專利名稱：一種準(zhǔn)直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖無(wú)源器件的領(lǐng)域，尤其是指一種準(zhǔn)直器的制作方法。
在目前常用光纖的準(zhǔn)直器大多采用如

圖1所示的結(jié)構(gòu)。101為光纖線；102為單光纖頭，104為自聚焦透鏡。103為固定光纖頭和自聚透鏡圓柱形外套。光纖頭端面與自聚焦透鏡端均采用82°左右楔角，以使準(zhǔn)直器的回程損耗達(dá)50dB以上，由于光纖頭楔角存在，光纖頭與自聚焦透鏡之間又存在間隙，準(zhǔn)直器的出射光一般偏離準(zhǔn)直器的機(jī)械軸線，其偏離角一般在小于0-2°范圍內(nèi)。
這種結(jié)構(gòu)在常規(guī)無(wú)源器件中，由于兩準(zhǔn)直器采用相對(duì)調(diào)節(jié)器再予焊接的方式，其出光方向?qū)ζ錂C(jī)械軸線偏離被認(rèn)可。但在某些特殊器件中希望出射光與接受光準(zhǔn)直器能像光纖連接器一樣采用直接接插的方式固定。這種方法制作的準(zhǔn)直器則無(wú)法滿足要求。
本發(fā)明的目的在于提供一種出射光方向相當(dāng)嚴(yán)格同其機(jī)械軸線平行的準(zhǔn)直器制作方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的將準(zhǔn)直器放入V型槽中，在V型槽一端放置一全反射鏡，該全反射鏡平面垂直于V型槽的底部邊線。使全反射鏡與自聚焦透鏡距離準(zhǔn)直器工作距離一半，沿x軸或y軸或z軸方向反復(fù)平移自聚焦透鏡來(lái)改變準(zhǔn)直器出射光方向與焦點(diǎn)位置。當(dāng)準(zhǔn)直器出射光經(jīng)全反射鏡反射到準(zhǔn)直器，同時(shí)功率計(jì)達(dá)到最大值時(shí)，固定自聚焦透鏡與毛細(xì)管相對(duì)位置。
本發(fā)明制作準(zhǔn)直器由于其所具有出射光與其圓柱型外套機(jī)械軸線相平行特殊性能，有望在一些希望準(zhǔn)直器能象接插件連接的器件中獲得廣泛使用，如MEMS(微機(jī)械開(kāi)關(guān))等器件中。
現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明圖1為已有技術(shù)說(shuō)明圖。
圖2為本發(fā)明光路原理圖(a)。
圖3為本發(fā)明光路原理圖(b)。
圖4為本發(fā)明光路圖(a)。
圖5為本發(fā)明光路圖(b)。
圖6為本發(fā)明自聚焦透鏡固定示意圖(a)。
圖7為本發(fā)明自聚焦透鏡固定示意圖(b)。
圖8為本發(fā)明自聚焦透鏡固定示意圖(c)。
本發(fā)明的原理可通過(guò)如圖2薄透鏡的光路圖來(lái)表達(dá)。
設(shè)發(fā)光點(diǎn)A距準(zhǔn)直器機(jī)械軸線為△y1，準(zhǔn)直器透鏡簡(jiǎn)化為薄透鏡，其透鏡光心O點(diǎn)距軸線為-△y2；A點(diǎn)在薄透鏡焦平面上。(見(jiàn)圖2)；A點(diǎn)與O點(diǎn)連線則是準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后的平行光方向，其方向與準(zhǔn)直器機(jī)械軸線夾角θ為 ，其中f為透鏡焦距。很明顯當(dāng)透鏡光心點(diǎn)O上移△y1+△y2即與發(fā)光點(diǎn)在機(jī)械軸線上等高時(shí)，AO連線代表光方向，這時(shí)則與機(jī)械軸線平行。不難看出，如O點(diǎn)在x、y面上兩個(gè)方向?qū)S線偏離均可通過(guò)此方法校正，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直方向與準(zhǔn)直器機(jī)械軸平行。
實(shí)際的準(zhǔn)直器制作如圖3所示。
采用略小于0.25Pitch(如0.248Pitch)自聚焦透鏡制作準(zhǔn)直器。圖301為光纖線，302為金屬圓筒，303為光纖毛細(xì)管，304為光纖頭，305為平面反射鏡。其制作方法如下將制作好的準(zhǔn)直器放入V型槽，在V型槽一端放置一全反射鏡，調(diào)整反射鏡角度，使從準(zhǔn)直器出射光經(jīng)過(guò)全反射鏡反射回到準(zhǔn)直器，并且功率計(jì)達(dá)到最大值。固定好全反射鏡，即這時(shí)全反射鏡與V型槽的底部邊線垂直，移出制作好的準(zhǔn)直器將欲制作的準(zhǔn)直器放在V型槽中。將準(zhǔn)直器毛細(xì)管部分的金屬圓筒302放在V型槽中，306為光纖耦合器，它一端接光源308，一端接功率計(jì)307。反射鏡距自聚焦透鏡距離為L(zhǎng)；該長(zhǎng)度是為準(zhǔn)直器工作距離的一半。在x、y方向平移自焦透鏡，改變準(zhǔn)直器出光方向，同時(shí)平移z方向調(diào)整準(zhǔn)直器焦點(diǎn)位置；反復(fù)調(diào)節(jié)，使準(zhǔn)直器出射光經(jīng)全反射鏡反射回到準(zhǔn)直器，同時(shí)通過(guò)光纖耦合器到達(dá)功率計(jì)。當(dāng)其功率達(dá)到最大值時(shí)，固定自聚焦透鏡與毛細(xì)管相對(duì)位置則制作出準(zhǔn)直器出射光方向與其準(zhǔn)直器機(jī)械軸線平行。
