光开关
专利汇可以提供光开关专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种光 开关 包括一输入装置、一反射输出装置、一传输输出装置、一切换元件及一滑座，其中输入装置包括一输入光纤，反射输出装置和传输输出装置分别包括一反射输出光纤和传输输出光纤，且输入光纤及反射、传输输出光纤共面设置，切换元件包括一用于切换光路的反射表面，该滑座包括一移动装置，其可于第一端和第二端之间移动，且移动装置进一步包括二支臂，该二支臂分别连接于输入装置和反射输出装置，输入装置和反射输出装置对称设置于该滑座的两侧，且输入装置和反射输出装置可于相应于该移动装置所处的第一端和第二端的第一 位置 和第二位置间同步转动。，下面是光开关专利的具体信息内容。
1.一种光开关，其包括一输入装置、一反射输出装置、一传输 输出装置、一切换元件及一滑座，其中该输入装置包括一输入光纤， 该反射输出装置和传输输出装置分别包括一反射输出光纤和传输输 出光纤，其特征在于该输入光纤及反射、传输输出光纤共面设置， 该切换元件包括一用于切换光路的反射表面，该滑座包括一移动装 置，其可于第一端和第二端之间移动，该移动装置进一步包括二支 臂，该二支臂分别连接于输入装置和反射输出装置，该输入装置和 反射输出装置对称设置于该滑座的两侧，且该输入装置和反射输出 装置可于相应于该移动装置所处的第一端和第二端的第一位置和第 二位置间同步转动。
2.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该切换元件是一棱 镜。
3.如权利要求2所述的光开关，其特征在于该棱镜可为一半圆 形棱镜或一梯形棱镜。
4.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该滑座进一步包括 一与切换元件的反射表面垂直的凹槽。
5.如权利要求4所述的光开关，其特征在于该移动装置设置于 滑座的凹槽中。
6.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该输入装置和反射 输出装置位于切换元件的反射表面的同一侧，传输输出装置位于切 换元件的反射表面的后一侧。
7.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该输入装置和反射 输出装置均包括一齿条，该滑座的二支臂的一端分别包括一与该齿 条相啮合的齿轮，且该齿轮可于齿条上转动。
8.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该输入装置和反射 输出装置均进一步包括一用于安装该齿条的板片。
9.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该输入装置和反射 输出装置均进一步包括一用于与滑座的移动装置的二支臂相连转 轴。
10.如权利要求9所述的光开关，其特征在于该输入装置和反 射输出装置均进一步包括一用于安装该转轴板片。
11.一种光开关，其包括一输入装置、一反射输出装置、一传 输输出装置、一切换元件及一衬底，其中该输入装置包括一输入光 纤，该反射输出装置和传输输出装置分别包括一反射输出光纤和传 输输出光纤，其特征在于该输入光纤及反射、传输输出光纤共面设 置，该切换元件包括一用于切换光路的反射表面，该反射和传输输 出装置环绕设置于该切换元件的周围，该输入装置装配于该衬底上， 且可于第一和第二位置间转动。
12.如权利要求11所述的光开关，其特征在于该衬底包括一弧 形凹槽，且该弧形凹槽的两端分别相应于该输入装置转动的第一及 第二位置。
13.如权利要求12所述的光开关，其特征在于该输入装置进一 步包括一用于与衬底的弧形凹槽配合的圆柱。
14.如权利要求13所述的光开关，其特征在于该弧形凹槽的两 端分别向内形成一对用以将圆柱卡固于弧形凹槽两端的凸起。
15.如权利要求14所述的光开关，其特征在于该反射和传输输 出装置均固定于该衬底上。
