输出装置30、第二光输入装置40、第二光输出装置50、光路转换装置60及驱动电控装置70。
光输入及输出装置20、30、40、50以固定元件111分别固于底座11上相应位置，底座11的中间位置设置有一凹槽115，该凹槽115可容置光路转换装置60于其中。盖体12可与底座11配合形成一容置空间以收纳光路转换装置60、输入及输出装置20、30、40、50等元件，盖体12的侧壁设置四个应力缓冲装置121，其位置相对于固接在底座11上的光输入及输出装置20、30、40、50，用以保护并防止光纤弯曲过度而发生断裂。
第一光输入装置20与第一输出装置30、第二光输入装置40以及第二输出装置50结构均相同，在此以第一光输入装置20为例说明，它是由光纤21、套管22及准直元件23构成，其中光纤21插入并固定套管22中，其末端与套管22端面平齐，同时与准直元件23准直，且套管22端面与准直元件23采用环氧树脂等粘结剂粘结，并加以固定。
光路转换装置60包括两双面反射镜(61、62)、一底板63及一旋转平台64。其中第一双面反射镜61及第二双面反射镜62固定于上述底板63上，第一双面反射镜61具有两反射面611、612(如图4示)，第二双面反射镜62具有两反射面621、622(如图4示)，第一反射面611与第四反射面622相背设置，第二反射面612与第三反射面621相向设置，且上述反射面611、612、621、622彼此平行且垂直于输入输出光束所在平面，位于输入及输出光束所形成的光路之间。旋转平台64容置于上述底座11中间的凹槽115中，底板63固定于旋转平台64上。驱动电控装置70可采用微处理器控制的步进伺服电机或继电器使旋转平台64转动。同时固定于底板63上的两双面反射镜(61、62)可通过旋转平台64传递的驱动电控装置70的动力进行旋转，使双面反射镜61、62的不同反射面611、622或612、621移入或移出光路，从而实现光路切换。
请配合参照图2及图4，当反射型光开关80处于第一状态时，第一双面反射镜61的第一反射面611及第二双面反射镜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分别与第一光输入装置20及第二光输入装置40相对，第一光输入装置20输入的光束被第一反射面611反射，并经第一光输出装置30输出；同时从第二光输入装置40输入的光束被第四反射面622反射，并经第二光输出装置50输出。当光路转换装置60转动180°后，反射型光开关80亦具有相同的功能，但是， 第一反射面611是反射来自第二光输入装置40的光束，经第二光输出装置50输出，而第四反射面622是反射来自第一光输入装置20的光束，经第一输出装置30输出。
请同时参照图3及图5，当反射型光开关80处于第二状态时，光路转换装置60旋转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，则自第一光输入装置20输入的光束入射第二反射面612反射后，从第二光输出装置50输出；同时从第二光输入装置40输入的光束入射第三反射面621反射后，从第一光输出装置30输出。或当光路转换装置60转动270°后，反射型光开关80亦具有相同的功能，但是，第二反射面611是反射来自第二光输入装置40的光束，经第一光输出装置30输出，而第三反射面621是反射来自第一光输入装置20的光束，经第一输出装置50输出。
本实用新型的实施例是以两双面反射镜作为光路转换装置，但是，可以理解地，亦可将两双面反射镜置换为四反射镜，或将两对共同作用的反射镜分设于不同的底座上，交替移入移出光路，同样可完成每一状态只需一次反射的光路转换。
权利要求1.一种反射型光开关，它包括一第一光输入装置，用以输入光信号至光开关中；一第二光输入装置，用以输入光信号至光开关中；一第一光输出装置，选择接受来自第一光输入装置或第二光输入装置之一的光信号自光开关输出；一第二光输出装置，选择接受来自第一光输入装置或第二光输入装置之一的光信号自光开关输出；及一光路转换装置，其特征在于该光路转换装置包括第一、第二、第三及第四反射面，其中第一、第四反射面平行且相背设置，第二、第三反射面平行且相对设置，当相背或相对设置的两对反射面交替移入光路时，输入至输出仅经一次反射即可完成光路转换。
2.根据权利要求1所述的反射型光开关，其特征在于其中该光路转换装置的第一、第二反射面形成第一双面反射镜。
3.根据权利要求2所述的反射型光开关，其特征在于该光路转换装置的第三、第四反射面形成第二双面反射镜。
4.根据权利要求3所述的反射型光开关，其特征在于该第一、第二双面反射镜相互平行。
5.根据权利要求3所述的反射型光开关，其特征在于该第一、第二双面反射镜垂直于输入、输出光束所在平面。
6.根据权利要求1所述的反射型光开关，其特征在于该光路转换装置可进一步包括底板，用于固定上述两双面反射镜。
7.根据权利要求6所述的反射型光开关，其特征在于该底板固定于一由驱动装置所带动的旋转平台上。
8.根据权利要求1所述的反射型光开关，其特征在于第一、第四反射面设于同一底座，同时第二、第三反射面设于另一底座，该两底座带动两对反射面交替移入移出光路。
9.根据权利要求8所述的反射型光开关，其特征在于该光路转换装置的四反射面均垂直于输入、输出光束所在平面。
专利摘要一种反射型光开关，其采用两双面反射镜作为光路转换装置，此两双面反射镜固定于同一底座上，各具有两平行且反射方向相反的反射面。利用旋转光路转换装置使光路在双面反射镜不同的反射面进行反射，使输入光束可选择由不同输出装置输出，从而实现光路切换。
文档编号H04B10/29GK2546891SQ0125811
公开日2003年4月23日 申请日期2001年11月15日 优先权日2001年11月15日
发明者廖上秦, 吴熴灿 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司