用于光学开关的光学滑闸系统及方法技术方案

一种用于在通信系统中给信号选择路径的光学滑闸系统，包括连接着电源的接头，包含用于给信号选择路径的滑闸，以及连接着接头和滑闸的梁，使得梁悬起滑闸。当从电源施加电力给接头的时候，梁驱动滑闸移动。另外，还涉及一种使用光学滑闸系统在通信系统中选择信号路径的方法，该方法包括将接头连接到电源上，将滑闸连接到梁上从而悬起滑闸，以及从电源施加电力给接头，使得梁驱动滑闸，以基本上垂直于梁方向的方向移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学通信系统。更特别地，本专利技术的系统和方法涉及一种光学滑闸(shuttle)系统，其可以用在光学通信系统内的光学开关中。
技术介绍
现代通信系统包括可以使用大量带宽的光学通信系统。为了提高效率，许多光学通信系统使用了光学开关。这些光学开关有时使用基于微机电(MEMS)技术的光学多路复用器，可以从光导纤维源将输入信号插入或分出到不同的光导纤维输出端口。这些光学开关还可以包括固定着选择路径波导结构的滑闸机构，以及物理移动滑闸机构的致动器。常规的光学开关通常对光学开关和光学开关致动器使用独立的部件。另外，常规的滑闸系统使用热操作致动器来控制光学通信系统中的切换功能。例如，当滑闸机构形成切换元件时，热驱动热致动器，从而使得滑闸系统在切换位置之间移动。然而，这种构造需要热致动器克服滑闸机构的悬臂以及热致动器本身两者的回复力。因此，需要有很高的致动力和很长的位移距离以充分驱动滑闸机构。结果，高的致动力需要高的电力消耗，而长的位移距离需要在光学开关上使用长的热致动器。因此，需要在切换系统中增加空间，从而造成了光学开关内变形成不平坦的趋势增大。
技术实现思路
基于上面讨论的问题，光学开关中需要有改进的光学滑闸系统，该系统能够不消耗大量的电力并且可以减小光学通信系统中的空间约束。根据本专利技术的不同示范实施例，光学开关将光学滑闸系统嵌入带有锁闭机构的集成致动器中。光学开关可以用MEMS微制造技术形成。在不同的示范实施例中，用于在通信系统中给信号选择路径的光学滑闸系统包括，连接到电源的接头，包含用于信号路径选择的波导的滑闸，以及连接到接头和滑闸的梁，所以梁悬起滑闸。当从电源施加电力给接头的时候，该梁驱动滑闸移动。在不同的可选示范实施例中，使用光学滑闸系统在通信系统中选择信号路径的方法包括，将接头连接到电源上，将滑闸连接到梁上从而悬起滑闸，以及从电源施加电力给接头，使得梁在基本上垂至于梁方向的方向驱动滑闸运动。为完全驱动光学滑闸系统将不再需要上面说到的长的位移距离，因为使用了热致动来驱动滑闸(而不是静电操作的致动器)，而且是将滑闸嵌入梁中作为集成的热致动器。例如，只使用致动器和滑闸来驱动切换动作，而不再需要静电操作的致动器。因为热致动给予了比静电操作致动器更大的力，根据本专利技术将在光学滑闸系统中组合的梁和滑闸可以提高零件的可靠性并减少了电力消耗。在不同的可选示范实施例中，光学滑闸系统可以与锁闭机构一起使用。在不同的可选示范实施例中，热致动器可以是预先成形的梁，用来驱动光学滑闸系统。该滑闸上可以包括有光学元件，例如光波导。当有电力，即有电流作用于光学滑闸系统的时候，电流经过梁造成了梁的热膨胀。梁的热膨胀使得光学滑闸系统中的滑闸被驱动至预定位置。当滑闸到达预定位置时，一组热致动器会锁闭滑闸。锁闭滑闸的热致动器随后用电流重新加热从而释放开滑闸，然后这又使滑闸在梁致动器的回复力作用下被驱动返回其初始位置。附图说明下面将参考附图详细叙述根据本专利技术系统和方法的不同示范实施例，其中图1为光学通信系统的示意图；图2为可以用在图1所示光学通信系统中的光学开关的示意图；图3为可以用在图1所示光学通信系统中的常规光学滑闸装置和致动器的示意图；图4为图3中的常规光学滑闸装置和致动器位于已位移的位置的示意图；图5为根据本专利技术所使用的光学滑闸系统的第一实施例的示意图；图6为根据本专利技术所使用的光学滑闸系统的第二实施例的示意图；图7为根据本专利技术所使用的光学滑闸系统的第三实施例的示意图；以及图8的示意图表示出了本专利技术光学滑闸系统使用的梁的变形。具体实施例方式本专利技术总体涉及一种光学开关的系统和方法，该开关包括用于光学通信系统的光学滑闸系统。