【技术领域】
本发明是关于一种用于光纤通信和光网络的光开关，尤指一种 采用棱镜作为切换元件的机械式光开关。
【背景技术】
为达成便利和经济的目的，通常在光网络中使用光开关，由此， 单一光信号可于二个或多个用户之间分享，或单一用户可从变化的 光信号中选择而不需要增加额外的费用及安装额外硬件的复杂性。
光开关可分为机械式光开关和非机械式光开关，机械式光开关 通过机械或电磁原理移动光纤或光学组件而改变光路。
请参照图9A、9B，美国第6,154,586号专利揭示了一种光开关 99，其处于第一状态时，自输入端82输入的输入光束反射至反射输 出端83，处于第二状态时，自输入端82输入的输入光束传输至传 输输出端84。光开关99包括一透明材料制成的本体81，其具一反 射表面811、一反射腔86及一传输腔87。反射腔86和传输腔87 通过一透光膜85隔开，且分别以反射和传输流体填充。光开关99 进一步包括一激励器7，其通过一连接通道71与传输腔87相连， 激励器7控制透光膜85接触或离开反射表面811。
请参照图9A，光开关99处于第一状态，且该反射流体覆盖本 体81的反射表面811。来自输入端82的输入光束以一等于或大于 临界角度(该临界角度由反射表面811和反射腔86的反射流体的折 射率决定)的入射角入射于反射表面811，该光束全反射至反射端口 83。请参照图9B，光开关99处于第二状态，且透光膜85连接于反 射表面811，来自输入端82的输入光束以一小于临界角度(该临界 角度由反射表面811和透光膜85的折射率决定)的入射角入射于反 射表面811，该光束穿过本体81传输至传输输出端口84。
但是，上述光开关存在一些不足，首先，本体81的反射腔86 和传输腔87以流体填充，为防止流体自反射腔86和传输腔87流出， 本体81必须具有良好的密封，以致成本较高。其次，当透光膜85 连接于反射表面811时，剩余流体压迫遗留于透明膜85与反射表面 811上，因此，光开关的性能将有所降低。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种性能较好、成本较低的光开关。
本发明的技术方案是：本发明光开关包括一输入装置、一反射 输出装置、一传输输出装置、一切换元件及一滑座，其中输入装置 包括一输入光纤，反射输出装置和传输输出装置分别包括一反射输 出光纤和传输输出光纤，且输入光纤及反射、传输输出光纤共面设 置，切换元件包括一用于切换光路的反射表面，该滑座包括一移动 装置，其可于第一端和第二端之间移动，且移动装置进一步包括二 支臂，该二支臂分别连接于输入装置和反射输出装置，输入装置和 反射输出装置对称设置于该滑座的两侧，且输入装置和反射输出装 置可于相应于该移动装置所处的第一端和第二端的第一位置和第二 位置间同步转动。
本发明的有益效果是：本发明光开关通过将所有元件封装于套 管内，故无杂质影响其光学性能，此外，本发明光开关内无流体物 质，其封装要求可适当降低，导致成本降低。
【附图说明】
图1A、1B是本发明光开关第一实施例分别处于第一状态和第 二状态的俯视图且部分切开以展示其内部结构；
图2A、2B是本发明光开关第二实施例分别处于第一状态和第 二状态的俯视图且部分切开以展示其内部结构；
图3A、3B是图1A、1B和图2A、2B所示的光开关分别处于第 一状态和第二状态的光路示意图，该光开关内部具有一半圆形棱镜；
图4A、4B是图1A、1B和图2A、2B所示的光开关分别处于第 一状态和第二状态的光路示意图，该光开关内部具有一梯形棱镜；
图5A、5B是本发明光开关第三实施例分别处于第一状态和第 二状态的俯视图且部分切开以展示其内部结构；
图6是图5A、5B所示的光开关的输入器件沿VI-VI的剖视图；
图7A、7B是图5A、5B所示的光开关分别处于第一状态和第 二状态的光路示意图，该光开关内部具有一半圆形棱镜；
图8A、8B是图5A、5B所示的光开关分别处于第一状态和第 二状态的光路示意图，该光开关内部具有一梯形棱镜；
