一種熱驅動的微反射鏡光開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光開關，特別提供了一種熱驅動的微反射鏡光開關，本實用新型屬于光通信領域。
【背景技術】
[0002]光開關作為光通信的基礎器件，應用到了光通信系統的每一個角落，其制作方法多樣，按原理一般可分為以下幾類:機械光開關、微機電(MEMS)光開關、液晶光開關、電光光開關、磁光光開關、熱光光開關、聲光光開關等。目前，機械光開關、MEMS光開關、液晶光開關應用較多，但是存在成本高，且不耐高溫的問題，無法應用于極端高溫條件。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種新型結構的熱驅動的微反射鏡光開關。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]—種熱驅動的微反射鏡光開關，包含輸入輸出裝置、準直器陣列、透鏡、微反射鏡，輸入輸出裝置同準直器陣列對應固定，準直器陣列后設置有透鏡、微反射鏡，微反射鏡位于透鏡的焦點，進一步包括雙金屬片、溫度控制裝置，雙金屬片由不同膨脹系統的第一金屬片和第二金屬片組成，第一金屬片采用膨脹系數小的金屬片，第二金屬片采用膨脹系數大的金屬片，微反射鏡固定在第一金屬片一側，第一金屬片、第二金屬片與溫度控制裝置溫控連接。所述輸入輸出裝置采用光纖陣列。
[0006]進一步包括有固定支架，固定支架固定于支撐第一金屬片、第二金屬片組合接觸面的兩端。
[0007]所述溫度控制裝置設置為加熱升溫和快速降溫，并且設置于雙金屬片的下方與雙金屬片大面積接觸。
[0008]所述第一金屬片的材料米用镲鐵合金材料，镲含量為34%?50% ;所述第二金屬片的材料采用猛镲銅合金或镲絡鐵合金或镲猛鐵合金或镲。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]本實用新型微反射鏡光開關具有技術成熟、成本低、工藝簡單，且該光開關能高溫，能夠勝任極端高溫條件下的使用情況。
【附圖說明】
[0011]圖1、本實用新型微反射鏡光開關示意圖；
[0012]圖2、本實用新型微反射鏡光開關加熱切換原理圖；
[0013]其中:
[0014]Ia:光開關輸入端口；Ib:第一光開關輸出端口；
[0015]Ic:第二光開關輸出端口 ；2:準直器陣列；
[0016]3:透鏡；4:微反射鏡法線方向；
[0017]5a:入射光束；5b:出射光束；
[0018]6:微反射鏡；7a:第一金屬片；
[0019]7b:第二金屬片；8:溫度控制裝置；
[0020]9:雙金屬片固定節點；10:固定支架；
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例對本實用新型做出詳細說明，圖1和圖2列舉一種熱驅動的微反射鏡光開關的實施實例。
[0022]實施實例1:
[0023]如圖1所示，該光開關包含光纖陣列、準直器陣列2、透鏡3、微反射鏡6、溫度控制裝置8、固定支架10、雙金屬片由第一金屬片7a和第二金屬片7b組成，微反射鏡6與雙金屬片固定。雙金屬片由本實用施例中光纖陣列采用三個端口的光纖，即光開關的輸入端口和輸出端口，如圖中光開關輸入端口 la、第一光開關輸出端口 lb、第二光開關輸出端口 lc。光纖陣列同準直器陣列2對應固定，準直器陣列2后設置有透鏡3、微反射鏡6。第一金屬片7a是膨脹系數小的金屬片，第二金屬片7b是膨脹系數大的金屬片，微反射鏡6同第一金屬片7a固定。所述第一金屬片7a材料采用镲鐵合金，镲含量為34%?50%，所述第二金屬片7b材料采用錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳。雙金屬片的兩種材質接觸面的兩端使用固定支架10進行固定。溫度控制裝置8置于第一金屬片7a和第二金屬片7b組成的雙金屬片的下方，大面積接觸，能夠快速對第一金屬片7a和第二金屬片7b進行溫度控制，包括加熱升溫和快速降溫；固定支架10支持雙金屬片的兩端，該雙金屬片固定節點9是用于固定雙金屬片的端點，使雙金屬片在溫度改變時產生彎曲形變，來驅動微反射鏡旋轉，固定支架10不與溫度控制裝置8產生接觸；微反射鏡6位于透鏡3的焦點處，從光開關輸入端口 Ia入射的光束經過準直器陣列的準直器和透鏡后，聚焦于微反射鏡6上，反射光束經過透鏡3后變為平行光束通過準直器陣列2耦合到輸出端口，如圖1所示光束耦合到了第二光開關輸出端口 lc。
