Реле волоконно-оптической линии связи

Полезная модель относится к устройствам волоконно-оптических линий передачи информации.
Известно реле волоконно-оптической линии связи [RU188916 (U1), МПК G02B26/08 (2019.04), опубл. 2019.04.29]. Такое реле волоконно-оптической линии связи состоит из корпуса, в котором установлен блок ключа, а с противоположных торцов смонтированы первый и второй наконечники. В первом наконечнике размещено оптическое волокно для входного сигнала и со стороны, обращенной внутрь корпуса, установлена первая коллимирующая линза, а во втором наконечнике размещено оптическое волокно для выходного оптического сигнала и со стороны, обращенной внутрь корпуса, установлена вторая коллимирующая линза. Блок ключа расположен между первым и вторым наконечниками и состоит из втулки, к нижнему основанию которой прикреплена плата с двумя контактами, к которым припаяны первый и второй электроды. Также блок ключа включает основание ключа толщиной 1,6 мкм, выполненное в виде гетероструктуры на подложке из оксида кремния, состоящей из прилегающих друг к другу чередующихся слоев Cr/Cu/Cr, и приклеенное к плате, и подвижный гибкий упругий кантилевер ключа толщиной 1 мкм, образованный отслоенными одноименными краями верхних слоев гетероструктуры. Первая и вторая коллимирующая линзы, кантилевер ключа, оптическое волокно для входного сигнала и оптическое волокно для выходного сигнала расположены соосно друг другу.
Недостатком данного решения является отсутствие возможности контроля исправности реле волоконно-оптической линии связи.
Техническая проблема заключается в обеспечении возможности контроля исправности реле волоконно-оптической линии связи.
Технический результат заключается в обеспечении возможности контроля наличия оптического сигнала на входе в реле волоконно-оптической линии связи.
Технический результат достигается тем, что реле волоконно-оптической линии связи состоит из корпуса, с противоположных торцов которого смонтированы первый наконечник с оптическим волокном для входного сигнала и первой коллимирующей линзой и второй наконечник с оптическим волокном для выходного оптического сигнала и второй коллимирующей линзой, и установлен блок ключа, образованный втулкой, платой с двумя контактами, двумя электродами, основанием ключа и кантилевером ключа, согласно полезной модели в первом наконечнике дополнительно размещено оптическое волокно для контрольного сигнала, и после первой коллимирующей линзы установлено полупрозрачное зеркало в оправе, юстированное с возможностью отражения 50% попадающего на него оптического сигнала в оптическое волокно для контрольного сигнала, причем блок ключа установлен выше воображаемой оси, соединяющей оптическое волокно для входного оптического сигнала, оптическое волокно для выходного оптического сигнала, первую и вторую коллимирующие линзы, полупрозрачное зеркало, и расстояние между осью и основанием ключа меньше, чем длина кантилевера ключа.
На фиг. 1 показано реле волоконно-оптической линии связи, продольный разрез.
Реле волоконно-оптической линии связи содержит корпус 1, два наконечника 2 и 3, оптическое волокно 4 для входного  сигнала, оптическое волокно 5 для выходного сигнала, две коллимирующих линзы 6 и 7, блок ключа 8, оптическое волокно 9 для контрольного сигнала, полупрозрачное зеркало 10 в оправе 11.
Наконечники 2 и 3 установлены в корпусе напротив друг друга соосно друг другу. Блок ключа 8 установлен в корпусе между наконечниками 2 и 3.
В наконечнике 2 размещены оптическое волокно 4 для входного оптического сигнала и оптическое волокно 9 для контрольного оптического сигнала. На торце наконечника 2 со стороны, обращенной внутрь корпуса, установлена коллимирующая линза 6. После коллимирующей линзы установлена оправа 11 с полупрозрачным зеркалом 10, которое юстировано с возможностью частичного отражения оптического сигнала в оптическое волокно 9 для контрольного оптического сигнала и пропускания оставшейся части оптического сигнала.
В наконечнике 3 размещено оптическое волокно 5 для выходного оптического сигнала. На торце наконечника 3 со стороны, обращенной внутрь корпуса, установлена коллимирующая линза 7.
Блок ключа 8 состоит из втулки, платы, двух электродов и ключа, образованного основанием ключа и кантилевером ключа (на фиг. 1 не показаны). Плата прикреплена к нижнему основанию втулки, на ее верхней поверхности выполнены два контакта, к которым припаяны электроды.
2
Ключ прикреплен к нижней поверхности платы и выполнен в виде многослойной полупроводниковой гетероструктуры на подложке из оксида кремния SiO. Многослойная полупроводниковая гетероструктура состоит из повторяющихся слоев Cr/Cu/Cr, прилегающих друг к другу с одного края. Несколько верхних слоев гетероструктуры с другого края отслоены. Отслоенные края образуют подвижный гибкий упругий кантилевер ключа, а неотслоенная часть гетероструктуры образует основание ключа.
Блок ключа 8 установлен выше воображаемой оси, соединяющей оптическое волокно 4 для входного оптического сигнала, оптическое волокно 5 для выходного оптического сигнала, коллимирующие линзы 6 и 7, полупрозрачное зеркало 10. Расстояние между осью и основанием ключа меньше, чем длина кантилевера ключа.
Реле волоконно-оптической линии связи работает следующим образом. На оптическое волокно 4 для оптического входного сигнала от внешнего источника подается оптический сигнал, который попадает на коллимирующую линзу 6 и преобразуется в коллимированный пучок входного оптического сигнала. Коллимированный пучок входного оптического сигнала достигает полупрозрачного зеркала 10, от которого он частично отражается в оптическое волокно 9 для контрольного сигнала. Наличие и отсутствие оптического сигнала в оптическом волокне 9 для контрольного сигнала детектируют при помощи внешнего фотодетектора, известного из уровня техники.
Если на плату от внешнего блока питания подается постоянное напряжение, то между кантилевером ключа и основанием ключа возникает электростатическая сила притяжения. В результате этого кантилевер ключа прижимается к основанию ключа, позволяя неотраженной от полупрозрачного зеркала 10 части коллимированного пучка входного оптического сигнала беспрепятственно достигать коллимирующей линзы 7, которая вводит оптический сигнал в оптическое волокно 5.
Если на плату от внешнего блока питания не подается постоянное напряжение, то между кантилевером ключа и основанием ключа не возникает электростатическая сила притяжения. В результате этого кантилевер ключа не прижимается к основанию ключа и не позволяет оптическому сигналу достигать коллимирующей линзы 7.
Таким образом, если на плату от внешнего блока питания подается постоянное напряжение, и при этом оптический сигнал присутствует в оптическом волокне 9 для контрольного сигнала и отсутствует в оптическом волокне 5 для выходного оптического сигнала, то блок ключа неисправен.