图9A、9B是现有光开关分别处于第一状态和第二状态的剖视 图。
【具体实施方式】
请参阅图1A和图1B，本发明第一实施例的光开关10包括一 输入装置11、一反射输出装置12、一传输输出装置13、一切换元 件2及一滑座3。输入装置11用于输入光信号至光开关10，反射输 出装置12和传输输出装置13用于从光开关10输出光信号，切换元 件2用于切换输入装置11与反射输出装置12和传输输出装置13 之间的光路，滑座3用于控制输入装置11和反射输出装置12与切 换元件2的相对移动。
输入装置11包括一插针112和一准直透镜113。插针112具一 输入光纤111，准直透镜113可为一渐变折射率透镜或一模铸透镜， 用于准直输入光纤111的输入光。为降低插入损耗，插针112和准 直透镜113相对设置的一端为二6至8度的平行斜面。插针112和 准直透镜113固设于一石英管114内，且准直透镜113部分延伸出 石英管114，一金属管117装配于石英管114外部用于保护该石英 管114。一板片115固设于金属管117的外表面，板片115的一边 开设有一凹口(图未示)，且一齿条116固设于板片115的凹口处用 于与滑座3的齿轮34啮合。
反射输出装置12的结构与输入装置11相同，但是其尺寸略大 于输入装置11，且反射输出装置12的金属管(图未示)的内径与输入 装置11的金属管117的外径相等，以使输入装置11的一端可部分 收容于反射输出装置12内，反射输出装置12与输入装置11对称地 设置于滑座3的两侧。
传输输出装置13的结构与输入装置11相似，但是其不具板片 及齿条，传输输出装置13和滑座3的纵轴成一预定角度设置。
滑座3设置于输入装置11和反射输出装置12的角平分线上， 其包括一垂直于切换元件2的反射表面21(请参阅图3A)的凹槽32 和一与凹槽32配合的移动装置31，移动装置31可于凹槽32的第 一端和第二端之间移动。移动装置31进一步包括二与其相连的支臂 33，且二支臂33可绕移动装置31旋转。二支臂33的外端分别具一 齿轮34，且齿轮34可于支臂33上旋转。该齿轮34与输入装置11 和反射输出装置12的齿条16啮合，且当移动装置31于滑座3的凹 槽31内移动时，齿轮34绕其与支臂33的交点转动，并于齿条116 上转动。二支臂33的长度相等以保证输入装置11和反射输出装置 12与滑座3中心轴的角度相等。
请一并参阅图3A至图4B，切换元件2具一反射表面21，该反 射表面21与滑座3的中心轴垂直设置，其可为半圆形、三角形或其 它形状的棱镜。输入装置11和反射输出装置12设置于反射表面21 的前侧，传输输出装置13设置于反射表面21的后侧，且该反射表 面21镀有一光学薄膜以保证其光学性能。
输入装置11、反射输出装置12及传输输出装置13的一端接合 于一交点，输入装置11和反射输出装置12可绕该交点于第一位置 与第二位置之间同步旋转，传输输出装置13相对该交点固定不动， 切换元件2固设于该交点，为确保光信号于输入装置11与反射输出 装置12和传输输出装置13间传输，其各自的中心轴共面设置，且 输入光纤111、反射输出光纤121及传输输出光纤131于光开关10 内的连接处亦共面设置。
请参阅图3A和图3B，其是切换元件2为半圆形棱镜时的光路。 光开关10位于第一状态时，滑座3的移动装置31处于凹槽32的第 一端(请参阅图1A)，输入装置11和反射输出装置12处于第一位置， 其间具一预定角度，自输入装置11输入的输入光束51以一角度θ1 入射至反射表面21，且几乎所有光穿透该反射表面21，通过反射表 面21的传输光束53传输至传输输出装置13；光开关10位于第二 状态时，移动装置31移动至凹槽32的第二端，输入装置11和反射 输出装置12之间的角度发生改变，输入装置11和反射输出装置12 处于第二位置，其间角度达最大值，此时，输入光束51以一角度θ2 入射至反射表面21，该角度θ2等于或大于由反射表面21的折射率 决定的临界角，输入光束51被反射表面21完全反射，且反射光束 52传输至反射输出装置12。