自聚焦透鏡的固定方式有三種，如圖6，圖7，圖8所示。
圖6中，41A為準(zhǔn)直器金屬圓筒，42A為光纖頭，44A為自聚焦透鏡、球面透鏡或非球面透鏡，43A為紫外UV膠，該準(zhǔn)直器固定，直接在毛細(xì)管與自聚焦透鏡側(cè)面縫隙處用UV膠或與環(huán)氧膠固化，但光纖頭自聚焦透鏡的通光面上無(wú)膠。
圖7中，準(zhǔn)直器固定亦采用UV膠或環(huán)氧膠固化，與圖6不同的是，UV膠或環(huán)氧膠直接充滿光纖頭與自聚焦透鏡端面。由于采用0.25Pitch自聚焦透鏡，其膠層僅在10～30μm范圍，其穩(wěn)定性能和通光性能仍得到保證。圖8中，41C為一特殊制作圓柱體金屬外筒，42c為光纖頭，43C為UV膠或環(huán)氧膠，45C為自聚焦透鏡，44C為與自聚焦透鏡緊密配合并粘結(jié)的金屬薄套(或直接在自聚焦透鏡側(cè)面鍍上金層)，44C與41C之間有一空間隙可調(diào)節(jié)。自聚焦透鏡與金屬圓筒44C被直接焊接在準(zhǔn)直器外套41C上。
本發(fā)明所制作準(zhǔn)直器由于其所具有出射光與其圓柱型外套機(jī)械軸線相平行特殊性能，有望在一些希望準(zhǔn)直器能象接插件耦合的器件中獲得廣泛應(yīng)用，如MEMS(微機(jī)械開(kāi)關(guān))等器件中。
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)直器的制作方法，其特征在于將準(zhǔn)直器放入V型槽中，在V型槽一端放置一全反射鏡，該全反射鏡平面垂直于V型槽的底部邊線。使全反射鏡與自聚焦透鏡距離準(zhǔn)直器工作距離一半，沿x或y軸或z方向反復(fù)平移自聚焦透鏡來(lái)改變準(zhǔn)直器出射光方向與焦點(diǎn)位置。當(dāng)準(zhǔn)直器出射光經(jīng)全反射鏡反射到準(zhǔn)直器，同時(shí)功率計(jì)達(dá)到最大值時(shí)，固定自聚焦透鏡與毛細(xì)管相對(duì)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)直器的制作方法，其特征在于直接在自聚焦透鏡與毛細(xì)管側(cè)面縫隙處用膠固化，但光纖頭與自聚焦透鏡的通光面上無(wú)膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)直器的制作方法，其特征在于固定膠直接充滿光纖頭與自聚焦透鏡的通光面，且膠層厚度10-30μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)直器的制作方法，其特征在于在光纖頭外套設(shè)一金屬外筒，且金屬外筒的相應(yīng)位置設(shè)置數(shù)個(gè)焊孔，自聚焦透鏡緊密配合一金屬薄套，金屬薄套與金屬外筒之間有留一定間隔，通過(guò)金屬外筒的焊孔及金屬薄套的端側(cè)來(lái)焊接固定自聚焦透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)直器的制作方法，其特征在于直接在自聚焦透鏡側(cè)面鍍上金屬層，同樣采用焊接方式固定自聚焦透鏡。
全文摘要
一種準(zhǔn)直器的制作方法,將準(zhǔn)直器放入V型槽中,沿x、y、z軸方向反復(fù)平移自聚焦透鏡來(lái)改變準(zhǔn)直器出射光反向與焦點(diǎn)位置,當(dāng)準(zhǔn)直器出射光經(jīng)全反射鏡反射到準(zhǔn)直器,同時(shí)功率計(jì)到最大值時(shí),固定自聚焦透鏡與毛細(xì)管相對(duì)位置,具有出射光與其圓柱型外套機(jī)械軸線相平行的特殊性能,有望在一些希望準(zhǔn)直器能象接插件耦合的器件中獲得廣泛使用。
文檔編號(hào)G02B27/30GK1357778SQ0013540
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月12日
發(fā)明者吳礪, 陳捷, 凌吉武, 張山從, 陳朝平 申請(qǐng)人:福建華科光電有限公司