CN113359240A - 非锁定型光开关 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种非锁定型光开关，其包括：光路转换组件和开关驱动组件。所述光路转换组件包括第一导光件和第二导光件，第一导光件具有相对的第一端面和第二端面，第二导光件具有相对的第三端面和第四端面，第二端面和所述第三端面彼此相对并邻近设置。开关驱动组件包括第一驱动件、第二驱动件和复位件，第二驱动件设置在第二导光件上，第一驱动件用于驱动第二驱动件移动并带动所述第二导光件从初始位置移动至目标位置，当所述第二导光件位于目标位置时，复位件具有驱动所述第二驱动件移动并带动所述第二导光件从目标位置移动至初始位置的作用力。通过设置光路转换组件和开关驱动组件进行光路的切换，具有节省非锁定型光开关空间的优点。

Description

非锁定型光开关

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种非锁定型光开关。

背景技术

光开关作为光链路切换的重要器件，其在光通信领域有着不可替代的作用。传统的光开关通常分为机械式光开关、声光调制光开关、电光调制光开关、微精密机械光开关等类型。除机械式光开关外的其他类型的光开关由于成本高昂，尤其是在通道切换数较少，对切换速度要求不高的情况下而缺乏性价比和竞争力，因此机械式光开关占有绝大部分市场。

而传统的机械式光开关主要通过继电器控制光路，将光开关光路的光学元件(折光棱镜、平面反射镜等)固定在通过延长改造普通继电器的衔铁部件上，利用衔铁在继电器工作过程中的切换运动，而改变光路传输，从而实现光路切换。这种传统结构的光开关，其继电器与光学元件的光路采用相互垂直的空间摆放形式而形成T字形结构，其在使用时空间占用大，布局光学结构和光路困难。另外由于传统的机械式光开关主要在经过传统继电器衔铁臂上延长改造、并加装光学元件来实现光路切换的效果，破坏了继电器的最佳工作负载状态，并存在切换响应时间长、故障率高、可靠性差的缺陷，继电器所存在机械触点，也使其机械光开关存在使用寿命短的问题。

随着光通信技术的发展，所有光通信器件的小型化、集成化已经成为各种器件更新换代的发展趋势，传统机械式光开关由于体积相对较大并且结构形状浪费空间而越来越受到使用条件的限制，无法满足市场的需求。

发明内容

本申请的目的是提供一种非锁定型光开关，含有光路转换组件和开关驱动组件，可以通过开关驱动组件驱动光路转换组件进行非锁定型光开关的光路切换，进而克服现有光开关T字形结构占用空间大的问题。

为了达到上述目的，本申请采用下述技术方案：

一种非锁定型光开关，包括：光路转换组件和开关驱动组件；所述光路转换组件包括第一导光件和第二导光件，所述第一导光件具有相对的第一端面和第二端面，所述第二导光件具有相对的第三端面和第四端面，所述第二端面和所述第三端面彼此相对并邻近设置，当所述第二端面和第三端面之间存在间隙时，所述第一导光件中的光束在第二端面处偏折后经第三端面进入第二导光件，或者，所述第二导光件中的光束在第三端面处偏折后经第二端面进入第一导光件；所述开关驱动组件包括第一驱动件、第二驱动件和复位件，所述第二驱动件设置在所述第二导光件上，所述第一驱动件用于驱动所述第二驱动件移动并带动所述第二导光件从初始位置移动至目标位置，所述第二导光件在初始位置和目标位置时，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面之间具有大小不同的间隙，当所述第二导光件位于目标位置时，所述复位件具有驱动所述第二驱动件移动并带动所述第二导光件从目标位置移动至初始位置的作用力。

优选的，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面分别为楔形表面，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面贴合时，所述第一导光件中的光束经过第二端面和第三端面时不偏折并进入第二导光件，或者，所述第二导光件中的光束经过第三端面和第二端面时不偏折并进入第一导光件。

优选的，所述第一驱动件和所述复位件分别设置在所述第二驱动件沿光路方向的两侧，或者，所述第一驱动件和所述复位件分别设置在所述第二驱动件沿光路方向的同一侧。

优选的，所述第一驱动件和所述第二驱动件之间为磁性作用力，所述复位件和所述第二驱动件之间为磁性作用力和/或弹性作用力。

优选的，所述非锁定型光开关还包括套管组件，所述套管组件包括：导光件套管和驱动件套管，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面容置在导光件套管内，所述第二导光件的第四端面位于导光件套管外，所述第二导光件与导光件套管之间为间隙配合；所述驱动件套管连接导光件套管，所述第二驱动件位于驱动件套管内，所述第一驱动件设置在导光件套管上，所述复位件靠近所述驱动件套管或设置在所述驱动件套管内。

