光学开关制造技术

一种光学开关(10)，包括光输入端(12a)、多个光输出端(12b)和从第一位置和第二位置可移动的至少一个光通路，在第一位置处，光通信路径在光输入端(14a)和第一光输出端(14b)之间形成，在第二位置处，光通信路径在光输入端和多个光输出端之间形成。多个光通路配置在开关内且通过旋转开关壳体部分而可选择，该壳体部分使得对光通信路径的顺序选择成为可能。该开关可以用在手术设备上，以控制手术期间对手术区域的照明。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学开关描述专利
本专利技术涉及光学开关，特别是与纤维光缆一起使用的那些光学开关。此外，光学开关在包括使用灯的手术牵开器的各种领域获得应用，例如在国际专利申请第PCT/GB2009/000097号的公开内容中找到的光学开关。专利技术背景纤维光学在包括航空航天学、电信学、激光和医疗设备的多种行业中使用。普遍的问题涉及使灯接通或断开以及使光在路径和路径的组合之间转换。已经研制了多种解决方案以满足这些要求，包括⑴分束器、Qi)梭(shuttle)、(iii)光学快门(opticalshutter)和(iv)快门概念的变化形式:扭转向列液晶快门。以其最普通的方式，分束器为由两个三角形玻璃棱镜制成的立方体，这两个三角形玻璃棱镜在其基底处使用加拿大香脂胶合在一起。树脂层的厚度被调整为使得对于某一波长来说，由于受抑全内反射，穿过一个“端口”即立方体的面的入射光的一半被反射而另一半被透射。通常，梭将包括移动以与输出端中的一个对齐的输入管。该开关的关键特征是全部输出端是排他的，所以该开关不能一次选择多于一个输出端。然而，可能建立对于梭而言的中间位置，使得梭将光照耀到两个输出端中，相当多的光将在该结合部处失去，这是由于在输入端和输出端的几何形状上的差异。以现状来说，不存在“切断”位置。如果梭需要与光源自身分开，则其将必须分开或包括虚拟开关位置。普通的快门机构包括叶片状物，该叶片状物可以被引进到光路径中以阻塞光的透射或旋转离开光路径以允许透射。快门可以是弹簧加载的并附接到传动器，例如旋转螺线管，使得叶片状物在其接收操作电压时移动到激发位置并在电压除去时返回到其静止位置。可选择地，手动操作快门是可能的。快门机构完全地依靠简单的机械梁阻塞效应。这是效率低的，因为该光“流失”。此外，“流失”的光可能转变为热，这在某些应用中是不受欢迎的。热的过度局部积聚可在医疗设备应用中在该设备接触患者或使用者的位置处引起烧灼。液晶显示器提供用于另一种类型的快门:扭转向列液晶快门。扭转向列效应(TN效应)是使液晶显示器在便携式设备中具有实用性并允许液晶显示器替代诸如发光二极管和由大多数电子设备电致发光的技术的突破性进展。 TN电池不需要为了操作而使电流流动，且使用适合于与电池一起使用的低操作电压。扭转向列效应基于在施加的电场的作用下对液晶分子在不同的有序分子构型之间的精确受控重新对齐。这使用小的功率消耗并在低操作电压下实现。在一个示例中，TN电池在OFF状态下，即在未施加电场时，向列液晶分子的扭转构型在通常由多个间隔器分开并用透明电极涂布的两块玻璃板之间形成。电极其自身涂布有取向膜(alignment layer),在不存在外场时取向膜使液晶精确地扭转90°。当光照耀在LCD的前部时，具有合适的偏振的光将穿过第一偏振器并进入到液晶中，在液晶中，光被螺旋形结构旋转。光然后被合适地偏振以穿过以相对于第一偏振器90°设置的第二偏振器。光然后穿过电池的背部且图像看上去是透明的。在ON状态下，即当场施加在两个电极之间时，晶体用外场重新对齐其自身。这“破坏”了晶体中的仔细扭转并且不能重新定向穿过晶体的偏振光。在这种情况下，光被后部偏振器阻挡且图像看上去是不透明的。不透明的程度可以通过改变电压来控制；在接近临界值的电压下，只有某些晶体将重新对齐，且显示器将是部分地透明的，但是当电压增加时，更多的晶体将重新对齐，直到其变成完全地“转换”。需要约IV的电压以使晶体自身与场对齐，且没有电流经过晶体其自身。