阅读说明：本技术 一种基于准直器2×2机械式光开关 (2X 2 mechanical optical switch based on collimator ) 是由 李芳� 许立图 姚付强 刘亚辉 许铖 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于准直器2×2机械式光开关,其中：基座设置在底部,基座的上表面两侧分别固定安装有第一玻璃条和第二玻璃条,第一光纤准直器固定安装在第一玻璃条上,第二光纤准直器固定安装在第二玻璃条上；红外单晶硅反射镜和继电器均安装在基座上表面,且红外单晶硅反射镜设置在第一光纤准直器和第二光纤准直器之间,继电器设置在红外单晶硅反射镜侧面；红外单晶硅反射镜上镀制高反膜,通过继电器驱动红外单晶硅反射镜,控制红外单晶硅反射镜是否插入光路实现光从不同端口输出。本发明体积小,结构简单,操作方便,维修容易；在传输过程中对光的衰减较小,提高了回波损耗；成本低,生产周期短,在实际的应用过程中控制更加方便。(The invention discloses a 2 x 2 mechanical optical switch based on a collimator, wherein: the base is arranged at the bottom, a first glass strip and a second glass strip are respectively and fixedly arranged on two sides of the upper surface of the base, the first optical fiber collimator is fixedly arranged on the first glass strip, and the second optical fiber collimator is fixedly arranged on the second glass strip; the infrared monocrystalline silicon reflector and the relay are both arranged on the upper surface of the base, the infrared monocrystalline silicon reflector is arranged between the first optical fiber collimator and the second optical fiber collimator, and the relay is arranged on the side surface of the infrared monocrystalline silicon reflector; the infrared monocrystalline silicon reflector is plated with a high-reflection film, and the relay drives the infrared monocrystalline silicon reflector to control whether the infrared monocrystalline silicon reflector is inserted into a light path so as to realize the output of light from different ports. The invention has small volume, simple structure, convenient operation and easy maintenance; the attenuation of light is small in the transmission process, so that the return loss is improved; the cost is low, the production period is short, and the control is more convenient in the actual application process.)

一种基于准直器2×2机械式光开关

技术领域

本发明涉及光无源器件技术领域，尤其涉及一种基于准直器2×2机械式光开关。

背景技术

作为光通信技术中的一个重要部件，光开关(Optical Switch，0S)是一种具有一个或多个可选的传输端口的光路转换器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。其应用范围主要有：光网络的保护倒换系统，光纤测试中的光源控制、网络性能的实时监控系统、光器件的测试、构建0XC设备的交换核心，光插/分复用、光学测试、光传感系统等。根据光开关的输入和输出端口数，可分为1×1、1×2、1×N、2×2、2×N、M×N等多种，它们在不同场合中有不同用途。目前应用最为广泛的仍是1×2和2×2机械式光开关。机械式光开关可通过移动光纤将光直接耦合到输出端，采用棱镜、反射镜切换光路，将光直接送到或反射到输出端。其中，2×2机械式光开关，在入端和出端各有两条光纤，可以完成两种连接状态，平行连接和交叉连接。

现有的机械式光开关的应用环境一般是在户外，使得以往通过各种密封的部件经过长期的环境因素(气温、湿度等因素)侵蚀，大大降低了光传输的性能，同时也会使器件的寿命大大缩短。因而应用在此类环境下的机械式光开关的密封性封装非常重要。目前的金属化封装的机械式光开关，结构复杂、零件多、光学元件实现光路转换较为复杂、光路调节非常耗费时间、装配和焊接工艺复杂，生产工艺复杂导致生产效率低，生产中的废品次品较多，不利于产品的大批量生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于准直器2×2机械式光开关。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于准直器2×2机械式光开关，包括：基座、第一光纤准直器、红外单晶硅反射镜、第二光纤准直器、第一玻璃条、继电器、第二玻璃条；其中：

基座设置在底部，基座的上表面两侧分别固定安装有第一玻璃条和第二玻璃条，第一光纤准直器固定安装在第一玻璃条上，第二光纤准直器固定安装在第二玻璃条上；红外单晶硅反射镜和继电器均安装在基座上表面，且红外单晶硅反射镜设置在第一光纤准直器和第二光纤准直器之间，继电器设置在红外单晶硅反射镜侧面；红外单晶硅反射镜上镀制高反膜，通过继电器驱动红外单晶硅反射镜，控制红外单晶硅反射镜是否***光路实现光从不同端口输出。

进一步地，本发明的第一光纤准直器为入射光纤准直器，第二光纤准直器为出射光纤准直器。

进一步地，本发明的第一光纤准直器和第二光纤准直器均为双光纤准直器，包括尾纤和c-lens透镜；尾纤和c-lens透镜之间设置有一定的间隔，间隔处的端面成8度的倾斜角。