优选的，所述第一驱动件是套设在导光件套管外的电磁铁，所述第二驱动件是永磁铁，所述复位件是弹性件或永磁铁。

优选的，所述第一驱动件的电磁铁包括电磁线圈和铁芯，所述铁芯套设在导光件套管外，所述电磁线圈套设在铁芯外。

优选的，所述驱动件套管是导磁套管。

优选的，所述第一驱动件是套设在导光件套管外的电磁铁，所述第一驱动件的电磁铁包括电磁线圈和铁芯，所述铁芯套设在导光件套管外，所述电磁线圈套设在铁芯外，所述第二驱动件是与所述铁芯磁性相吸的永磁铁，所述铁芯复用为所述复位件，所述驱动件套管的材质可以为导磁性或非导磁性材料。

优选的，所述复位件的弹性件是压缩弹簧或拉伸弹簧或可复位弹性气囊。

优选的，所述导光件套管上设置有第一定位部，所述第二导光件上设置有第二定位部，所述第一定位部和第二定位部相配合以在所述第二导光件移动时引导所述第二导光件沿预设方向移动。

优选的，所述第一定位部是设置在所述导光件套管上的导向槽或导向孔，所述第二定位部是设置在所述第二导光件上的平键。

优选的，所述导光件套管上设置有位于所述第二端面和所述第三端面之间的导气孔。

优选的，所述非锁定型光开关还包括光路输入输出装置，所述光路输入输出装置包括第一光纤、第二光纤和汇聚透镜，所述第一光纤与所述第一导光件的第一端面邻近设置，所述第二光纤与所述第二导光件的第四端面邻近设置，所述汇聚透镜设置在第一光纤的光纤头和所述第一导光件的第一端面之间，所述第一光纤的光纤头的光束经所述汇聚透镜、所述第一导光件和所述第二导光件后汇聚到所述第二光纤的光纤头的端面上。

优选的，所述第一光纤是单纤光纤头，所述第二光纤是双纤光纤头。

优选的，所述第二导光件在工作过程中，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面之间始终具有间隙。

与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：

本申请的一种含有光路转换组件和开关驱动组件的非锁定型光开关，可以通过开关驱动组件驱动光路转换组件实现非锁定型光开关的光路切换，上述结构具有节省光开关空间的优点，可以实现非锁定型光开关整体小型化的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。

图1是本申请实施例提供的一种非锁定型光开关的结构示意图；

图2是图1的非锁定型光开关在另一种工作状态的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种非锁定型光开关的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(1)的光路示意图；

图5是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(1)中光束从第一光纤输出的示意图；

图6是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(1)中光束输出至第二光纤的示意图；

图7是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(2)的光路示意图；

图8是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(2)中光束从第一光纤输出的示意图；

图9是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(2)中光束输出至第二光纤的示意图；

图10是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(3)的光路示意图；

图11是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(3)中光束从第一光纤输出的示意图；

图12是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(3)中光束输出至第二光纤的示意图；

图13是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(4)的光路示意图；

图14是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(4)中光束从第一光纤输出的示意图；

图15是本申请实施例提供的非锁定型光开关的开关情况(4)中光束输出至第二光纤的示意图。

图示：

1、光路转换组件；11、第一导光件；12、第二导光件；111、第一端面；112、第二端面；113、第三端面；114、第四端面；

2、开关驱动组件；21、第一驱动件；22、第二驱动件；23、复位件；211、电磁线圈；212、铁芯；

3、套管组件；31、导光件套管；32、驱动件套管；

41、第一光纤；42、第二光纤；43、汇聚透镜；411、第一光纤头；421、第二光纤头；422、第三光纤头。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1和图2所示，本申请涉及一种非锁定型光开关，包括光路转换组件1和开关驱动组件2。图1和图2所示的非锁定型光开关可以是自由空间非锁定型光开关。

