[发明专利]一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤交换器

说明书

本发明提供的是一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤交换器。所述的多芯光纤交换器由阵列MEMS反射器基座、基座外壳、阵列MEMS反射器、偏转光窗外壳、准直微透镜阵列、输入输出光纤阵列和MEMS反射器控制驱动板组成。所述输入输出光纤阵列由一根位于中心的N(N为大于1的整数)芯光纤和围绕周围的M(M为大于等于1的整数)根N芯光纤组成。所述阵列MEMS反射器由N片可以沿两个互相垂直的转轴转动的反射器组成。经过输入输出光纤阵列输入的光，经准直微透镜阵列准直，由阵列MEMS反射器偏转后被准直微透镜阵列耦合进输入输出光纤阵列输出。本发明可广泛用于多芯光纤传感，光通信等领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤交换器，属于光通信、无源光器件、多芯光纤器件、光信号交换和光纤传感技术领域。

(二)背景技术

作为空分复用的多芯光纤成为进一步增大光纤通信容量的最后一块处女地，近几年来格外引人注目，已经有了大量的关于解决扩容增速的研究。多芯光纤核心关键，包括芯间耦合与串扰问题、多芯光纤的传输特性与弯曲特性、多芯光纤的分束与连接技术以及多芯光纤的锥体耦合技术等。多芯光纤在传感领域也有若干的应用，如地铁网络系统、无线电基站、连接数据中心底板、芯片通信系统、新型光纤放大器、石油勘探中井下传感以及管道检测。

以多芯光纤为载体的新型空分复用技术充分地利用了“空间”这个维度，能够有效地提高单根光纤的传输容量，这在超高容量长距离光纤传输系统中已经得到了验证并吸引了业界广泛的关注。多芯光纤从节省空间方面到提高高速通信的能力都有优势，使其更加小型化、有弹性、灵活性和可定制。多芯光纤具有小尺寸、纤芯的空间分布以及良好的热稳定性等特性；微电子机械系统(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)的内部结构一般在微米甚至纳米量级，同样具有尺寸小的特点。多芯光纤交换器小结构尺寸，低插损，低串扰，长期稳定性是重要的优点。

专利号为CN110868651A的专利提出了一种全光交换装置，包括外壳、光切换单元、以及2组以上的输入准直器和输出准直器。采用机械控制方式实现全光交换装置的光路的切换，其不仅能够具有插入损耗偏低、隔离度高、波长和偏振无光等特点，而且能够减小全光交换装置的体积和复杂度。这种器件能够实现标准单模光纤的间的光交换，但不能实现对两个以上多芯光纤的纤芯之间进行光交换，且仍然有较大的体积，不便于集成。

专利号为CN110658588A的专利提出了一种多功能光开关及其控制方法，包括输入光纤，耦合准直镜，离轴抛物镜，输出光纤。其专利是基于耦合准直镜与离轴抛物镜消像差光学特性，通过沿柱面中心轴旋转及移动离轴抛物镜，可实现中心轴与柱面中心轴同轴，面与离轴抛物镜焦点重合的圆柱面上任意位置输出光纤光束耦合，极大限度利用光开关输出耦合空间资源，降低光学耦合镜片数量及结构设计成本。当其缺点是主要适用于多种激光加工应用对光纤输出光束要求不同的单台光纤激光器多选项输出场合，不能实现对两个以上多芯光纤的纤芯之间进行光交换。

随着多芯光纤的发展以及传感技术的提高，通常在一根多芯光纤的不同纤芯进行一些传感或者信息的采集，然后再对每个纤芯的信息单独分析，以避免不同信息的互相干扰，再对采集的信息进行统一分析处理，比如基于多芯光纤的三维形状传感技术；或者需要对多芯光纤的不同纤芯分时注入或者采集信息，因此对实现多芯光纤之间的光交换，提出了巨大的现实需求；多芯光纤交换器能有效的丰富多芯光纤的应用。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤交换器。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤交换器如图1所示。所述的多芯光纤交换器包括阵列MEMS反射器基座1、阵列MEMS反射器2、基座外壳3、偏转光窗外壳4、准直微透镜阵列5、输入输出光纤阵列6、MEMS反射器控制驱动板；通过对多芯光纤交换器控制驱动板的控制，可以实现多芯光纤交换器的交换功能。