[發明專利]基于光纖陣列同步2×2機械式光開關

有效

• 申請號: 200910241684.3
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN101718894A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 祝寧華;鞠昱;張艷;溫繼敏;王欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明屬于光纖通信技術領域，更具體說是一種基于光纖陣列的同步2×2機械式光開關。

背景技術

隨著密集波分復用技術的應用以及光聯網的提出，光開關技術已經成為未來光聯網的關鍵技術之一，光開關廣泛應用于交叉連接設備、保護倒換、分插復用器等各種設備中，可實現在全光層的路由選擇、波長選擇、光交叉連接以及自愈保護等功能。傳統的光開關技術主要采用波導和機械兩種技術，介質波導光開關的開關速度在微秒到亞毫秒量級，體積小且易于集成為大規模的陣列，但插入損耗、隔離度、消光比、偏振敏感性等指標都較差；機械式光開關的開關速度在毫秒量級，有比較低的插入損耗和串音效果，以及成本低、設計配置簡單，在很多應用領域有著廣闊的市場需求，但其設備龐大、可擴展性一般，不適用于大規模的開關矩陣及光交叉連接器應用。這就需要通過優化其結構設計，進一步改進機械式光開關的體積及操作性。

發明內容

為了解決以上問題，本發明的目的在于提供一種基于光纖列陣的同步2×2機械式光開關機構及其控制方法，該光開關不僅結構簡單，損耗低，體積較小，并且光開關的耦合效率可以得到有效保證。

本發明解決其技術問題的技術方案是：

本發明提供一種基于光纖列陣的同步2×2機械式光開關，其中包括：

一第一光纖陣列基座，該第一光纖陣列基座為圓柱型，中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布有12個與柱面垂直的光纖通道；每個通道的頂部固定一個光纖頭，該光纖頭的一端露出第一光纖陣列基座的表面；

一耦合基座，耦合基座為圓柱型，中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布12個通孔，該通孔與第一光纖陣列基座的通道對應，所述光纖頭露出的部分插入耦合基座的通孔；

一第二光纖陣列基座，第二光纖陣列基座的結構與第一光纖陣列基座的結構相同，包括中心有圓形通孔；柱面沿圓周方向上均勻分布有12個與柱面垂直的光纖通道，每個通道的頂部固定一個光纖頭，該光纖頭的一端露出第二光纖陣列基座的表面，所述光纖頭露出的部分插入耦合基座的通孔；

一柱形軸，所述第一光纖陣列基座、耦合基座和第二光纖陣列基座均套接在柱形軸上；第一光纖陣列基座和耦合基座插合后與柱形軸固定；第二光纖陣列基座是沿柱形軸的縱向滑動，或繞軸在30度范圍內往復轉動；

所述第一光纖陣列基座的光纖頭，按照順時針方向排序為(1A)至(1L)，其中

光纖頭(1A)通過短光纖與光纖頭(1J)相連；

光纖頭(1B)通過短光纖與光纖頭(1E)相連；

光纖頭(1C)通過短光纖與光纖頭(1I)相連；

光纖頭(1D)通過短光纖與光纖頭(1G)相連；

光纖頭(1F)通過短光纖與光纖頭(1L)相連；

光纖頭(1H)通過短光纖與光纖頭(1K)相連。

其中耦合基座的通孔的分布半徑與第一光纖陣列基座中的光纖通道相同，按照順時針方向耦合基座的通孔排序為(2A)至(2L)，每個通孔中均安裝一陶瓷C形管，便于第一光纖陣列基座和第二光纖陣列基座的光纖頭的對正耦合。

其中第一光纖陣列基座與耦合基座插合時，保證光纖頭(1A-1L)與通孔(2A-2L)相對應。

其中第二光纖陣列基座的各光纖頭按照逆時針方向排序為(3A-3L)，光纖頭引出的光纖連接到預定切換的光路。

本光開關將兩組光纖陣列(帶光纖頭)分別以相同半徑的圓周分布固定在兩個同軸的柱形基座上(其中一組的光纖頭套接在C形陶瓷管中)，形成兩個光纖插座(一公一母)。兩個基座之間可以做平動以及30度轉動。通過平動以及轉動基座可以光纖陣列的對應關系發生改變，從而實現同時的多路光路切換。

本發明的有益效果是：

本發明結構簡單，體積較小，可以實現同步2×2光開關的功能。

本發明中光的準直由于只存在轉動一個自由度，簡化了光準直的空間復雜度。使得操作更為方便。

本發明的耦合效率由光纖頭與C形管的配合控制，耦合效率高。

附圖說明

為進一步說明本發明的技術內容，以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，其中包括：

圖1是本發明的原理示意圖；

圖2是本發明實現的等效光通路圖；

圖3是本發明的具體結構示意圖；

圖4是圖3中第一光纖陣列基座1的側視圖；

圖5是圖3中耦合基座2的側視圖；

圖6是圖3中第二光纖陣列基座3的側視圖。

具體實施方式

請參閱圖1-圖6，本發明是一種基于光纖陣列的3組2×2機械式光開關，包括：