專利名稱：陣列準(zhǔn)直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖通訊領(lǐng)域光無源器件，特別是涉及一種陣列準(zhǔn)直器。
背景技術(shù)：
光纖準(zhǔn)直器作為最基本元件已廣泛應(yīng)用于光無源器件中。為追求光無源器件最小尺寸化，廣泛采用了雙光纖準(zhǔn)直器。由于雙光纖準(zhǔn)直器出射雙光纖有一定交叉角，在一些需要雙光束平行器件，如環(huán)行器、開關(guān)中，人們采用了渥拉斯頓棱鏡以獲得間隔最小的相互平行的雙光束。由于雙光纖準(zhǔn)直器中所用雙光纖頭芯之間間隔總是有一定誤差分布，自聚焦透鏡參數(shù)亦因不同生產(chǎn)批次而有微小差別，從而導(dǎo)致雙光纖準(zhǔn)直器雙光束出射角總是有一定誤差分布；另一方面由于所使用渥拉斯頓棱鏡或屋脊棱鏡尺寸很小，高精度加工難的保證，這兩方面原因使雙光纖準(zhǔn)直器和渥拉斯頓棱鏡或屋脊棱鏡匹配產(chǎn)生雙平行光束不易實現(xiàn)，從而帶來較大插損。
在另一個方面，陣列開關(guān)領(lǐng)域，人們盡可能減小準(zhǔn)直器之間間隔，從而盡可能減小準(zhǔn)直器固定外套和減小準(zhǔn)直器透鏡尺寸，這易帶來較大插損和較差溫度穩(wěn)定性，同時光束之間間隔仍然較大實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種光束間隔較小的、更容易實現(xiàn)雙平行光束的陣列準(zhǔn)直器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是本實用新型是一種陣列準(zhǔn)直器，它由光纖、光纖套管、微透鏡和微透鏡套管組成。所述的光纖由間隔一定距離的雙光纖構(gòu)成，該雙光纖的光纖頭套置在兩端敞開的光纖套管內(nèi)；所述的微透鏡由兩塊相對設(shè)置的微透鏡構(gòu)成，該兩塊微透鏡套置在兩端敞開的微透鏡套管內(nèi)；所述的包裹有雙光纖頭的光纖套管的端面與被微透鏡套管包裹的兩塊微透鏡端面以使光纖與微透鏡具有同一光路的形式固接在一起。
所述的兩塊微透鏡相對應(yīng)面分別拋去小半圓，形成平面相對。
所述的光纖套管為玻璃套管或金屬套管。
所述的微透鏡套管有兩個，分別包裹兩塊微透鏡。
采用上述方案后，由于本實用新型是由光纖、光纖套管、微透鏡和微透鏡套管組成；所述的光纖套管的端面與被微透鏡套管包裹的兩塊微透鏡端面固接在一起，在制造過程中利用微透鏡相對光纖頭陣列可移動性，就可制作出光束相互平行雙光纖準(zhǔn)直器和陣列準(zhǔn)直器，同時采用特殊透鏡支架結(jié)構(gòu)(光纖套管和微透鏡套管)，并將兩塊微透鏡相對應(yīng)面分別拋去小半圓，使陣列準(zhǔn)直器之間光束間隔達(dá)到較小數(shù)值，故，本實用新型光束間隔較小、更容易實現(xiàn)雙平行光束。本實用新型可廣泛用于開關(guān)、隔離器、環(huán)行器等一系列光無源器件上。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1是本實用新型的第一個實施例；圖2是本實用新型第一個實施例的光路原理圖；圖3是本實用新型的第一個實施例所采用的光學(xué)端面；圖4a是本實用新型的第二個實施例剖視圖；圖4b是本實用新型的第二個實施例俯視圖；圖5是本實用新型的第三個實施例；圖6是本實用新型的第四個實施例；圖7a-7d是本實用新型在環(huán)行器上的應(yīng)用圖；圖7a1-7a4順著通光方向兩束光偏振方向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)；圖7C1-7C4為順著光路方向時元件的光束偏振態(tài)的示意圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型的第一個實施例。本實用新型是一種陣列準(zhǔn)直器由光纖1、光纖套管2、微透鏡3和微透鏡套管4組成。
所述的光纖1由間隔一定距離的兩根光纖103、104構(gòu)成，該雙光纖103、104的雙光纖頭101套置在兩端敞開的光纖套管2內(nèi)。所述的光纖套管2可為玻璃套管或金屬套管。
所述的微透鏡3由兩塊相對設(shè)置的微透鏡107、108構(gòu)成。
所述的微透鏡套管4由兩個兩端敞開的玻璃套管105、106構(gòu)成，該兩個玻璃套管105、106分別套接在微透鏡107、108上。
