一种M×N机械式光开关制造技术

本实用新型专利技术为一种M×N机械式光开关，其底盒的A侧面固定安装1个M芯阵列准直器，M个相同的准直输出光路相互平行，与之相邻的B侧面固定安装1个N芯阵列准直器，N≥M，N个相同的准直器的输入光路相互平行。N个电机固装于底盒的B’侧面，N根导轨安装于B和B’两侧面之间，各导轨均垂直于B和B’两侧面，每根导轨有一滑块，各滑块上固装一块反射镜与光路相对。各电机连接的丝杆与导轨平行，各丝杆穿入对应的滑块丝孔，当某个电机启动转动丝杆，滑块沿导轨直线移动。各电机的电磁开关与控制中心连接。反射镜处于不同位置使M路输入光可选择N路输出；本实用新型专利技术体积减少、插入损耗低、隔离度高、成本低、重复性好。光开关切换速度高。

【技术实现步骤摘要】
一种M×N机械式光开关
本技术属于光通讯
，具体涉及用于光信号交换的一种M×N机械式光开关。
技术介绍
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技术之一。伴随着光通信传送网络技术的超高发展，原有的光开关技术性能不断地改进，各种功能类型的光开关不断涌现。按照目前生产工艺来区分主要分为两大类，一类为微机电系统(MEMS)工艺的M×N光开关，另一类即M×N机械式光开关。机械式光开关具有插入损耗较低、隔离度高、波长和偏振无关、抗振动试验性能强，生产制作技术也相对成熟，因此在光通信网络中占有极其重要的地位，并广泛应用于光网络的故障保护切换，动态的光路径管理与监控，光器件的测试、业务的灵活增减与转移等。现有的M×N机械式光开关是由M个1×N机械式光开关进行M级级联才实现M×N光路的开关功能。M级1×N机械式光开关级联后的光开关整体体积偏大、响应时间慢、成本也高，难以实现与其它器件的光或光电集成，也不易于大批量生产，这些问题都使现有的M×N机械式光开关难以推广应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种体积较小、切换速度快的M×N机械式光开关，包括一列M芯阵列准直器和一列N芯阵列准直器，两列准直器的光路交角相同。电机驱动的滑块在与N芯阵列准直器对应的导轨上移动，滑块上的反射镜处于两列准直器的光路交点上时，连接二光路。本技术设计的一种M×N机械式光开关包括多芯阵列准直器和控制中心，长方体的底盒四个侧面分别为A、B、A’和B’,A和B相邻且相互垂直，A’平行于A，B’平行于B。A侧面固定安装1个M芯阵列准直器，与之相邻的B侧面固定安装1个N芯阵列准直器，N≥M。所述M芯阵列准直器是排列在底盒A侧面的处于同一平面的M个相同的准直器M1,M2…Mi…MM，它们的输出光路相互平行，与底盒的A侧面的交角为α＝70°～110°。与之相类似，所述N芯阵列准直器是排列在底盒B侧面的处于同一平面的N个相同的准直器N1,N2…Nj…NN，它们的输入光路相互平行，与底盒的底盒的B侧面的交角也为α。M芯阵列准直器和N芯阵列准直器的光路方向均处于同一平面。N个电机Q1,Q2…Qj…QN固定安装于底盒的B’侧面，N根导轨安装于B和B’两侧面之间，各导轨均垂直于B和B’两侧面，每根导轨上安装一个与之配合的滑块，每个滑块上固定安装一块反射镜，反射镜的镜面垂直于M芯阵列准直器和N芯阵列准直器光路方向所处的平面，N块反射镜P1,P2…Pj…PN的镜面分别与N芯阵列准直器的N条光路相对。各电机的输出轴各连接一根丝杆，丝杆与导轨平行，每根丝杆穿入与之对应的滑块的丝孔，当某个电机启动，带动与之相连的丝杆转动，该丝杆上的滑块沿其导轨直线移动。各电机的电磁开关与控制中心连接。较佳方案为M和N为4～64的整数。最佳方案为M＝N＝4～32的整数。较佳方案为所述M芯阵列准直器的输出光路垂直于底盒的A侧面；与之相类似，所述N芯阵列准直器的输入光路垂直于底盒的B侧面。