请参阅图4A和图4B，其是切换元件2为三角形棱镜时的光路， 光开关10的工作原理与切换元件2为半圆形棱镜时相同。
请参阅图2A和图2B，本发明第二实施例的光开关20与第一 实施例的光开关10相似，其包括一输入装置11、一反射输出装置 12、一传输输出装置13、一切换元件2及一滑座3’，输入装置11 和反射输出装置12分别设置一板片115’，该二板片115’分别凸伸 出一转轴35，滑座3’的每一支臂33’的外端与相应转轴35连接，且 支臂33’可绕转轴35转动。
请参阅图5A和图5B，本发明第三实施例的光开关30包括一 输入装置11’、一反射输出装置12、一传输输出装置13、一切换元 件2及一衬底6。
请一并参阅图6，输入装置11’包括一具输入光纤111的插针112 和一准直透镜113，插针112和准直透镜113固设于一石英管114 内，一金属管117装配于石英管114外部用于保护该石英管114。 金属管117设置于衬底6上，一圆柱118凸伸出金属管117的一外 表面，衬底6开设一弧形凹槽61用于收容圆柱118，弧形凹槽61 的两端分别向内形成一对凸起(未标示)，用于将圆柱118卡固于弧 形凹槽61的两端。反射输出装置12、传输输出装置13及切换元件 2均固设于衬底6上，且输入装置11’、反射输出装置12及传输输 出装置13的一端接合于一交点，切换元件2固设于该交点。
请一并参阅图7A至图8B，切换元件2具一用于切换光路的反 射表面21，其可为一半圆形、梯形或其它形状的棱镜，输入装置11 和反射输出装置12设置于反射表面21的前侧，传输输出装置13 设置于反射表面21的后侧，且反射表面21镀有一光学薄膜以保证 其光学性能。
请参阅图7A和图7B，其是切换元件2为半圆形棱镜时的光路。 光开关30位于第一状态时(请参阅图5A)，输入装置11’处于弧形凹 槽61的第一端，输入装置11’和传输输出装置13直线排布，自输 入装置11’输入的输入光束51垂直入射至反射表面21，且几乎所有 光信号穿透该反射表面21，通过该反射表面21的传输光束53传输 至传输输出装置13；光开关30位于第二状态时(请参阅图5B)，输 入装置11’转至弧形凹槽61的第二端，输入装置11’与反射输出装 置12沿传输输出装置13的纵轴方向对称设置，输入光束51以一角 度θ2入射至反射表面21，该角度θ2等于或大于由反射表面21的折 射率决定的临界角，输入光束51被反射表面21完全反射，且反射 光束52传输至反射输出装置12。
请参阅图8A和图8B，其是切换元件2为梯形棱镜时的光路， 光开关30的工作原理与切换元件2为半圆形棱镜时相同。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 具有在输入侧和输出侧耦联的热泵装置的热泵系统 | 2020-05-11 | 630 |
| 终端侧输入数据的解扰解扩方法及其系统 | 2020-05-12 | 294 |
| 一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器 | 2020-05-12 | 993 |
| 一种同侧输入输出的同频合路器 | 2020-05-11 | 524 |
| 外壳同一侧配有输入和输出端子的电子装置 | 2020-05-12 | 67 |
| 扫描输入片材两侧的图像扫描装置 | 2020-05-11 | 991 |
| 沿设备侧壁的触摸输入检测 | 2020-05-11 | 250 |
| 开关位于输入侧的自激式单相无桥整流器 | 2020-05-11 | 265 |
| 一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器 | 2020-05-12 | 561 |
| 可测量侧向压力的手写输入装置 | 2020-05-11 | 66 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