所述的兩塊微透鏡107、108相對應(yīng)面分別拋去小半圓，形成兩個平面1071、1081相對，且具有一定的間隙1078。
所述的被光纖套管2的端面與被微透鏡套管105包裹的微透鏡107端面和被微透鏡套管106包裹的微透鏡108端面分別用粘膠109緊密配合固接在一起，這樣，可容易的調(diào)節(jié)兩塊微透鏡107、108之間的間隙1078。
有玻璃套管105存在是為了在玻璃套管105端面和光纖套管2端面進(jìn)行粘結(jié)。微透鏡107、108焦距相同，其軸線相互平行，其軸線距離為d2。
圖2是其圖1光路原理圖，202、203為間隔為d1的雙光纖頭，204、205為中心軸線為d2的兩個透鏡。
當(dāng)d1不等于d2時兩束光被準(zhǔn)直器平行時，兩平行光有一個夾角θ，所以圖1、圖2結(jié)構(gòu)可以制作不同θ的夾角雙光束準(zhǔn)直器，當(dāng)d1＝d2時，202，203兩點之間連線與兩透鏡軸線相成平面平行時，則兩光束相互平行。
在圖1中，玻璃套管105、106與光纖套管2之間位置可以調(diào)整，使玻璃套管105、106端面與光纖套管2端面之間微間隔膠粘結(jié)以保證溫度穩(wěn)定性，可調(diào)節(jié)好后粘結(jié)。
這樣圖1可制作成間隔較小雙光束平行準(zhǔn)直器，由于圖1中采用圖3光學(xué)端面。圖3中，D為光學(xué)透鏡直徑，d為透鏡準(zhǔn)直光最小允許通光口徑，通常D為d幾倍，適當(dāng)磨去透鏡一側(cè)，可使兩透鏡之間間隔達(dá)最小化和最優(yōu)化。
圖2中，由于可采取d1＞d2，當(dāng)d1和d2非常接近時，可以對雙光束交叉重合點拉到很長距離，這可為反射式結(jié)構(gòu)提供較長空間距離。
本實用新型也可采用圖4，圖5結(jié)構(gòu)。
圖4a、4b是本實用新型的第二個實施例。它由微透鏡401、微透鏡403、單光纖頭402、單光纖頭404、微透鏡套管405和帶雙孔的準(zhǔn)直器外套406組成。
其制作可先將微透鏡401與單光纖頭402構(gòu)成準(zhǔn)直器置于準(zhǔn)直狀態(tài)。再移動微透鏡403和微透鏡套管405構(gòu)成的整件并調(diào)節(jié)單光纖頭404使微透鏡403與單光纖頭404構(gòu)成準(zhǔn)直器，其準(zhǔn)直光與微透鏡401與單光纖頭402產(chǎn)生準(zhǔn)直光平行。
本實施例中的帶雙孔的準(zhǔn)直器外套406是由兩個容置光纖的腔體和一個容置微透鏡的腔體構(gòu)成，其中一個容置光纖的腔體與容置微透鏡的腔體相貫通且具有同一軸線。
圖5圖是本實用新型的第三個實施例。它由微透鏡501、微透鏡503、單光纖頭502、單光纖頭504、透鏡外套505、透鏡外套508、光纖頭外套506、膠層507組成。
其結(jié)構(gòu)與第二個實施例類似，只是兩個透鏡501、503均可調(diào)節(jié)。
圖6是本實用新型的第四個實施例。其中，6011、6012、6013、……601n為一組單光纖頭，6021、6022、……602n為支架的透鏡，6031、6032、……603n為玻璃支架，6040為光纖頭支架。
單光纖頭組6021、6022、……602n為圓柱形微透鏡與微間隙配合的玻璃圓柱膠合后，再平行拋去兩側(cè)，保證其厚度在最小允許通光的直徑。
制作可由先調(diào)節(jié)單光纖頭6011與單光纖頭6021使準(zhǔn)直器處在準(zhǔn)直平行狀態(tài)，透鏡6021與透鏡6040保證處在端面微間隙膠層后固定單光纖頭6011與單光纖頭6021；其它準(zhǔn)直器依次調(diào)節(jié)光纖頭與透鏡并保證與第一個準(zhǔn)直器出光平行，這樣可獲一組小間隔輸出光相互平行等間隙的準(zhǔn)直器陣列。該準(zhǔn)直器陣列由于有玻璃支架6031、6032、……603n兩側(cè)玻璃護(hù)套而獲得足夠端面粘結(jié)面以保證其粘結(jié)強度和穩(wěn)定性。
本專利應(yīng)用環(huán)行器上的工作原理圖見圖7a，圖7b，圖7c，圖7d。
在圖7a中，701，702為雙光束相互平行的準(zhǔn)直器，而且構(gòu)成一個整體，705，706，707為Work-off晶體，705，706光軸方向相同，尺寸相同，705，706與707Work-off方向在通光方向上相互垂直708，709均為一對光軸相對它們邊緣成22.5°，光軸方向相對為45°波片對；710，711為旋轉(zhuǎn)45°的法拉第旋轉(zhuǎn)片。