M芯阵列准直器和N芯阵列准直器的光路方向相互垂直，各滑块上的反射镜的反射镜面与光路的交角为45度。光通过M芯阵列准直器的输入端送入本开关，各电机的运行使各滑块移动，当反射镜Pj处于Mi的输出光路上时，将入射准直器Mi的光折射到准直器Nj。反射镜位置改变，光路的连接不同，决定输入M芯阵列准直器的光，经N芯阵列准直器中哪个输出。当反射镜Pj依次处于M1,M2…MM的输出光路上时，输入M1,M2…MMM的光将依次从同一Nj准直器输出。同样当反射镜P,P2…PN依次处于Mi的输出光路上时，输入同一Mi准直器的光将依次从N1,N2…NN准直器输出。即入射某个准直器mi的光可以选择N1,N2…NN的任一准直器输出。每个电机前侧安装有光电开关，所述光电开关为相对的光发射端和接收端，光电开关的信号线接入控制中心。滑块的一侧安装遮光片，当导轨上的滑块移动到靠近与之连接的电机时，遮光片插在该电机的光电开关的光发射端和接收端之间，光发射端的光被遮，接收端接收不到光，该光电开关将向控制中心发出信号，控制中心及时断开该电机的电磁开关，电机停止运行。所述反射镜为平面反射镜、直角棱镜或角锥棱镜。最佳方案是直角棱镜，能将光全反射，容易安装，且对机械应力稳定性和强度好。与现有技术相比，本技术一种M×N机械式光开关的优点为：能使M路输入光选择N路输出光路；与输入输出路数相同的级联式机械式光开关相比，体积减少近一半、插入损耗低、隔离度高、成本低、重复性好。导轨上的滑块能快速运动响应，光开关切换速度高。附图说明图1为本M×N机械式光开关实施例8芯阵列准直器的整体结构整体结构示意图；图2为本M×N机械式光开关实施例1的光路示意图；图3为本M×N机械式光开关实施例1电机、滑块和导轨的结构示意图；图4为本M×N机械式光开关实施例2光路示意图。图内标号为1、底盒，2、丝杆，3、导轨，4、滑块，5、反射镜，6、光电开关，7、遮光片；M1～M8为8芯阵列准直器的8个准直器，N1～N8为另一8芯阵列准直器的8个准直器，Q1～Q8为8个并列的电机。具体实施方式下面结合附图对以本M×N光开关为实施例作进一步说明。M×N机械式光开关实施例1本M×N机械式光开关实施例1的M＝N＝8，为8×8机械式光开关，包括2个8芯阵列准直器和控制中心，2个8芯阵列准直器的整体结构如图1所示，长方体的底盒1四个侧面分别为A、B、A’和B’,A和B相邻且相互垂直，A’平行于A，B’平行于B。A侧面固定安装1个8芯阵列准直器，与之相邻的B侧面固定安装另1个8芯阵列准直器，位于底盒A侧面的8芯阵列准直器是处于同一平面的8个相同的准直器M1,M2…M8，它们的输出光路相互平行，垂直于底盒1的A侧面。与之相类似，位于底盒1的B侧面的另一8芯阵列准直器是处于同一平面的8个相同的准直器N1,N2…N8，它们的输入光路相互平行，垂直于B侧面。2个8芯阵列准直器的光路方向相互垂直，均处于同一平面。8个电机Q1,Q2…Qj…QN固定安装于底盒1的B’侧面，8根导轨3安装于B和B’两侧面之间，各导轨3均垂直于B和B’两侧面，每根导轨3上安装一个与之配合的滑块4，每个滑块4上固定安装一块直角棱镜为反射镜5，N块反射镜5P1,P2…P8的斜面反射镜面分别与2个8芯阵列准直器的光路方向成45度。各电机的输出轴各连接一根丝杆2，丝杆2与导轨3平行，每根丝杆2穿入与之对应的滑块4的丝孔，当某个电机启动，带动与之相连的丝杆2转动，该丝杆2上的滑块4沿其导轨3直线移动。各电机的电磁开关与控制中心连接。本例的光路如图2所示，光通过A侧面的8芯阵列准直器的输入端送入本开关，各电机的运行使各滑块移动，当反射镜Pj处于Mi准直器的输出光路上时，将入射该Mi准直器的光折射到B侧面的准直器Nj。