一种MxN多播交换光开关的制作方法

一种mxn多播交换光开关
技术领域
1.本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种mxn多播交换光开关。


背景技术：

2.光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤；其中，光开关可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用、提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。
3.光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。在光纤测试系统中，光开关用于光纤、光纤设备测试和网络测试以及光纤传感多点监测系统。
4.然而，由于光开关的不能通过光波导集成，从而难以实现多播交换光开关尺寸下降，不利于提升光开关的集成度，进一步导致光开关的可靠性降低，为此，提出一种mxn多播交换光开关。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种mxn多播交换光开关，本实用新型可以实现m路光信号向n个端口任意选择传播的功能，同时通过光波导集成，可以实现多播交换光开关尺寸下降，集成度提高，不熔接光纤，可靠性好。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种mxn多播交换光开关，包括光分路器波导、端口波导、透镜和微机械机电系统转镜，所述光分路器波导为m层，所述端口波导设置有一层，所述微机械机电系统转镜设置有n个，所述透镜的个数和微机械机电系统转镜的数量相等，m层所述光分路器波导和一个所述端口波导通过多层叠加形成m 层波导阵列，其中，所述光分路器波导为输入层，所述端口波导为输出层，所述光分路器波导为xn路，所述端口波导的端口数为n个。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述m 层波导阵列的每一层输出端均有n路纵向重叠。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述透镜的数量为n个并形成阵列，且n个所述微机械机电系统转镜包含n个微机械机电系统转镜阵列。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述透镜为光纤准直器。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述透镜为球面透镜。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述透镜为非球面透镜。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光分路器波导和端口波导为玻璃波导。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光分路器波导和端口波导为硅波导。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光分路器波导和端口波导为氮化硅波
导。
15.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光分路器波导和端口波导为聚合物波导。
16.与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：
17.1、本实用新型通过实现m路光信号向n个端口任意选择传播的功能，同时通过光波导集成，可以实现多播交换光开关尺寸下降，集成度提高、不熔接光纤，且可靠性好的使用效果；
18.2、本实用新型通过设置波导集成，可以实现产品尺寸缩小，以克服由于全部使用分离器件，所带来的尺寸偏大、盘纤不便，以及成本偏高的问题。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例一方案示意图；
20.图2为本实用新型多层波导阵列示意图；
21.图3为本实用新型阵列1xn光分路器芯片单层示意图；
22.图4为本实用新型端口波导示意图；
23.图5为本实用新型波导阵列左侧截面图；
24.图6为本实用新型波导阵列右侧截面图；
25.图7为本实用新型实施例二方案示意图；
26.图8为本实用新型实施例三方案示意图。
27.其中：1、光分路器波导；2、端口波导；3、透镜；4、微机械机电系统转镜。
具体实施方式
28.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
29.实施例1:
30.请参阅图1，一种mxn多播交换光开关，包括1
‑
m层1xn光分路器波导1、2
‑
n端口波导2、3
‑
n个透镜3、4
‑
n个微机械机电系统转镜4。
31.请参阅图2，1
‑
m层1xn光分路器波导1、2
‑
n端口波导2叠加组装为一体，其中1
‑
m层1xn光分路器波导1为输入层、2
‑
n端口波导2为输出层。
32.请参阅图3，为单层1xn光分路器波导1。
33.请参阅图4，为n端口波导2，n端口波导2左侧波导间隔与光纤间隔尺寸一致，目的是为了方便与光纤耦合，右侧波导间隔可依据透镜3与微机械机电系统转镜4的实际尺寸进行调整。
34.请参阅图5，在多层波导右侧端面，每一层的n路波导在纵向重叠，每一路纵向形成阵列sk1≦k≦n，每一个阵列sk与1个透镜3和1个微机械机电系统转镜4对应形成一个1xn光
开关，其中n端口波导2的波导为输出波导，其余为输入波导。
35.请参阅图6，在多层波导左侧端面，波导错开目的是为了与光纤阵列耦合时互相不会干涉。