本專利環(huán)行器基本的光路路線是從端口1的光到達(dá)端口2；從端口2的光通過環(huán)行器各晶體后到達(dá)端口3。
本專利詳細(xì)光路圖分析如下在圖7a和圖7b中，從準(zhǔn)直器701的光通過Work-off晶體705時，被分為O光和E光；通過708時，變成方向相同偏振光；通過710時兩束光均旋轉(zhuǎn)45°；通過707時，由于兩束光相對704為O光，則不產(chǎn)生Work off，直接到達(dá)711，偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45°；通過波片對709后，兩束光變?yōu)镺光和E光；兩束光通過706后又重新合束，進(jìn)入準(zhǔn)直器2，實現(xiàn)從端口1到端口2，圖7b中，圖7a1，圖7a2，圖7a3，圖7a4分別表示708，710，711，709順著通光方向兩束光偏振方向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，其中圖上方的短線表示進(jìn)入該元件前的光偏振方向，圖下方表示通過該元件后光的偏振方向。
在圖7c，光從端口2即準(zhǔn)直器703出射，通過706后分束為O光E光，通過709，711后變?yōu)閮墒裣嗤膬墒?，同時其偏振方向相對707為E光，從而產(chǎn)生Work off位移，再到達(dá)710和708變成O光和E光，通過705后合束成一束光，最終到達(dá)準(zhǔn)直器702，即達(dá)到端口3。
圖7d中的附圖圖7C1，圖7C2，圖7C3，圖7C4為順著光路方向時元件709，711，710，708的光束偏振態(tài)的示意圖。圖形上方短線表示兩束光入射元件前偏振光，圖形下方為入射元件后兩束光的偏振方向。
同理，當(dāng)為陣列準(zhǔn)直器時與圖7原理相同可形成陣列環(huán)行器，本陣列準(zhǔn)直器可用于陣列隔離器；陣列開關(guān)上。
本專利雙光束準(zhǔn)直器，斜方棱鏡和集電器構(gòu)成1×2，2×2機械式光開關(guān)。
本實用新型的發(fā)明點就在于利用微透鏡相對光纖頭陣列可移動性，制作光束相互平行雙光纖準(zhǔn)直器和陣列準(zhǔn)直器，同時采用特殊透鏡支架結(jié)構(gòu)使陣列準(zhǔn)直器之間光束間隔達(dá)到較小數(shù)值。
權(quán)利要求1.一種陣列準(zhǔn)直器，其特征在于它由光纖、光纖套管、微透鏡和微透鏡套管組成；所述的光纖由間隔一定距離的雙光纖構(gòu)成，該雙光纖的光纖頭套置在兩端敞開的光纖套管內(nèi)；所述的微透鏡由兩塊相對設(shè)置的微透鏡構(gòu)成，該兩塊微透鏡套置在兩端敞開的微透鏡套管內(nèi)；所述的包裹有雙光纖頭的光纖套管的端面與被微透鏡套管包裹的兩塊微透鏡端面以使光纖與微透鏡具有同一光路的形式固接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列準(zhǔn)直器，其特征在于所述的兩塊微透鏡相對應(yīng)面分別拋去小半圓，形成平面相對。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列準(zhǔn)直器，其特征在于所述的光纖套管為玻璃套管或金屬套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列準(zhǔn)直器，其特征在于所述的微透鏡套管有兩個，分別包裹兩塊微透鏡。
專利摘要本實用新型公開了一種陣列準(zhǔn)直器，它由光纖、光纖套管、微透鏡和微透鏡套管組成。所述的光纖套管的端面與被微透鏡套管包裹的兩塊微透鏡端面固接在一起，在制造過程中利用微透鏡相對光纖頭陣列可移動性，就可制作出光束相互平行雙光纖準(zhǔn)直器和陣列準(zhǔn)直器，同時采用特殊透鏡支架結(jié)構(gòu)，并將兩塊微透鏡相對應(yīng)面分別拋去小半圓，使陣列準(zhǔn)直器之間光束間隔達(dá)到較小數(shù)值，故，本實用新型光束間隔較小、更容易實現(xiàn)雙平行光束。本實用新型可廣泛用于開關(guān)、隔離器、環(huán)行器等一系列光無源器件。
文檔編號G02B6/32GK2733385SQ20042007946
公開日2005年10月12日 申請日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者吳礪 申請人:吳礪