进一步地，本发明的红外单晶硅反射镜与光纤准直器的光轴不垂直，有0.05度的倾斜角。

进一步地，本发明的第一玻璃条和第二玻璃条均为由两个三棱柱形玻璃条构成的U形槽结构，光纤准直器分别通过对应的U形槽结构固定在基座上。

进一步地，本发明的继电器处于断电状态时，入射端的第一光纤准直器输出的光经过一段距离的自由传输，由出射端的第二光纤准直器接收。

进一步地，本发明的继电器处于供电状态时，继电器带动红外单晶硅反射镜移动至第一光纤准直器和第二光纤准直器的光通路上。

进一步地，本发明的第一光纤准直器输出的光经过红外单晶硅反射镜反射后，输出至第一光纤准直器的另一尾纤端口。

本发明产生的有益效果是：本发明的基于准直器2×2机械式光开关，通过只设计有一个反射镜，结构简单；通过电磁驱动单晶硅反射镜，装调方便，光学指标稳定，体积小；系统的集成化程度高；通过使用现有零部件，加工生产效率高，生产成本低，适合于批量化生产。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的基于准直器2×2机械式光开关结构图；

图3是本发明实施例的基于准直器2×2机械式光开关结构图；

图4是本发明实施例的基于准直器2×2机械式光开关光学原理图；

图5是本发明实施例的基于准直器2×2机械式光开关光学原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例的基于准直器2×2机械式光开关，包括：基座1、第一光纤准直器2、红外单晶硅反射镜3、第二光纤准直器4、第一玻璃条5、继电器6、第二玻璃条7；其中：

基座1设置在底部，基座1的上表面两侧分别固定安装有第一玻璃条5和第二玻璃条7，第一光纤准直器2固定安装在第一玻璃条5上，第二光纤准直器4固定安装在第二玻璃条7上；红外单晶硅反射镜3和继电器6均安装在基座1上表面，且红外单晶硅反射镜3设置在第一光纤准直器2和第二光纤准直器4之间，继电器6设置在红外单晶硅反射镜3侧面；红外单晶硅反射镜3上镀制高反膜，通过继电器6驱动红外单晶硅反射镜3，控制红外单晶硅反射镜3是否***光路实现光从不同端口输出。

第一光纤准直器2为入射光纤准直器，第二光纤准直器4为出射光纤准直器。第一光纤准直器2和第二光纤准直器4均为双光纤准直器，包括尾纤和c-lens透镜；尾纤和c-lens透镜之间设置有一定的间隔，间隔处的端面成8度的倾斜角。为了提高回波损耗，间隔处的端面采用工程经验常用角度8度的倾斜角，这时可以保证准直器的回波损耗在70dB以上

由于尾纤端面引入了8度角，使光学系统中的光路略微改变，为了提高回波损耗同时要保证95％以上的耦合效率，通过光学仿真分析，红外单晶硅反射镜3与光纤准直器的光轴不垂直，有0.05度的倾斜角。

第一玻璃条5和第二玻璃条7均为由两个三棱柱形玻璃条构成的U形槽结构，光纤准直器分别通过对应的U形槽结构固定在基座1上。

继电器6处于断电状态时，入射端的第一光纤准直器2输出的光经过一段距离的自由传输，由出射端的第二光纤准直器4接收。继电器6处于供电状态时，继电器6带动红外单晶硅反射镜3移动至第一光纤准直器2和第二光纤准直器4的光通路上。第一光纤准直器2输出的光经过红外单晶硅反射镜3反射后，输出至第一光纤准直器2的另一尾纤端口。

在本发明的另一个具体实施例中：基于准直器22机械式光开关包括准直器、基座、红外单晶硅反射镜、继电器及起固定作用的玻璃条。

光纤准直器为双光纤准直器，包含第一光纤准直器(内有port1和port2两个端口)和第二光纤准直器(内有port3和port4两个端口)，第一光纤准直器为入射光纤准直器，第二光纤准直器为出射光纤准直器。其位置关系参考图2和图3。

红外单晶硅反射镜上镀制高反膜，红外单晶硅反射镜与光轴不是完全垂直的，有0.05度的倾斜角，其安放位置和镀膜面如图2和图4所示。

继电器处于断电状态时，信号光由尾纤port1或port2端口输入到入射光纤准直器后，输出的光经过一段距离的自由传输，由出射光纤准直器接收，最后分别由尾纤port4或port3输出。如图5所示。实现机械式光开关“开”的状态。

当继电器处于供电状态时，继电器控制反射镜***到两准直器的光路中，信号光由尾纤port1或port2端口输入到入射光纤准直器后，经反射镜反射分别进入port2或port1端口。实现机械式光开关“关”的状态。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。