[发明专利]光路切换装置

说明书

技术领域

本发明为有关于一种光路切换装置，在不移动光信号的输入/输出端或反射元件的前提下，运用电场驱动控制对不同反射元件加电而产生光电效应，以控制光束行径路线达到切换光路的目的。

背景技术

光通讯网络技术发展至今，光信号的交换或路由已经由传统依赖高速电子组件，逐渐转变为让光信号尽量在光域内作处理，亦即整个处理过程不再将光信号转换为电信号，而是直接以光信号来做处理，以便增加处理速度，并保持光的通透性。由此可知，用于光域上作交换核心的光路切换装置，未来势必扮演更重要的角色。

所谓的光路切换装置是使输入端输入的光信号切换至目的输出端的装置，可应用于光通讯网路节点的光交叉连接器(Optical Cross Connect，OXC)、光分插复用器(Optical Add & Drop Multiplexer，OADM)等系统的全光交换核心技术，以完成交换或路由等功能。

目前市场上的光路切换装置种类繁多，早期以机械式为主，即利用步进马达等机械动力移动光纤、镜面或其它组件以改变光路，其串音低、插入损失小，但不易与其它光通讯组件整合，且切换速度较慢，组件寿命较短，已逐渐无法符合光通讯网路的需求。目前则以微机电式光路切换装置为主流，即利用如硅等半导体材料，雕刻出的微小机电结构，其中以微小可移动镜面阵列架构为主，利用致动器控制反射元件的位置，使其进入或脱离输出/输入端光信号路径，达到切换光路的目的。

以下举一个微机电式1x2光路切换装置来说明微机电式光路切换装置的动作原理，其架构如图1和图2所示意，图中的微机电式1x2光路切换装置100是由输入光准直器101、第一输出光准直器102、第二输出光准直器103、致动器控制装置104及反射元件105所组成。其中假设微机电式1x2光路切换装置的原始状态如图1所示意，输入光源直接射入第一输出光准直器102行成第一光路106，而微机电式1x2光路切换装置的致动器控制装置104控制反射元件105进入输入光源后的示意图如图2所示意，此时输入光源经由反射元件105被反射至第二输出光准直器103形成第二光路201，以达到切换输入光源的光路的目的。

除此之外，为了减少输入光源经由反射元件反射光源的次数，反射元件亦有采上下移动与任意方向转动的方式，其中可分为二维及三维阵列架构。在二维阵列架构中，反射镜仅作简易的上下移动，当反射镜往下时，光可通过，反之则会反射光束到目的输出端。而在三维阵列架构中，反射镜可作任意方向的转动，不过此方式对反射镜停滞位置的控制需非常精准。

过去的已知技术多以机械动作所产生的控制为主要技术手段，然而由于长期的运动容易导致结构变形、材料受损，而且运动过程及搬运时所产生的震动均会降低其可靠度，久而久之也会造成控制上的不精确，另外，光路切换装置亦受限于机械运动所需的移动空间，无法进一步缩小体积。

鉴于上述已知技术所衍生的各项待解决问题，有必要发明能排除以往已知技术依靠机械动作的光路切换装置。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于不移动光信号的输入/输出端或反射元件的前提下，提供一种光路切换装置，运用电光材料施加电场后，产生可改变折射率的光电效应，使输入光源经由涂布电光材料的反射元件，可借由电场的提供与否来产生出反射或透射光源等特性，借以达到改变输入光源的光路的目的。

本案提出的一种光路切换装置，分别由输入端、至少一个反射元件、电场驱动器及一个以上的输出端所组成，其中各个反射元件可依不同的排列方式组成反射元件阵列，当输入光源经由输入端射入反射元件阵列，并以电场驱动器依光路的不同，对反射元件阵列内的不同反射元件施加电场，用以反射输入光源，达到控制光路的目的，达到解决以机械动作为主的光路切换装置，长期运动导致结构变形、材料受损及运动过程和搬运时所产生的震动会造成的可靠度降低的问题，同时省却机械运动所需的移动空间，大幅降低光路切换装置的体积。

有关本发明的特征与实作，以下配合附图做最佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1及图2是现有技术中微机电式1x2光路切换装置执行光路切换的连续操作实施例示意图。

图3是现有技术中反射元件实施例示意图。

图4是现有技术中反射元件未加电场的光路示意图。

图5是现有技术中反射元件施加电场的光路示意图。

图6是本发明的光路切换装置第一实施例示意图。

图7及图8是本发明的光路切换装置第二实施例光路切换实施例示意图。