反射镜位置改变，光路的连接不同，决定输入A侧面的8芯阵列准直器的光，经B侧面的8N芯阵列准直器中哪个输出。当反射镜Pj依次处于M1,M2…M8的输出光路上时，输入M1,M2…M8的光将依次从同一Nj准直器输出。同样当反射镜P,P2…P8依次处于Mi的输出光路上时，输入同一Mi准直器的光将依次从N1,N2…N8准直器输出。即入射某个准直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种M×N机械式光开关，包括多芯阵列准直器和控制中心，长方体的底盒四个侧面分别为A、B、A’和B’,A和B相邻且相互垂直，A’平行于A，B’平行于B；其特征在于：所述底盒(1)的A侧面固定安装1个M芯阵列准直器，与之相邻的B侧面固定安装1个N芯阵列准直器，N≥M；所述M芯阵列准直器是排列在底盒(1)A侧面的处于同一平面的M个相同的准直器M1,M2…Mi…MM，它们的输出光路相互平行，与底盒(1)的A侧面的交角α＝70°～110°；与之相类似，所述N芯阵列准直器是排列在底盒(1)的B侧面的处于同一平面的N个相同的准直器N1,N2…Nj…NN，它们的输入光路相互平行，与底盒(1)的B侧面的交角也为α；M芯阵列准直器和N芯阵列准直器的光路方向均处于同一平面；N个电机Q1,Q2…Qj…QN固定安装于底盒(1)的B’侧面，N根导轨(3)安装于B和B’两侧面之间，各导轨(3)均垂直于B和B’两侧面，每根导轨(3)上安装一个与之配合的滑块(4)，每个滑块(4)上固定安装一块反射镜(5)，反射镜(5)的镜面垂直于M芯阵列准直器和N芯阵列准直器光路方向的平面，N块反射镜(5)P1,P2…Pj…PN的镜面分别与N芯阵列准直器的N条光路相对；各电机的输出轴各连接一根丝杆(2)，丝杆(2)与导轨(3)平行，每根丝杆(2)穿入与之对应的滑块(4)的丝孔，当某个电机启动，带动与之相连的丝杆(2)转动，该丝杆(2)上的滑块(4)沿其导轨(3)直线移动；各电机的电磁开关与控制中心连接。...

【技术特征摘要】
1.一种M×N机械式光开关，包括多芯阵列准直器和控制中心，长方体的底盒四个侧面分别为A、B、A’和B’,A和B相邻且相互垂直，A’平行于A，B’平行于B；其特征在于：所述底盒(1)的A侧面固定安装1个M芯阵列准直器，与之相邻的B侧面固定安装1个N芯阵列准直器，N≥M；所述M芯阵列准直器是排列在底盒(1)A侧面的处于同一平面的M个相同的准直器M1,M2…Mi…MM，它们的输出光路相互平行，与底盒(1)的A侧面的交角α＝70°～110°；与之相类似，所述N芯阵列准直器是排列在底盒(1)的B侧面的处于同一平面的N个相同的准直器N1,N2…Nj…NN，它们的输入光路相互平行，与底盒(1)的B侧面的交角也为α；M芯阵列准直器和N芯阵列准直器的光路方向均处于同一平面；N个电机Q1,Q2…Qj…QN固定安装于底盒(1)的B’侧面，N根导轨(3)安装于B和B’两侧面之间，各导轨(3)均垂直于B和B’两侧面，每根导轨(3)上安装一个与之配合的滑块(4)，每个滑块(4)上固定安装一块反射镜(5)，反射镜(5)的镜面垂直于M芯阵列准直器和N芯阵列准直器光路方向的平面，N块反射镜(5)P1,P2…Pj…PN的镜面分别与N芯阵列准直器的N条光路相对；各电机的输出轴各连接一根丝杆(2)，丝杆(2)与导轨(3)平行，每根丝杆(2)穿入与之对应的滑块(4)的丝孔，当某个电机启动，带动与之相连的丝杆(2)转动，该丝杆(2)上的滑块(4)沿其导轨(...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟昌锦，刘斌，付益，唐群植，汤科，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：新型
国别省市：广西,45