因此，该功能所需的电功率是非常低的。这样的TN电池快门具有的显著优势是其可以以非常高的转换速度且使用低的操作电压来操作。例如，在室温下使用仅IOV的施加电压，小于0.3毫秒的转换速度是典型的。此外，激活或转换速度可以经由高操作电压的使用而增强。然而，该技术具有许多局限性。显然地，对于具有500nm波长的非偏振光(可见光谱的近似中点)来说，在ON位置中光的透射不超过35%，意味着相当多的光流失。此外，当该设备在OFF位置中时，仍然有一些光透射。虽然透射的光的量通常少于0.5%，但是其没有像使用纯粹机械的快门机构那样被完全地阻挡。此外，在电压中的长期DC部件将激发杂质离子迁移和设备的最终失效。因此，这样的设备具有有限的使用寿命。此外，在处理和清洁中必须小心，因为通过意外的划擦，使用不恰当的清洁材料或甚至是简单的过暴露于阳光，易于意外地损坏偏振表面或其部件。专利技术概述根据本专利技术的第一方面，提供了一种光学开关，其包括光输入端、多个光输出端和至少一个光通路，且所述光通路可以从第一位置和第二位置选择性地移动，在第一位置处，光通信路径在光输入端和第一光输出端之间形成，在第二位置处，光通信路径在光输入端和多个光输出端之间形成。优选地，所述光通路选择性地可移动到另外的位置，在该另外的位置处，所述光通路允许所述光输入端和所述另外的光输出端中的至少一个之间的通信。优选地，存在分开地形成或与诸如分支布置的共同部件一起形成的多个光通路。优选地，存在多个光输入端，且更优选地，所述光通路选择性地可移动到另外的位置，在该另外的位置中，所述光通路允许所述另外的光输入端中的至少一个和所述另外的光输出端中的至少一个之间的通信。优选地，所述光通路选择性地可移动到切断位置，在该切断位置中，所述光输入端中的至少一个和所述光输出端中的全部之间的光通信被阻止。优选地，所述光通路的所述选择性移动由旋转耦合件来执行。将领会，光通路可以旋转，或者光通路可以是静止的且所述光输入端和/或光输出端可以旋转，或者优选地，在所述光输入端或光输出端和所述光通路之间设置可旋转的遮罩(mask)。优选地，所述光通路部署在通路壳体内，所述通路壳体具有关于所述光输入端和/或光输出端的旋转耦合件。优选地,所述旋转稱合件从第一末端位置(extreme position)可移动到第二末端位置以及在所述第一末端位置和所述第二末端位置之间的任何点，超过所述两个末端的旋转被停止机构抵制。优选地，所述停止机构包括突出物和半圆形凹槽布置。优选地，所述旋转耦合件包括多个掣子(detent)，所述掣子允许所述旋转耦合件的旋转以受控且步进式的方式进行。优选地，旋转耦合件的顺序旋转引起对在一个或多个光输入端和一个或多个光输出端之间形成的光通信路径的预定的顺序选择。优选地，所述通路壳体是圆形的，且更优选地，所述通路壳体的外表面包括在不同的旋转步骤指示所述光通路的位置的一个或多个标记。优选地，所述通路壳体与所述可旋转的遮罩可旋转地耦合，使得通路壳体的旋转弓I起所述可旋转的遮罩的旋转。旋转耦合件可以是手动地致动的或者由某种形式的机动化致动装置或简单地由电动机致动。也可以包括可编程装置，例如微芯片或微电脑，使得光学开关可以被编程以在一致或不一致的时间段内执行一系列不连续的旋转步骤。根据本专利技术的第二方面，提供了一种光源，其包括根据本专利技术的第一方面的光学开关。根据本专利技术的第三方面，提供了 一种手术牵开器单元，其包括根据本专利技术的第二方面的光源或根据本专利技术的第一方面的光学开关。附图简述现在将仅通过实施例的方式对附图做出参考，在附图中:附图说明图1是根据本专利技术的第一方面的光学开关的等距视图2是图1的光学开关的等距视图，其中其壳体被移除；图3是图1的光学开关的等距视图，其显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：英·萨瑟兰，弗雷泽·威廉·海维恩·萨瑟兰，约翰·塔吉尔，
申请(专利权)人：卡迪欧普里斯晨有限公司，
类型：
国别省市：