一种光学开关制造技术

一种光学开关包括：复数个输入端口和复数个输出端口；复数个可移动的光学元件来引导光束从一个选定的输入到一个选定的输出；其中可移动元件的数量相当于输入端口的数量或者输出端口的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光学开关，特别涉及一种具有复数个输入和输出端口以及复数个实现输入端口和输出端口之间切换的可移动的光学元件的光学开关。
技术介绍
现有三种不同类别的现有技术构成了本专利技术的相关
技术介绍
。第一类别的现有技术的光学开关包含了仅有的一个可移动的元件面对复数个固定的输出端口。该种类开关存在多个例子。如US6335993B1(Takahashi)中一个单独的可移动的准直器被固定在一个圆盘上，所述圆盘围绕其中心轴旋转；US4896935(Lee)中一个单独的可移动的准直器朝着一系列径向延伸的准直器可以旋转至某一点；以及US657339(Fick)中一个单独的可移动的光纤，通过一个一维的压电装置的压缩允许该光纤在两个位置之间弯曲，在这两个位置处设置有固定的光纤。该种类的其他例子可以用一个固定的输入端口与多个固定的输出端口以及一个可以通过移动来实现开关功能的光学元件来获得，如JP2004287124(Nin Sensho)和CA20022386309(Sun De-Gui)。现有技术中的第二个类别公开了具有与端口总数相等的多个驱动装置的多输入和输出开关。换句话说，这些经常需要该输入和该输出端口的移动来实现开关的功能。WO01/50176(Polatis)和US6005998(Lee)均公开了每个端口具有至少一个驱动装置。换句话说，为了总共M+N个端口，需要提供至少M+N个驱动装置来移动光学元件。US6859120(SweattWilliam et al)也公开了一种在一个光学开关的输入侧和输出侧都使用驱动装置的系统。第三个类别的光开关基于在固定的输入和输出端口阵列之间使用了至少两个可移动的光学元件。例如，US6456751B1(Bowers et al)公开了使用反射镜两个微驱动阵列。在JP2001350105中可以找到另一个例子，其中一系列的至少两个可移动棱镜被考虑在多输入和多输出开关中从一个端口向另一个端口切换光束。这个种类的开关也需要至少与它的端口总数相同数量的驱动光学元件。由于大量的端口以及大量驱动装置的需要，这些开关需要了其实不必要的大量的昂贵的驱动装置，而这些装置需要精确的控制。
技术实现思路
作为较宽的独立项，本专利技术提供了一种光学开关包括复数个输入端口和复数个输出端口；复数个可移动的光学元件来引导光束从一个选定的输入到一个选定的输出；其中可移动元件的数量相当于输入端口的数量或者输出端口的数量。这种结构具有特别的优势因为它大大减少了多输入和输出端口光学开关所需要的驱动装置的数量。它使得光开关能够制作地具有更大的紧凑性和成本效率。它所需要的控制系统更简单，可移动元件也更少。作为本专利技术第一个较宽的独立项的进一步补充，所述的复数个输入端口和所述复数个输出端口位置被固定；以及所述开关包括一第一反射组合来从一个输入端口捕捉一光束并且引导一光束至一第二反射组合，第二反射组合捕捉从所述第一反射组合射出的光束并且引导一光束到达一输出端口；其中所述的反射组合之一为所述的可移动光学元件，该可移动光学元件与相应的被固定的反射组合通讯，以及复数对第一和第二反射组合用来引导一光束从选定的输入端口到一个选定的输出端口。这种设置具有特别的优势因为它能够实现从多个输入和输出系统中的切换功能，并且相对于每个端口都具有一个驱动装置的开关具有更大的紧凑性和成本效率的高质量的开关性能。作为更进一步的补充，一个第一潜望镜棱镜来用于从一输入端口捕捉一光束并引导一光束至一第二潜望镜棱镜，第二潜望镜棱镜捕捉从所述第一潜望镜棱镜射出的一光束并且引导一光束到达一个输出端口；其中所述潜望镜棱镜之一是所述的移动光学元件并与相应的潜望镜棱镜通讯来引导一光束从一选定的输入端口至一选定的输出端口。