[0024]當溫度控制裝置8對雙金屬片進行加熱時，由于第一金屬片7a和第二金屬片7b的兩種材質膨脹系數不相同，膨脹系數大的第二金屬片7b擠壓膨脹系統小的第一金屬片7a，使雙金屬片主動層擠壓被動層，雙金屬片向被動層的第一金屬片7a —側彎曲，如圖2所示，雙金屬片由虛線處彎曲至實線位置，雙金屬片彎曲驅動固定于其上的微反射鏡6旋轉Θ角，如圖2所示，同時微反射鏡法線方向4也旋轉Θ角。在入射光束5a不改變的情況下，出射光束5b會旋轉2 Θ角，經過焦距為f的透鏡3后變為平行光束。在傍軸條件下，出射光束在準直器一側的位移d = f*tan(2 Θ )，合理控制微反射鏡的旋轉角度Θ，可以控制光束位移d使光束從光開關的不同端口輸出，如圖2所不，為光束由第一光開關輸出端口 Ib的情況。
[0025]當雙金屬片溫度高時，可以利用溫度控制裝置8進行快速降溫，使雙金屬片收縮，恢復至如圖1所示的狀態，同時微反射鏡也回到圖1所示狀態，此時光由光開關輸入端口 Ia入射，從第二光開關輸出端口 Ic出射。
[0026]總結上述兩種情況，當雙金屬片加熱時，光由光開關輸入端口 Ia入射，從第一光開關輸出端口 Ib出射；當雙金屬片降溫時，光由光開關輸入端口 Ia入射，從第二光開關輸出端口 Ic出射。溫度控制裝置8對雙金屬片加熱和降溫，就實現了光開關切換。
[0027]本實用新型將雙金屬片應用于光學領域，利用雙金屬片受熱發生形變的性能來驅動微反射鏡旋轉，這就構成了光開關的核心功能部分。所述溫度控制裝置包含加熱升溫和快速降溫兩種功能，加熱升溫和快速降溫分別對應了光開關的兩種狀態。
[0028]雖然本實用新型已經詳細地示出并描述了一個相關的特定的實施例參考，但本領域的技術人員應該能夠理解，在不背離本實用新型的精神和范圍內可以在形式上和細節上作出各種改變。這些改變都將落入本實用新型的權利要求所要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種熱驅動的微反射鏡光開關，包含輸入輸出裝置、準直器陣列(2)、透鏡(3)、微反射鏡出)，輸入輸出裝置同準直器陣列(2)對應固定，準直器陣列(2)后設置有透鏡(3)、微反射鏡(6)，微反射鏡(6)位于透鏡(3)的焦點，其特征在于:進一步包括雙金屬片、溫度控制裝置(8)，雙金屬片由不同膨脹系統的第一金屬片(7a)和第二金屬片(7b)組成，第一金屬片(7a)采用膨脹系數小的金屬片，第二金屬片(7b)采用膨脹系數大的金屬片，微反射鏡(6)固定在第一金屬片(7a) —側，第一金屬片(7a)、第二金屬片(7b)與溫度控制裝置(8)溫控連接。
2.根據權利要求1所述的一種熱驅動的微反射鏡光開關，其特征在于:所述輸入輸出裝置采用光纖陣列。
3.根據權利要求1所述的一種熱驅動的微反射鏡光開關，其特征在于:進一步包括有固定支架(10)，固定支架(10)固定于支撐第一金屬片(7a)、第二金屬片(7b)組合接觸面的兩端。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種熱驅動的微反射鏡光開關，其特征在于:所述溫度控制裝置(8)設置為加熱升溫和快速降溫，并且設置于雙金屬片下方與雙金屬片大面積接觸。
【專利摘要】本實用新型提出一種熱驅動的微反射鏡光開關，包含輸入輸出裝置、準直器陣列(2)、透鏡(3)、微反射鏡(6)，輸入輸出裝置同準直器陣列(2)對應固定，準直器陣列(2)后設置有透鏡(3)、微反射鏡(6)，進一步包括雙金屬片、溫度控制裝置(8)，雙金屬片由不同膨脹系統的第一金屬片(7a)和第二金屬片(7b)組成，第一金屬片(7a)采用膨脹系數小的金屬片，第二金屬片(7b)采用膨脹系數大的金屬片，第一金屬片(7a)、第二金屬片(7b)與溫度控制裝置(8)溫控連接；微反射鏡(6)固定在第一金屬片(7a)一側；本實用新型光開關具有技術成熟、成本低、工藝簡單，且該光開關能高溫，能夠勝任極端高溫條件下的使用情況。
【IPC分類】G02B6-35, G02B26-08, G02B6-32
【公開號】CN204575968
【申請號】CN201520191228
【發明人】王凡, 楊睿, 袁志林, 楊柳, 馬雨虹, 宋麗丹, 郭金平, 唐麗紅
【申請人】武漢光迅科技股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月31日