所述光路转换组件1包括第一导光件11和第二导光件12。所述第一导光件11具有相对的第一端面111和第二端面112，第一导光件11的第一端面111可用于光束的输入或输出，所述第二导光件12具有相对的第三端面113和第四端面114，第二导光件12的第四端面114可用于光束的输入或输出，所述第二端面112和所述第三端面113彼此相对并邻近设置，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113可以是规则表面或不规则表面，例如是楔形表面、弧形表面等。也就是说当所述第二端面112和第三端面113之间存在间隙时，所述第一导光件11中的光束在第二端面112处偏折后经第三端面113进入第二导光件12；也可以是所述第二导光件12中的光束在第三端面113处偏折后经第二端面112进入第一导光件11。

所述开关驱动组件2包括第一驱动件21、第二驱动件22和复位件23。所述第二驱动件22设置在所述第二导光件12上，例如第二驱动件22套接固定在第二导光件12上，所述第一驱动件21用于驱动所述第二驱动件22移动并带动所述第二导光件12从初始位置移动至目标位置，所述第二导光件12在初始位置和目标位置时，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间具有大小不同的间隙，具体地，所述第二导光件12位于目标位置时，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙可以大于初始位置时第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙，也可以小于初始位置时第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙。

以图1为初始位置、图2为目标位置为例。所述第一导光件11和第二导光件12是相同折射率的材料形成。请参照图1，光束从第一导光件11的第一端面111输入，并从第二导光件12的第四端面114输出，由于第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113直接贴合，光路在第一导光件11和第二导光件12的传输中不存在光路偏折，故光束直线穿过第一导光件11和第二导光件12并从第二导光件12的第四端面114的a点输出。请参照图2，当第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113保持一定距离后，由于在第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间存在空气间隙，因为空气间隙和第一导光件11、第二导光件12折射率的不同，通过第一导光件11和第二导光件12的光束在第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113分别发生偏折，光束从第二导光件12的第四端面114的b点输出。通过上述过程，光束在第四端面114的输出点位置从a点输出位置偏移至b点输出位置，实现了光束在输出端从位置a点到位置b点的切换。

当所述第二导光件12位于目标位置时，所述复位件23具有驱动所述第二驱动件22移动并带动所述第二导光件12从目标位置移动至初始位置的作用力。具体地，所述第二导光件12位于目标位置时，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙大于初始位置时第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙时，复位件23具有促使第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙减小的作用力；所述第二导光件12位于目标位置时，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙小于初始位置时第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙时，复位件23具有促使第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙增加的作用力。

由此，可以通过上述结构来调整第一导光件11和第二导光件12之间的距离即通过调整第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间间隙的大小，就可以达到调整输出的光束相对输入的光束转变偏移距离的目的。由于光路转换组件1和开关驱动组件2不局限于相互垂直的空间摆放形式设置，上述结构具有节省非锁定型光开关空间的优点，可以实现非锁定型光开关整体小型化的效果。通过所设置的复位件23使所述第二导光件12在第一驱动件21停止驱动时复位至初始位置，即当所述第二导光件12位于目标位置时，所述复位件23能够驱动所述第二驱动件22移动并带动所述第二导光件12从目标位置移动至初始位置，在不额外添加器件的情况下实现非锁定型光开关的非锁定功能。

在实际应用中，也可以以图2为初始位置、图1为目标位置，实现通过上述开关驱动组件驱动光路转换组件进行非锁定型光开关的光路切换，实现非锁定型光开关整体小型化的效果。

在一种较佳的实施例中，所述第一导光件11和第二导光件12可以是整体呈长方体或圆柱体结构，所述第一导光件11和所述第二导光件12最好是由具有均匀折射率的材料例如玻璃或石英形成，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113是楔形表面。当所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113贴合时，所述第一导光件11中的光束经过第二端面112和第三端面113时不偏折并进入第二导光件12。根据光路的可逆性，也可以是所述第二导光件12中的光束经过第三端面113和第二端面112时不偏折并进入第一导光件11。由上述结构形成的非锁定型光开关为一字型或直线型结构，结构更加紧凑，能够应用在多种场合。当所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113贴合时，非锁定型光开关可以做的更紧凑，更节省空间。

所述第一驱动件21和所述复位件23分别可以设置在所述第二驱动件22沿光路方向的两侧。所述第一驱动件21和所述复位件23也可以分别设置在所述第二驱动件22沿光路方向的同一侧。第一驱动件21和复位件23主要是提供给第二驱动件22不同方向的驱动力，以控制第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间间隙的大小。根据需要将第一驱动件21和复位件23设置在不同位置，可以使非锁定型光开关应用于更多的场合。