作为更进一步的补充，所述的反射组合中的一个或两个都是棱镜。这样具有特别的优势因为它允许该开关的光学性能独立于所述棱镜的轴向和径向定位。由于潜望镜棱镜的几何特性，它也限定了最严格的系统中的公差角度在目前直接商业生产的棱镜之内。作为更进一步的补充，所述棱镜是一种潜望镜棱镜。作为更进一步的补充，该输入端口和/或该输出端口制成各自的弧形并且所述的移动是旋转移动，同时该第一和第二反射组合沿着旋转的轴线通讯。这使得非常精确的开关转换能够被实现。作为更进一步的补充，输入端口和输出端口的弧线是同心的。这样减少了为了获得精确的开关功能所需要的元件的数量。作为更进一步的补充，具有不同长度的潜望镜棱镜的第一和第二反射组合对应于输入端口和输出端口各自弧线的半径。这样避免了光不经过该潜望镜棱镜装置而直接从一输入端口交叉到一个输出端口来通讯。作为更进一步的补充，在开关期间向一个可移动的反射组合提供移动到一个位置的装置，在该位置处，当在移动期间，所述的装置不会干涉目标开关端口以外的端口之间的通讯。作为更进一步的补充，一个或多个端口集成了一个棒状透镜，棒状透镜用至少两个从透镜向支撑结构在棒状透镜纵轴的垂直方向上延伸的弯曲物支撑在弯曲固定架上，弯曲物的间隔放置以使得其相对支撑位置改变可以改变上述棒状透镜的位置。作为更进一步的补充，一个槽型棱镜位于输入端口和/或输出端口的前面，这样，就可以在开关中使用更多的输入输出端口。作为更进一步的补充，所述可移动反射组合的移动可以通过堆叠在一起的垂直于开关纵轴的多个旋转电机来实现。一个机械机构将上述旋转电机联接到可移动反射组合上，这样，反射组合沿着开关的纵轴旋转。这时的开关显得比电机安装在开关纵轴上时要紧凑。这样的架构将提高开关的整体紧凑性。作为更进一步的补充，所述多个输入端固定在位置上，上述多个输出端和上述输入端之间进行光通讯；所述开关包括第一反射器，用于接收从上述输入端射入的光束并将这些光束导向输出端；其中，整个或每个输出端集成一个反射器，该反射器有一个光通道，该光通道允许光束通过所述反射器，并从上述输出端射出，还可提供一种装置，移动所述反射器中的一个或两个到光束被引导至一个或多个另外的输出端口的位置，或者移到使一个进入的光束可通过所述反射器上的通道射出的位置。这也允许仅仅只有M个驱动装置，用于实现任意的输入端和输出端之间的切换。作为更进一步的补充，可以用一个二维压电弯曲梁来移动所述输出反射器。作为更进一步的补充，除了上述可移动端口之外，输出端上集成了端口被动阵列，这样当被动阵列置于合适位置时，就可以捕捉任何一个没有被输出端口捕捉的光束。作为更进一步的补充，将一种衍射光栅应用到所述开关中，这样，开关就成为一个频选开关。在第二个较宽的独立项中，本专利技术提供了一种驱动装置，该驱动装置包含两个连接到一个支撑结构的二维压电曲梁，这两个梁共同作用在一个器件上以对该器件进行定位。该装置特别有助于在输入输出阵列中的准直器安装到开关之前，将准直器精确放置到输入输出阵列上。作为更进一步的补充，正如第一个较宽的独立项中定义的那样，所述驱动装置适用于对光开关的输入和/或输出端口进行定位。在第三个较宽独立项中，本专利技术提供了一种光学开关，所述光学开关包含复数个在应用中固定在位置上的输入端口和输出端口；第一反射组合，用于捕捉从输入端口射入的光束并引导一光束射向第二反射组合，第二反射组合用于捕捉从第一个反射组合中射出的光束并引导一光束射向输出端；其中，所述反射组合中的一个是可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学开关包括：复数个输入端口和复数个输出端口；复数个可移动的光学元件以引导光束从一个选定的输入到一个选定的输出；其特征在于可移动元件的数量与输入端口的数量或者输出端口的数量相对应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁尼古拉斯达姆，
申请(专利权)人：保乐提斯有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]