一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关制造技术

本发明专利技术提供的是一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关。所述的多芯光纤开关由MEMS反射器基座、基座外壳、MEMS反射器、准直微透镜阵列、偏转光窗外壳、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标准单模光纤和M根N芯光纤(M和N均为大于1的整数)组成。所述MEMS反射器可以沿两个互相垂直的转轴在一定角度内转动。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。本发明专利技术作为多芯光纤开关或多芯光纤选通器可广泛用于多芯光纤传感，光通信等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关(一)
本专利技术涉及的是一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关，可用于自动保护倒换、元器件检测、网络监视，多芯选通开关等方面，属于光通信、无源光器件、多芯光纤器件和光纤传感
(二)
技术介绍
生产力的发展和人们生活水平的提高对大容量高速的光通信网络提出了更高的要求，更进一步的也推动着光通信领域光器件向着更快、更小、更集成的方向发展。多芯光纤由于在一根光纤中集成了更多的纤芯，增加了空间复用维度，可大幅度提高通信系统容量，因此成为光通信发展的热点。与此同时，如今光、机、电一体化技术的发展带动着光通信的迅猛发展，利用MEMS(MicroElectro-MechanicalSystem)技术可以实现对单个器件的小型化或者多个器件的高度集成，可以满足光通信及传感领域的发展需求，因此MEMS反射器已经成为光通信行业的前沿技术。目前国内在通信、传感、监测等领域仍然大量使用传统机械式光开关，但随着光技术集成化、小型化发展，利用MEMS反射器的开关将发挥很大的作用。多芯光纤开关是多芯光纤广泛发展和应用的关键器件，其小结构尺寸，低插损，低串扰，长期稳定性是其重要的性能指标。专利号为CN105474059A的专利提出了一种利用一片MEMS反射镜将来自一条输入光纤的光有控制地反射到多条光纤阵列中的一条特定的目标输出光纤的光开关。这种光开关能够实现标准单模光纤的光通切换，但不能用于多芯光纤的光纤切换，也不能用于多芯光纤的不同纤芯选通。专利号为CN106019490A的专利设计了一种1*N通道的光开关模块，将光纤阵列和阵列透镜的多芯准直器均安装于管帽内。但是该器件的缺点同样是不能用于多芯光纤的光纤切换，也不能用于多芯光纤的不同纤芯选通。随着多芯光纤的发展，人们正越来越多的使用多芯光纤。在实际使用多芯光纤时，通常存在着使用多芯光纤的某个纤芯或者多芯光纤纤芯的选通问题；还比如随着传感技术的提高，通常在一根多芯光纤上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，然后在对采集的信息进行统一分析处理，因此对多芯光纤开关就提出了巨大的现实需求。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关如图1所示。所述基于MEMS反射器的多芯光纤开关主要包括MEMS反射器基座1、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。所述MEMS反射器可以沿两个互相垂直的转轴在一定角度内转动，且与标准单模光纤的纤芯和对应的准直微透镜的中心对准。所述的多芯光纤开关控制驱动板由控制器接口和MEMS驱动板组成，MEMS驱动板与MEMS反射器的基座1引出的针脚连接。所述的准直微透镜阵列5由准直微透镜阵列基板5-2(基板中间间隔物未示出)和基座上面的准直微透镜5-1组成；每条多芯光纤的每个纤芯或者标准单模光纤的纤芯都正对一个准直微透镜5-1；正对多芯光纤纤芯的准直微透镜，光路斜向MEMS反射器2；准直微透镜阵列5安装在偏转光窗外壳4内且贴近输入输出光纤阵列6；准直微透镜阵列5能将光纤端出射的光准直为平行光入射到MEMS反射器2，也能将MEMS反射器2反射的平行光耦合进光纤纤芯。所述的输入输出光纤阵列由一根位于阵列中心的标准单模光纤、围绕标准单模光纤的M根N芯光纤(M、和N均为大于等于1的整数)和硬质套管组成，N芯光纤和标准单模光纤固定在硬质套管中；多芯光纤密集分布的数量M的最大值取决于MEMS反射器2的最大偏转角和光纤间分布间距。光纤间分布间距固定时，MEMS反射器2的最大偏转角越大，所述多芯光纤密集分布的数量M最大值越大；在MEMS反射器2的最大偏转角固定时，光纤间分布间距越小，所述多芯光纤密集分布的数量M最大值越大。所述的输入输出光纤阵列的光纤排列方式可以是三角形排列也可以是矩形排列、圆形排列；硬质套管截面可以是圆形截面也可以是三角形截面、矩形截面。