为了方便，将使用在光学通信系统中与光插/分多路复用器相关的光学开关来论述本专利技术的实施例。然而应当理解，对于熟悉本领域的技术人员，本专利技术的系统和方法可以与光学通信系统中的任何零件一起使用，这并没有脱离本专利技术的精髓和范围。图1是光学通信系统的示范性示意图。在不同的示范实施例中，光学通信系统可以是光插/分复用器100。如图1所示，光插/分多路复用器100可以从单光导纤维接收具有多个光信号通道的不同波长的输入光信号110。输入的光信号110由多路分用器120根据光信号通道112的波长将多路分用成为独立的光信号通道112。一旦输入的信号被多路分用，各个独立的光信号通道112会遇到多个光学开关230中的某一个。光学开关230会接通或者分出相应的光信号通道112的一个。对于任何被分出的光信号通道，会由光学开关230插入新的信号114，从而再利用这个通道。被光学开关230接通或者插入的通道116由多路复用器140再多路复用为输出光信号150并输出到另一个单光导纤维。因为光插/分多路复用器100可以分出和插入光信号通道，输出的光信号150与输入的光信号110相比，可包含修改的数据流。图2是光学开关230的示范示意图，它可以用在图1所示的光通信系统中。如图2所示，光学开关230可以用作波导开关或者光学转换开关。光学开关230包括带有多个波导234的滑闸232。对应于光插/分多路复用器100中某一个通道112的输入波导222，以及用于传送要被插入的新信号114的波导242，布置在波导234的一端。同样，对应于光插/分多路复用器100中的一个通道116的输出波导224以及用于分出信号的波导228位于在波导234的另一端。如图2中的箭头所示，滑闸232可以靠一对致动器236横向被驱动或移动。致动器236可以是任何适合的类型，例如，热致动器、静电致动器、磁致动器或者压电致动器。波导234被构造为使得滑闸232的横向移动会在用一个波导234将输入波导222和输出波导224连接起来以及用一个波导234将传送新信号114的波导242和输出波导224连接起来这两个状态之间切换。为了分出输入波导222的信号，波导234中的一个可以连接到输入波导222并连接至波导228。图3是常规光学滑闸的装置300的示意图，可以用于图2中的光学开关230。如图3所示，光学滑闸装置300包括带有刚性的热致动器310，致动器头306和弹簧302。该致动器头306连接着热致动器310。弹簧302连接着滑闸232，并且也被紧固在光学开关230上(图2中示出)。弹簧302具有阻力或刚性，因此悬起滑闸232使得它在驱动时可以正确地导向。光学滑闸装置300还包括连接着热致动器310的电接头308。光学滑闸装置300还包括连接着电接头312的闭锁热致动器304。图3中的光学滑闸装置300位于非闭锁位置，因此电接头308上没有电力作用，并且热致动器310没有离开收缩位置或平衡位置。此外，致动器头306不接触滑闸232。但是，当电力作用于电接头308时，热致动器310中发生热膨胀，使得热致动器310离开收缩位置。当热致动器310移动时，致动器头306与滑闸232相接触并且将滑闸232从未锁闭位置(图3中所示)驱动至锁闭位置(图4中所示)。因为滑闸232包括带有波导234的光学元件，当光学滑闸装置300被致动器头306驱动时，它作为切换开关控制滑闸232上的波导234与光插/分多路复用器100中不同的波导对齐。这个功能控制着光通信系统中光学信号的方向。图4是图3中的常规光学滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学滑闸系统，用于在通信系统中给信号选择路径，包括：接头，连接到电源；滑闸，包括用于给信号选择路径的波导；以及连接到接头和滑闸的梁，使得梁悬起滑闸，当从电源施加电力给接头的时候，梁驱动滑闸移动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F杨，JA库比，AT特兰，J马，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]