在一种较佳的实施例中，所述第一驱动件21和所述第二驱动件22之间的作用力是磁性作用力，所述复位件23和所述第二驱动件22之间的作用力是磁性作用力和/或弹性作用力。当第一驱动件21给与第二驱动件22的驱动力是磁性作用力时，因为磁性作用力的施力物体和受力物体无需直接接触，所以非锁定型光开关的切换速度相对机械力驱动更高、可靠性更好、使用寿命更长。

具体地，以图1为初始状态、图2为目标状态为例，图1和图2中，第一驱动件21和所述复位件23分别设置在所述第二驱动件22的同一侧时，在初始位置时，第一驱动件21产生驱动第二驱动件22移动的磁性斥力，在目标位置为时，复位件23产生驱动第二驱动件22移动的磁性吸力或弹性吸力；第一驱动件21和复位件23分别设置在所述第二驱动件22的两侧时(未示出)，在初始位置时，第一驱动件21产生驱动第二驱动件22移动的磁性斥力，在目标位置为时，复位件23产生驱动第二驱动件22移动的磁性斥力或弹性斥力。

如图1所示，所述非锁定型光开关还可以包括套管组件3，所述套管组件3可以是一体成型的，也可以是包括导光件套管31和驱动件套管32等的组合形式。当所述套管组件3是包括导光件套管31和驱动件套管32的组合形式时，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113容置在导光件套管31内，避免外部环境的杂物进入所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙。所述第一导光件11的第一端面111和所述第二导光件12的第四端面114位于导光件套管31外，所述第二导光件12与导光件套管31之间可以是间隙配合，使得第二导光件12可以沿导光件套管31的轴向移动，可以避免第二导光件12被第二驱动件22驱动移动时和套管组件3产生摩擦。所述驱动件套管32连接导光件套管31，所述第二驱动件22位于驱动件套管32内，所述第一驱动件21设置在导光件套管31上，第一驱动件21例如套接固定在导光件套管31上，所述套管组件3设置成导光件套管31和驱动件套管32分体的结构更便于非锁定型光开关的组装和后期维修。所述复位件23靠近所述驱动件套管32或设置在所述驱动件套管32内，相较于将复位件23设置在驱动件套管32的外围，可以减少非锁定型光开关的体积。

在一种较佳的实施例中，如图1所示，所述第一驱动件21可以是套设在导光件套管31外的电磁铁，所述第二驱动件22可以是永磁铁，所述复位件23可以是弹性件或永磁铁。当复位件23是永磁铁时，复位件23可以镶嵌在导光件套管31的端面上或驱动件套管32的内壁上。当所述第一驱动件21是电磁铁时，所述第一驱动件21的电磁铁可以包括电磁线圈211和铁芯212，所述铁芯212套设在导光件套管31外，所述电磁线圈211套设在铁芯212外。在使用时，作为一个示例，所述第一驱动件21因为所述电磁线圈211通电产生磁场使第一导光件11和第二导光件12分离，所述电磁线圈211断电后，第二驱动件22及第二导光件12在复位件23的驱动下进行复位，第二导光件12向第一导光件11靠近；或，作为另一个示例，所述第一驱动件21因为所述电磁线圈211通电产生磁场使第一导光件11和第二导光件12靠近，所述电磁线圈211断电后，第二驱动件22及第二导光件12在复位件23的驱动下进行复位，第二导光件12和第一导光件11分离。即，对于本申请的非锁定型光开关，在电磁线圈211断电以后，非锁定型光开关可以恢复到通电以前的工作状态，电磁线圈211在通电和断电情况下具有不同的工作状态。

所述驱动件套管32可以是导磁套管，当驱动件套管32是导磁套管时，通过设置的驱动件套管32可以将发散的磁场引向集中的方向，使第二驱动件22的磁感应强度增加，增强第一驱动件21对第二驱动件22的驱动效果。

