[发明专利]一种多通道2×2光开关

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件技术领域，具体为一种多通道2X2光开关。

背景技术

光开关是一种实现光信号通断、光路径改变的光无源器件，是实现光通信网络信号交换的基础器件之一，也是实现全光网络中核心部件之一。目前光开关技术相对成熟，各类产品被广泛应用于光路切换、系统监测、光路保护切换试验、光纤传感系统、光器件测试、光分/插复用(OADM)、时分复用(TDM)、波分复用(WDM)等场合。光开关具有广阔的市场前景，是最具发展潜力的光无源器件之一。

现有的多数光开关基本上都是继电器和电机结构的机械式光开关，即采用2台光纤准直器相互对准、实现输入端与输出端光的耦合，通过控制继电器或电机移动光学元件，如改变棱镜、或反射镜等光学元件的位置，使光束改变方向，从而实现光路的切换。

目前的1×2和2×2机械式光开关主要是采用粘胶工艺技术，装调不方便，密封性较差，因此其中的光学晶体镀膜层容易被氧化或污染，不仅影响光开关的工作寿命，也使光开关的工作温度局限在-20℃～+70℃，且光路插入损耗变化超过0.2dB。

随着光通信技术超高速发展、加工工艺的进步，光通信系统都朝着大容量、小型化、集成化等方向发展。光开关作为光通信链路中的一种重要元器件，市场需要切换快速的、多通道的小型化光开关。

发明内容

本发明的目的是设计一种多通道2X2光开关，其继电器嵌于底盒内，底盒的两个相对的侧面分别固定1个N芯光准直器，悬梁臂后端固定于继电器摆动片、前端固定安装n个棱镜，初始状态输入N束光经一侧的N芯光准直 器直接分别进入相对侧面上与之正对的N芯光准直器的输入端口，当继电器通电时n个棱镜被继电器摆动片抬高，输入光束各经N芯光准直器的一个通道后，通过棱镜折射进入相对侧面上的N芯光准直器的另一个输入端口。

本发明设计的一种多通道2X2光开关，包括光准直器、棱镜和继电器，继电器嵌装于底盒内腔底部，底盒的底部有引脚孔，继电器的引脚从底盒的引脚孔伸出，连接驱动电线。底盒相对的两个侧面各有1个堵头孔，每个堵头孔固定安装1个N芯光准直器，所述N为4、8、12或16。输入端的N芯光准直器与输出端的N芯光准直器相同，且二者的中轴线相重合，各光路一一相对。继电器上有铰接于其表面的摆动片，摆动片后端处于继电器线圈上方，前端固定悬梁臂，悬梁臂的中心线与安装N芯光准直器的底盒的侧面平行，悬梁臂前端固定安装n个并列的棱镜，n＝N/4。初始状态，即继电器未通电的状态，悬梁臂前端的高度相同的n个棱镜处于输入端的N芯光准直器和输出端的N芯光准直器的中轴线之下，输入端的N芯光准直器的各光路分别与输出端的N芯光准直器的各光路一一相对，M束输入光分别经输入端的N芯光准直器的M个光路直接进入正相对的输出端N芯光准直器的M个光路，M≤N。当继电器通电时，摆动片后端被继电器线圈吸引向下移动、前端向上摆动，带动悬梁臂抬高、悬梁臂前端的n个棱镜切入2个N芯光准直器之间的光路上。

所述棱镜为四棱柱的光学楔角片棱镜，其棱与N芯光准直器的中轴线垂直。棱镜的4个侧面均相等且两两平行，为折射光的斜面。斜面上有增透镀膜。两个锐角的对角面与N芯光准直器的光路垂直，即其钝角与N芯光准直器相对。每个棱镜的一个斜面与输入端或输出端的N芯光准直器的2个光路相对。当一束输入光经输入端的N芯准直器的某光路入射与之相对的棱镜的斜面，经该棱镜的另一对平行斜面的2次内反射，由该棱镜与入射面平行的另一斜面出射，进入输出端的N芯光准直器另一光路，该光路与光的出射面相对，一个棱镜可实现4束光同时折射切换。

所述棱镜的锐角为55°～65°。

为了便于安装N芯光准直器，底盒堵头孔外接堵头管，二堵头管的中心线重合，且垂直于底盒侧面。N芯光准直器插入堵头管内，二者为间隙配合且固定连接。N芯光准直器的尾部的光纤输入输出端口在堵头管外。

为了保护N芯光准直器，堵头管外套有堵头套筒，堵头套筒内端抵于底盒侧面，N芯光准直器尾部处于堵头套筒内。堵头套筒尾端还安装有橡胶尾套，封闭堵头套筒尾端，以保护N芯光准直器的光纤输入输出端口。

底盒配有与其内腔相配合的盖板，盖板密封固定于底盒内腔上方腔口，盖板与底盒之间的缝隙为金属化密封，同时底盒底面的引脚孔也为金属化密封。