36.本实用新型的工作原理及使用流程：m个1xn光分路器芯片输入端作为入光口，即有m个入射光信号编号p1,p2
…
pm，每一个光信号被每个光分路器分成n路子信号(第一路p1分为q11,q12
…
q1k
…
q1n,第m路被分为qm1,qm2
…
qmk
…
qmn)，每一个光分路器的第k路1≦k≦n和n端口波导2(r1,r2
…
rk
…
rn)的第k路构成芯片叠放方向的第k列纵向波导阵列sk(q1k,q2k
…
rk
…
qmk)，芯片叠放方向的每一列纵向波导阵列sk共用一个透镜3和一个微机械机电系统转镜4，第k列纵向波导阵列中的所有m个光信号q1k,q2k
…
qmk)离开分路器端口传播并进入相应第k个透镜3，透镜3对光信号进行准直后进入微机械机电系统转镜4表面，微机械机电系统转镜4可以旋转角度，将微机械机电系统转镜4转到特定的角度，从而选择性的将m个光信号中的一路反射回n端口波导2中的第k个波导rk，这样就实现了该输出波导接收到m个光信号中的任意一路，同理，其他路的n端口波导2的波导也可以下载到m个光信号中的任意一个，从而实现mxn多播交换光开关的功能，n端口波导2为出光口，即有n个出射光信号。
37.实施例二：
38.请参阅图1，一种mxn多播交换光开关，包括1
‑
m层1xn光分路器波导1、2
‑
光线阵列、3
‑
n个透镜3和4
‑
n个微机械机电系统转镜4。
39.请参阅图2，1
‑
m层1xn光分路器波导1、2
‑
光线阵列叠加组装为一体，其中1
‑
m层1xn光分路器波导1为输入层、2
‑
光线阵列为输出层。
40.请参阅图3，为单层1xn光分路器波导1。
41.请参阅图4，为光线阵列，光线阵列左侧波导间隔与光纤间隔尺寸一致，目的是为了方便与光纤耦合，右侧波导间隔可依据透镜3与微机械机电系统转镜4的实际尺寸进行调整。
42.请参阅图5，在多层波导右侧端面，每一层的n路波导在纵向重叠，每一路纵向形成阵列sk1≦k≦n，每一个阵列sk与1个透镜3和1个微机械机电系统转镜4对应形成一个1xn光开关，其中光线阵列的波导为输出波导，其余为输入波导。
43.请参阅图6，在多层波导左侧端面，波导错开目的是为了与光纤阵列耦合时互相不会干涉。
44.本实用新型的工作原理及使用流程：m个1xn光分路器芯片输入端作为入光口，即有m个入射光信号编号p1,p2
…
pm，每一个光信号被每个光分路器分成n路子信号(第一路p1分为q11,q12
…
q1k
…
q1n,第m路被分为qm1,qm2
…
qmk
…
qmn)，每一个光分路器的第k路1≦k≦n和光线阵列(r1,r2
…
rk
…
rn)的第k路构成芯片叠放方向的第k列纵向波导阵列sk(q1k,q2k
…
rk
…
qmk)，芯片叠放方向的每一列纵向波导阵列sk共用一个透镜3和一个微机械机电系统转镜4，第k列纵向波导阵列中的所有m个光信号q1k,q2k
…
qmk)离开分路器端口传播并进入相应第k个透镜3，透镜3对光信号进行准直后进入微机械机电系统转镜4表面，微机械机电系统转镜4可以旋转角度，将微机械机电系统转镜4转到特定的角度，从而选择性的将m个光信号中的一路反射回光线阵列中的第k个波导rk，这样就实现了该输出波导接收到m个光信号中的任意一路，同理，其他路的光线阵列的波导也可以下载到m个光信号中的任意一
个，从而实现mxn多播交换光开关的功能，光线阵列为出光口，即有n个出射光信号。
45.实施例二：
46.请参阅图1，一种mxn多播交换光开关，包括1
‑
m层1xn光分路器波导1、2
‑
n端口波导2、3
‑
n个透镜3、4
‑
n个微机械机电系统转镜4。
47.请参阅图2，1
‑
m层1xn光分路器波导1、2
‑
n端口波导2叠加组装为一体，其中1
‑
m层1xn光分路器波导1为输入层、2
‑
n端口波导2为输出层。
48.请参阅图3，为单层1xn光分路器波导1。
49.请参阅图4，为n端口波导2，n端口波导2左侧波导间隔与光纤间隔尺寸一致，目的是为了方便与光纤耦合，右侧波导间隔可依据透镜3与微机械机电系统转镜4的实际尺寸进行调整。
50.请参阅图5，在多层波导右侧端面，每一层的n路波导在纵向重叠，每一路纵向形成阵列sk1≦k≦n，每一个阵列sk与1个透镜3和1个微机械机电系统转镜4对应形成一个1xn光开关，其中n端口波导2的波导为输出波导，其余为输入波导。
51.请参阅图6，在多层波导左侧端面，波导错开目的是为了与光纤阵列耦合时互相不会干涉；
52.请参阅图8，将1
‑
m个1xn光分路器、2
‑
n端口波导2阵列、3
‑
n个透镜3和4
‑
n个微机械机电系统转镜4集成波导层或部分波导层，也可以把所有波导集成为一层。
53.本实用新型的工作原理及使用流程：通过设置m个1xn光分路器输入端作为入光口，即有m个入射光信号，每一个光信号被每个1xn光分路器分成n路一样的子信号，每一个光分路器的第k路1≦k≦n和n端口波导2的第k路在芯片右侧特定位置组成波导阵列sk，每一路在输出端分开,目的是每一路sk耦合透镜3和转镜时不产生干涉，波导阵列sk与一个透镜3和微机械机电系统转镜4组成一个光开关，sk中的来自于1xn光分路器中所有m个子光信号离开分路器端口传播并进入相应第k个透镜3，透镜3对光信号进行准直后进入微机械机电系统转镜4表面，微机械机电系统转镜4可以旋转角度，将微机械机电系统转镜4转到特定的角度，从而选择性的将m个光信号中的一路反射回n端口波导2中的第k个波导，这样就实现了该输出波导接收到m个光信号中的任意一路，同理，其他路的n端口波导2的波导也可以下载到m个光信号中的任意一个，从而实现mxn多播光开关的功能。
54.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
55.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。