在一种较佳的实施例中，所述第一驱动件21是套设在导光件套管31外的电磁铁，所述第一驱动件21的电磁铁包括电磁线圈211和铁芯212，所述铁芯212套设在导光件套管31外，所述电磁线圈211套设在铁芯212外，所述第二驱动件22是与所述铁芯212磁性相吸的永磁铁，所述铁芯212复用为所述复位件。所述驱动件套管32的材质可以选用导磁性或非导磁性材料，优选为非导磁性材料，使用非导磁材质的驱动件套管32不会被所述复位件23磁化，所述第一驱动件21通电及断电后所述复位件23与所述驱动件套管32之间都没有作用力。在电磁线圈211通电前，复用为复位件的铁芯212通过对第二驱动件22的磁吸作用力，使得第一导光件11和第二导光件12靠近；在电磁线圈211通电后，所述电磁线圈211产生磁场并使第一导光件11和第二导光件12分离；在电磁线圈211断电后，复用为复位件的铁芯212通过对第二驱动件22的磁吸作用力，使得第一导光件11和第二导光件12再次靠近，完成第二导光件12的复位。所述复用为复位件的铁芯212在所述第一驱动件21的电磁铁断电后通过作用于所述第二驱动件22复位方向的作用力，以完成对第二驱动件22和第二导光件12的复位，在达到非锁定型光开关的第二导光件12复位的目的情况下还可以减轻非锁定型光开关的重量。

所述复位件23的弹性件可以是压缩弹簧或拉伸弹簧或可复位弹性气囊，压缩弹簧或拉伸弹簧或可复位弹性气囊的一端可以固定在导光件套管31的内壁或驱动件套管32的内壁，压缩弹簧或拉伸弹簧或可复位弹性气囊的另一端用于抵接第二驱动件22，第二导光件12位于目标位置时，所述复位件23可以提供给第二驱动件22一个指向初始位置的作用力。当复位件23是压缩弹簧或拉伸弹簧或可复位弹性气囊等无源器件时，非锁定型光开关的复位件23可以不受外部供电的影响，复位件23随时可以提供给第二驱动件22驱动力以使第二导光件12向初始位置移动。

为了第二导光件12在移动过程中不发生径向转动，可以在导光件套管31上设置第一定位部(未示出)，在第二导光件12上设置第二定位部(未示出)，所述第一定位部和第二定位部相配合以在所述第二导光件12移动时引导所述第二导光件12沿预设方向移动。优选的，所述第一定位部是设置在所述导光件套管31上的导向槽或导向孔，导向槽可以设置在导光件套管31的内壁上，导向孔可以贯穿导光件套管31内壁和外壁，所述第二定位部是设置在所述第二导光件12上的平键，平键可以设置在第二导光件12的外壁上。同时导向孔可以在第一导光件11和第二导光件12靠近时将两者之间的气体导出，从而顺畅地调整第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙大小。作为替换方式，所述第一定位部可以是设置在所述导光件套管31内壁上的平键，第二定位部是设置在所述第二导光件12上的导向槽或导向孔。

同样的，在所述导光件套管31上可以设置位于所述第二端面112和所述第三端面113之间的导气孔，在第一导光件11和第二导光件12靠近时导气孔将两者之间的气体导出，从而顺畅地调整第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间的间隙大小。

在一种较佳的实施例中，所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间在所述第二导光件12在工作过程中始终具有间隙。当所述第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间在所述第二导光件12在工作过程中始终具有间隙时，第二导光件12在移动过程中始终不会和第一导光件11产生碰撞，从而避免第一导光件11和第二导光件12的损伤，延长非锁定型光开关的使用寿命。

以上描述的非锁定型光开关结构还可以应用于光纤型非锁定型光开关中，下面参照图3对本申请另一实施例的非锁定型光开关进行详细描述。如图3所示，所述非锁定型光开关还包括光路输入输出装置，所述光路输入输出装置包括第一光纤41、第二光纤42和汇聚透镜43，所述第一光纤41可以用于光束的输入或输出，所述第二光纤42可以用于光束的输入或输出，所述汇聚透镜43用于第一光纤41所输入光束的聚集。所述第一光纤41设置在所述第一导光件11的第一端面111，所述第二光纤42设置在所述第二导光件12的第四端面114，所述汇聚透镜43设置在第一光纤41的光纤头和所述第一导光件11的第一端面111之间，所述第一光纤41的光纤头的光束经所述汇聚透镜43、所述第一导光件11和所述第二导光件12后汇聚到所述第二光纤42的光纤头的端面上。所述汇聚透镜43可以是G透镜(g-lens)或C透镜(C-Lens)，优选为G透镜。G透镜有体积小、超短焦距、有平端面的优点，G透镜作为汇聚透镜43时，所述光纤型锁定型光开关的结构更紧凑。