所述的多芯光纤可以是双芯光纤、三芯光纤等少芯光纤，也可以是密度更高、纤芯数更多的多芯光纤，如38芯光纤等。所述的一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关，作为多芯光纤开关功能时，由标准单模光纤输入多芯光纤开关的光信号，从标准单模光纤出射后，立即经准直微透镜阵列5准直后通过偏转光窗4-1，再被MEMS反射器2以对应的偏转角度反射回偏转光窗4-1，再经准直微透镜阵列5耦合进入对应的多芯光纤的一个纤芯。所述的一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关，作为多芯光纤选通器功能时，由输入输出光纤阵列6中的一根多芯光纤的一根纤芯输入多芯光纤开关的光信号，从多芯光纤出射后，立即经准直微透镜阵列5准直后斜向MEMS反射器2进入偏转光窗4-1，再被MEMS反射器2以一对应的偏转角度反射回偏转光窗4-1，再经准直微透镜阵列5耦合进入标准单模光纤。本专利技术的有益效果是：1、器件集成度高，结构紧凑，体积小，且所需元器件数量少，通过高度集成的器件，能有效的提高集成的多芯光纤的数量。2、由于采用MEMS反射器且受外界环境的温度湿度等影响小，因此能长期保持稳定的性能。3、提供了一种能用于多芯光纤的开关，能够实现多芯光纤的光通选择。丰富了多芯光纤的相关器件，并且结合其他多芯光纤器件能丰富多芯光纤的应用范围；同时本专利技术的多芯光纤开关还能作为多芯光纤的纤芯选通器，能有效的方便多芯光纤的日常使用。(四)附图说明图1是一种基于MEMS反射器的七芯光纤开关结构示意图。该实施例是以标准单模光纤和八根七芯光纤组成的输入输出光纤阵列6。图中标号为：MEMS反射器的基座1，MEMS反射器2，基座外壳3，偏转光窗外壳4，偏转光窗4-1，准直微透镜阵列5，准直微透镜5-1，准直微透镜阵列基板5-2，输入输出光纤阵列6，七芯光纤6-1到6-8，标准单模光纤6-9。图2是一种基于MEMS反射器的七芯光纤开关的MEMS反射器2结构示意图。图3是一种基于MEMS反射器的七芯光纤开关的方案流程图。图4是一种基于MEMS反射器的七芯光纤开关的一种工作光路图。图5是一种基于MEMS反射器的七芯光纤开关封装图。图6是一种基于MEMS反射器的双芯光纤开关的输入输出光纤阵列6的横截面图。图7是一种基于MEMS反射器的三芯光纤开关的输入输出光纤阵列6的横截面图。图8是一种基于MEMS反射器的四芯光纤开关的输入输出光纤阵列6的横截面图。其中图8(a)中的四芯光纤是中心对称四芯光纤；图8(b)中的四芯光纤是纤芯矩形分布的四芯光纤。图9是一种基于MEMS反射器的五芯光纤开关的输入输出光纤阵列6的横截面图。图10是一种基于MEMS反射器的七芯光纤开关的输入输出光纤阵列6的横截面图；图10(a)是一种采用圆形截面硬质套管且输入输出光纤阵列6中的光纤为矩形排列的七芯光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关，其特征是：所述的基于MEMS反射器的多芯光纤开关由MEMS反射器基座、MEMS反射器、基座外壳、偏转光窗外壳、准直微透镜阵列、输入输出光纤阵列和多芯光纤开关控制驱动板组成，经过输入输出光纤阵列中输入光纤输入的光，经准直微透镜阵列准直后进入偏转光窗，随后被MEMS反射器反射后，由准直微透镜阵列耦合进输入输出光纤阵列中的输出光纤中，通过对多芯光纤开关控制驱动板的控制，以实现多芯光纤开关的功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关，其特征是：所述的基于MEMS反射器的多芯光纤开关由MEMS反射器基座、MEMS反射器、基座外壳、偏转光窗外壳、准直微透镜阵列、输入输出光纤阵列和多芯光纤开关控制驱动板组成，经过输入输出光纤阵列中输入光纤输入的光，经准直微透镜阵列准直后进入偏转光窗，随后被MEMS反射器反射后，由准直微透镜阵列耦合进输入输出光纤阵列中的输出光纤中，通过对多芯光纤开关控制驱动板的控制，以实现多芯光纤开关的功能。


2.根据权利要求1所述一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关，其特征是：所述MEMS反射器可以沿两个互相垂直的转轴在一定角度内转动，且与标准单模光纤的纤芯和对应的准直微透镜的中心对准。


3.根据权利要求1所述一种基于MEMS反射器的多芯光纤开关，其特征是：所述的多芯光纤开关控制驱动板由控制器接口和MEMS驱动板组成，MEMS驱动板与MEMS反射器的基座引出的针脚连接。


4.根据权利要求1所述一种基于MEMS反射器的多芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑立波，夏启，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45