一种基于90制造技术

本发明专利技术提供一种基于90

【技术实现步骤摘要】
一种基于90
°
圆弧光纤的移动式MOEMS光开关装置


[0001]本专利技术涉及微光机电MOEMS光开关
，特别是涉及一种用于引信安全系统中的基于90
°
圆弧光纤的移动式MOEMS光开关装置。

技术介绍

[0002]引信全电子安全系统作为一种新兴的技术，以高能起爆技术为基础，融合了微电子技术，安全性、可靠性与作用速度都明显优于传统引信系统。引信全电子安全系统应用无隔爆炸序列，有别于传统引信的隔离设计思想，理论安全性大大提升。
[0003]为提升引信全电子安全系统的抗干扰性，预防系统失效与早炸，在能量传播途中引入MOEMS光开关，通过光电转换以及光纤传输过程切断干扰能量的传输途径，大幅缓解了各环节间产生的电磁干扰现象，电磁兼容性好但现有MOEMS光开关大多采用反射式光路，通过可动微镜的运动使光信号自输入光纤入射到反射板上并反射回输出光纤中，在实际应用中光能损耗较大，传输效率有待提升。由于自由空间中传输光的发散现象，光信号由输入光纤入射至侧壁反射板出射到输出光纤途中会有不小的损耗，最终进入输出光纤的光信号强度有较大程度的降低，使MOEMS光开关在可靠性上存在一定的隐患。
[0004]基于上述问题，亟需一种新的MOEMS光开关装置提高信号传输效率。移动光纤式光开关最早由美国研制出，利用可动光纤的移动和对准实现光信号的传输[1]。光开关闭合时，光信号在封闭的光纤通路中传输，可有效减少光信号在反射与传输过程中的损耗。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是为引信全电子安全系统提供一种信号传输效率较高的光开关装置，该装置基于移动式光纤光路，对光信号进行全封闭式传导，可靠性较强。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于90
°
圆弧光纤的移动式MOEMS光开关，包括输入光纤、直角弧光纤、输出光纤，可动式微镜，所述输入、输出光纤是固定式光纤，均固定于硅衬底平面，在两端分别连接光的发射和接收单元，所述可动式微镜是可动部件，其上设计有直角弧形凹槽、定位槽、保险槽和驱动槽；所述90
°
圆弧光纤通过微装配工艺装配到于可动式微镜的直角弧凹槽中，与可动式微镜耦合式连接；所述输入光纤与输出光纤垂直装配，可动式微镜作为活动构件，能够在解保时带动90
°
圆弧光纤运动到位，使90
°
圆弧光纤与输入光纤相连，与输出光纤共同组成光的传播通路。通过可动微镜的运动到位实现传输光路的闭合，使光信号由光纤自输入光纤传导至输出光纤。
[0007]本专利技术提供了一种基于90
°
圆弧光纤的移动式MOEMS光开关装置，有益效果如下：
[0008]本方案基于硅基，采用移动式光纤光路的方式。硅基材料来源广泛、产量丰富、价格低廉，且基于硅基的制造工艺比较成熟完善，可行性高；采取全闭合式光纤传输的方式，避免了光信号在开放空间传输的耗散，传输效率高，可靠性强。
附图说明：
[0009]图1为本专利技术总体结构示意图。
[0010]其中：1
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输入光纤、2
‑
90
°
圆弧光纤、3
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输出光纤、4
‑
可动式微镜、5
‑
电热保险机构、6
‑
电热驱动机构。
[0011]图2为本专利技术公开的一种基于90
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圆弧光纤的移动式MOEMS光开关装置中的光开关光路通断示意图。
[0012]其中：1
‑
输入光纤、2
‑
90
°
圆弧光纤、3
‑
输出光纤、4
‑
可动式微镜。
[0013]图3为本专利技术公开的一种基于90
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圆弧光纤的移动式MOEMS光开关装置中的可动式微镜示意图
[0014]其中：7
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圆弧形凹槽、8
‑
保险槽、9
‑
定位槽、10
‑
驱动槽。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
[0016]如图1所示，本专利技术包括输入光纤1、90
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圆弧光纤2、输出光纤3、可动式微镜4、电热保险机构5、电热驱动机构6。其中，输入光纤1与输出光纤3均固定在硅衬底平面上并与光信号的发射和接收单元相连，为固定式光纤；可动式微镜4、电热保险机构5、电热驱动机构6为可动部件，共同控制MOEMS光开关的通断状态。
[0017]具体地，所述可动式微镜上设计有圆弧形凹槽7、保险槽8、定位槽9、驱动槽10。
[0018]所述90
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圆弧光纤2通过圆弧式凹槽固定在可动式微镜上，与输入输出光纤共同构成光信号的闭合传输光路。
[0019]所述电热保险机构5用作微机电保险，借保险槽8和定位槽9与可动式微镜相连，起安全保险作用。
[0020]所述电热驱动机构6通过驱动槽10与可动式微镜4相连，在解保过程中驱动可动式微镜运动到位并由闭锁机构固定。
[0021]所述电热驱动机构6与所述可动式微镜4通过驱动槽连接，在解保后驱动可动式微镜运动，完成光路由断到通的转换。硅基电热保险机构可在环境输入的条件下运动到位，解除可动式微镜的第一道保险；电热保险机构可通过保险槽或定位槽与可动式微镜相连，作为微机电保险保障引信系统的安全与可动式微镜的定位。
[0022]当引信处于保险状态时，电热保险机构、电热驱动机构均未启动，电热保险机构与可动式微镜由保险槽连接，各可动部件均处于静止状态，此时装配于可动式微镜的90
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圆弧光纤与输入光纤相离，与输出光纤相距约一个光纤直径距离，光路未导通，光开关处于断开状态；当环境变化发出解保信号时，硅基后座保险机构在后过载作用下运动而解除可动式微镜的第一道保险，当控制电路发出解保指令时，电热保险机构通电并受热变形退出保险槽，解除对可动式微镜的第二道保险，紧接着电热驱动机构带动可动式微镜运动，90
°
圆弧光纤两端分别与输入、输出光纤相连，光路导通，光开关开启。随后通电加热停止，电热保险机构恢复到原始状态并卡进定位槽，可动式微镜运动被成功定位和固定，最后电热驱动机构也停止驱动，各部件再次回到静止状态。
[0023]本专利技术利用电热保险机构、电热驱动机构带动可动微镜上90
°
圆弧光纤的移动，进
而完成MOEMS光开关通断状态的转换，具有传输损耗小、结构尺寸小的特点；硅基后座保险机构、电热驱动机构以及定位槽、保险槽实现可动微镜在光开关工作时的移动、精确定位和固定，具有精准度高、可靠性好的优点。
[0024][1]C.Gonzalez and S.D.Collins,"Micromachined 1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于90
°
圆弧光纤的移动式MOEMS光开关装置，其特征在于：结构上包括沿光束入射和出射方向依次设置的输入光纤(1)、90
°
圆弧光纤(2)、输出光纤(3)、可动式微镜(4)、电热保险机构(5)、电热驱动机构(6)组成；在所述的可动式微镜上配备有圆弧形凹槽(7)、定位槽(9)、保险槽(8)和驱动槽(10)；90
°
圆弧光纤(2)通过微装配工艺借圆弧形凹槽(7)与可动式微镜(4)耦合式连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：代俊，于舒凡，倪子扬，谢晋，张崇飞，熊壮，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：新型
国别省市：