在一具体实施方式中，所述第一光纤41可以是单纤光纤头，所述第二光纤42可以是双纤光纤头，使得非锁定型光开关成为一种一字型光纤型1×2非锁定型光开关。

请参阅图3至图15，本申请包含有光路转换组件1、开关驱动组件2、套管组件3和光路输入输出装置，光路转换组件1包含有第一导光件11和第二导光件12，开关驱动组件2包含有第一驱动件21、第二驱动件22和复位件23；套管组件3包含有导光件套管31、驱动件套管32；光路输入输出装置包含有第一光纤41、第二光纤42和汇聚透镜43。所述第一光纤41是单芯光纤头，其具有第一光纤头411；所述第二光纤42是双芯光纤头，其具有第二光纤头421和第三光纤头422；所述汇聚透镜43是G透镜。

在使用过程中，所述第一驱动件21驱动第二驱动件22带动第二导光件12从初始位置向目标位置移动，所述复位件23给与第二驱动件22一个朝向初始位置的作用力。通过第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113之间空隙的变化实现给非锁定型光开关的开关功能。通过非锁定型光开关的光束的光路切换情况如下：

(1)请参阅图3、图4、图5和图6，当光束从第一光纤41的第一光纤头411经过汇聚透镜43的汇聚，并输入第一导光件11时，第一驱动件21的电磁线圈211没有通电，复位件23施加驱动力于第二驱动件22上，第二导光件12在第二驱动件22的作用下停留在初始位置。从而使汇聚的光束耦合到所述双芯光纤头42的第二光纤头421中。

(2)请参阅图3、图7、图8和图9，当光束从第一光纤41的第一光纤头411经过汇聚透镜43的汇聚，并输入第一导光件11时，第一驱动件21的电磁线圈211通电并产生和第二驱动件22方向相反的磁场，第一驱动件21对第二驱动件22产生向目标位置移动的磁性斥力，第一驱动件21对第二驱动件22的磁力大于复位件23对第二驱动件22的作用力，因此第二导光件12在第二驱动件22的带动下向目标位置移动。随着第二导光件12的第三端面113和第一导光件11的第二端面112之间间隙距离的增大，从第二导光件12的第四端面114导出的光束相对第一导光件11的第一端面111输入光束的偏移距离也相应增大。通过第二导光件12的第四端面114输出的光束逐渐从第二光纤42的第二光纤头421向第三光纤头422移动，实现光束的切换。

(3)请参阅图3、图10、图11和图12，当光束从第一光纤41的第一光纤头411经过汇聚透镜43的汇聚，并输入第一导光件11时，第二驱动件22在第一驱动件21的驱动作用下移动到目标位置。通过第一导光件11输入的光束经过第一导光件11的第二端面112和第二导光件12的第三端面113发生偏折后从第二导光件12的第四端面114相对于输入光束错位输出入第三光纤头422。只要第一驱动件21的电磁线圈211保持通电，第一驱动件21对第二驱动件22的作用力大于复位件23对第二驱动件22的作用力，从而使汇聚的光束持续耦合到第二光纤42的第三光纤头422中。

(4)请参阅图3、图13、图14和图15，当光束从第一光纤41的第一光纤头411经过汇聚透镜43的汇聚，并输入第一导光件11时，第一驱动件21的电磁线圈211停止供电，第二驱动件22因为受到复位件23给与的向初始位置的作用力，带动第二导光件12向第一导光件11方向移动，直至第二导光件12移动到初始位置，从而使汇聚的光束耦合到第二光纤42的第二光纤头421中。

以上光路的切换、保持或复位都是由所述第二驱动件22通过第一驱动件21或复位件23作用力，从而带动第二导光件12移动来实现。

采用该结构的非锁定型光开关，由于所述光路转换组件1和所述开关驱动组件2不局限于相互垂直的空间摆放形式设置，具有节省非锁定型光开关空间的优点。第一驱动件21和第二驱动件22之间使用磁性作用力，磁性作用力时非锁定型光开关的切换速度更高、可靠性更好、使用寿命更长。同时为提高对本申请的理解，本实施方式提供了1_×2的光路切换原理，但是非锁定型光开关中的光纤头数量并不限于此，通过本申请涉及到的非锁定型光开关的结构，可以实现1_×N至M_×N的阵列式非锁定型光开关。

本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种非锁定型光开关，其特征在于，包括：光路转换组件和开关驱动组件；

所述光路转换组件包括第一导光件和第二导光件，所述第一导光件具有相对的第一端面和第二端面，所述第二导光件具有相对的第三端面和第四端面，所述第二端面和所述第三端面彼此相对并邻近设置，当所述第二端面和第三端面之间存在间隙时，所述第一导光件中的光束在第二端面处偏折后经第三端面进入第二导光件，或者，所述第二导光件中的光束在第三端面处偏折后经第二端面进入第一导光件；

所述开关驱动组件包括第一驱动件、第二驱动件和复位件，所述第二驱动件设置在所述第二导光件上，所述第一驱动件用于驱动所述第二驱动件移动并带动所述第二导光件从初始位置移动至目标位置，所述第二导光件在初始位置和目标位置时，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面之间具有大小不同的间隙，当所述第二导光件位于目标位置时，所述复位件具有驱动所述第二驱动件移动并带动所述第二导光件从目标位置移动至初始位置的作用力。

2.根据权利要求1所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面分别为楔形表面，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面贴合时，所述第一导光件中的光束经过第二端面和第三端面时不偏折并进入第二导光件，或者，所述第二导光件中的光束经过第三端面和第二端面时不偏折并进入第一导光件。

3.根据权利要求1所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一驱动件和所述复位件分别设置在所述第二驱动件沿光路方向的两侧，或者，所述第一驱动件和所述复位件分别设置在所述第二驱动件沿光路方向的同一侧。

4.根据权利要求3所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一驱动件和所述第二驱动件之间为磁性作用力，所述复位件和所述第二驱动件之间为磁性作用力和/或弹性作用力。

5.根据权利要求4所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述非锁定型光开关还包括套管组件，所述套管组件包括：导光件套管和驱动件套管，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面容置在导光件套管内，所述第二导光件的第四端面位于导光件套管外，所述第二导光件与导光件套管之间为间隙配合；

所述驱动件套管连接导光件套管，所述第二驱动件位于驱动件套管内，所述第一驱动件设置在导光件套管上，所述复位件靠近所述驱动件套管或设置在所述驱动件套管内。

6.根据权利要求5所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一驱动件是套设在导光件套管外的电磁铁，所述第二驱动件是永磁铁，所述复位件是弹性件或永磁铁。

7.根据权利要求6所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一驱动件的电磁铁包括电磁线圈和铁芯，所述铁芯套设在导光件套管外，所述电磁线圈套设在铁芯外。

8.根据权利要求7所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述驱动件套管是导磁套管。

9.根据权利要求5所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一驱动件是套设在导光件套管外的电磁铁，所述第一驱动件的电磁铁包括电磁线圈和铁芯，所述铁芯套设在导光件套管外，所述电磁线圈套设在铁芯外，所述第二驱动件是与所述铁芯磁性相吸的永磁铁，所述铁芯复用为所述复位件。

10.根据权利要求6所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述复位件的弹性件是压缩弹簧或拉伸弹簧或可复位弹性气囊。

11.根据权利要求5所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述导光件套管上设置有第一定位部，所述第二导光件上设置有第二定位部，所述第一定位部和第二定位部相配合以在所述第二导光件移动时引导所述第二导光件沿预设方向移动。

12.根据权利要求11所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一定位部是设置在所述导光件套管上的导向槽或导向孔，所述第二定位部是设置在所述第二导光件上的平键。

13.根据权利要求5所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述导光件套管上设置有位于所述第二端面和所述第三端面之间的导气孔。

14.根据权利要求1所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述非锁定型光开关还包括光路输入输出装置，所述光路输入输出装置包括第一光纤、第二光纤和汇聚透镜，所述第一光纤与所述第一导光件的第一端面邻近设置，所述第二光纤与所述第二导光件的第四端面邻近设置，所述汇聚透镜设置在第一光纤的光纤头和所述第一导光件的第一端面之间，所述第一光纤的光纤头的光束经所述汇聚透镜、所述第一导光件和所述第二导光件后汇聚到所述第二光纤的光纤头的端面上。

15.根据权利要求14所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第一光纤是单纤光纤头，所述第二光纤是双纤光纤头。

16.根据权利要求1所述的一种非锁定型光开关，其特征在于，所述第二导光件在工作过程中，所述第一导光件的第二端面和第二导光件的第三端面之间始终具有间隙。

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