一種光纖微透鏡式準直器的製作方法
2023-05-03 07:16:51
專利名稱：一種光纖微透鏡式準直器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光纖通訊光無源器件，尤其涉及一種光纖微透鏡式準直器。
背景技術：
在光纖通訊光無源器件中，微透鏡如自聚焦透鏡、球透鏡和非球面透鏡作為最基本光學元件獲得廣泛應用。為了降低微透鏡製作準直器的光束直徑，人們通常採用特殊方法，如擴大纖芯直徑光纖(TEC)，TEC光纖的製作工藝複雜，成本很高，或者廣泛採用NSG的自聚焦透鏡，其價格也比較高，限制了其使用領域。也有採用如圖1所示的自聚焦光纖與單模光纖相溶形成光纖透鏡，準直單模光纖的光，其採用熔接機熔接的方式連接單模光纖201和自聚焦光纖202，該結構的問題是自聚焦光纖202的長度L控制不易，尤其在需要拋光鍍膜時，長度控制更困難，因此該結構雖提出和研究了多年，但並未在實際之中獲得太多的應用。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種製作成本較低的光纖微透鏡式準直器。
本實用新型的目的可通過下述的結構來實現其包括光纖頭和光纖，光纖設置在光纖頭中，另有一光纖微透鏡塊固定於光纖頭一端，該光纖微透鏡塊由自聚焦光纖和玻璃毛細管組成，其兩端光學拋光，自聚焦光纖粘固在玻璃毛細管中。
由於採用光學拋光的方式，可以大規模批量加工，能嚴格控制自聚焦光纖的長度；同時玻璃毛細管為基質，易於加工，從而能實現高性能廉價大規模製作光纖微透鏡塊，因此其製造的光纖微透鏡式準直器的成本較低。
根據需要，本實用新型的光纖微透鏡塊的端面可以是斜面或垂直端面。
根據需要，本實用新型的光纖微透鏡塊的端面還可以鍍有增透膜。
本實用新型的光纖微透鏡塊的長度可取所需長度，為1/4、3/4、 或依序增加的節長。
針對應用時光纖的數量，本實用新型的光纖頭中的光纖可為兩根或兩根以上，光纖微透鏡塊中的自聚焦光纖可為與之對應的兩根或兩根以上，形成雙光纖微透鏡準直器或多光纖微透鏡準直器。
在雙光纖微透鏡式準直器中，為獲得不同射出方向的出射光，可以調節光纖頭的纖芯距離和光纖微透鏡的纖芯距離，本實用新型的光纖頭雙光纖之間的纖芯距離等於光纖微透鏡的纖芯距離時，其出射光相互平行；光纖頭雙光纖的纖芯距離大於光纖微透鏡的纖芯距離時，其出射光在空間相交，可用在波分複合器、開關、衰減器等系列產品上。
本實用新型的光纖頭與光纖微透鏡塊之間可以採用側面上膠、端面上膠、端面光膠或端面深化光膠的方式粘固，也可以採用傳統的準直結構，將光纖頭、光纖微透鏡塊通過膠固定於玻璃管中，並調整相宜位置。
綜上所述，採用以上結構製作的單光纖準直器，雙光纖準直器或多光纖準直器，製作工藝簡單，製作成本較低，並且可廣泛用於製作成本較成的光開關、隔離器、波分復用器、分光、衰減器、雷射耦合器、功率監控器等所有需用微透鏡和準直器的光纖通訊領域。
現結合附圖對本實用新型作進一步闡述圖1是現有的光纖微透鏡結構的結構示意圖；圖2是本實用新型為單光纖時的實施例一的結構示意圖；圖3是本實用新型為單光纖時的實施例二的結構示意圖；圖4是本實用新型的光纖微透鏡塊之一的結構示意圖；圖5是本實用新型的光纖微透鏡塊之二的結構示意圖；圖6是本實用新型的雙光纖微透鏡塊的橫剖面示意圖；圖7是本實用新型為雙光纖時的實施例三的結構示意圖；圖8是本實用新型為雙光纖時的實施例四的結構示意圖；圖9是本實用新型可應用在波分復用器、分光耦合器或1X2光開關中的實施例五的結構示意圖；圖10是本實用新型可應用在2X2光開關中的實施例六的結構示意圖；圖11是本實用新型可應用在光纖隔離器中的實施例七的結構示意圖；圖12是本實用新型可應用在可調衰減器中的實施例八的結構示意圖；圖13是本實用新型可應用在光纖功率監測器中的實施例九的結構示意圖；圖14是本實用新型可應用在光纖輸出LD器件中的實施例十的結構示意圖；圖15是本實用新型可應用在小光束直徑的準直器中的實施例十一的結構示意圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型包括光纖頭101、光纖102和光纖微透鏡塊103，光纖102設置在光纖頭101中，光纖微透鏡塊103採用膠104通過側面上膠的方式粘固在光纖頭101一端，其粘固方式也可以是端面上膠、端面光膠或端面深化光膠的方式。本實用新型也可以採用傳統的準直結構，如圖3所示，將光纖頭101、光纖微透鏡塊103通過膠104固定於玻璃管105中，並調整相宜位置。
本實用新型的光纖微透鏡塊103如圖4～圖6所示，是由折射率漸變的多模光纖，即自聚焦光纖1032通過膠1033粘結在玻璃毛細管1031中而成。其端面可以是如圖4所示的斜面，也可以是如圖5所示的垂直端面，並且其端面經過光學拋光方法精密加工；還可以在其端面鍍增透膜1034；其長度L可取所需長度，如1/4、3/4、 節長等。玻璃毛細管1031中的自聚焦光纖1032可以是單光纖、也可以是如圖6所示的雙光纖或多光纖，這樣可根據需要製成單光纖微透鏡塊、雙光纖微透鏡塊或多光纖微透鏡塊，這些光纖微透鏡塊與相應光纖數的光纖頭配合，即可製成相應的單光纖微透鏡式準直器、雙光纖微透鏡式準直器或多光纖微透鏡式準直器。
在雙光纖微透鏡式準直器中，如圖7、圖8所示，當光纖頭101雙光纖102之間的纖芯距離d1等於光纖微透鏡塊103自聚焦光纖1032的纖芯距離d2時，形成出射光相互平行的雙光纖微透鏡式準直器301；光纖頭101雙光纖102的纖芯距離d1大於光纖微透鏡塊103自聚焦光纖1032的纖芯距離d2時，形成出射光相交的雙光纖微透鏡式準直器302，可用來製作波分複合器、開關、衰減器等系列產品。
如圖9所示，一個出射光相交的雙光纖微透鏡式準直器302、一個單光纖微透鏡式準直器303中間配合一個WDM膜片或分光膜片，可用來製作波分復用器或分光耦合器，當WDM膜片為活動的全反射鏡304時，該結構即可用來製作1X2光開關。
如圖10所示，在兩個出射光相交的雙光纖微透鏡式準直器302之間加入活動的全反射鏡304時，即可用來製作2X2光開關。
如圖11所示，在兩個單光纖微透鏡式準直器303之間加入work-off晶體結構離器芯305，即可用來製作光纖隔離器。
如圖12所示，一個出射光相交的雙光纖微透鏡式準直器302配合一個MS微傳感器306，即可用來製作可調衰減器。
如圖13所示，一個出射光平行的雙光纖微透鏡式準直器301與一個功率探測二極體307之間配合一個分光膜片308，即可用來製作光纖功率監測器。
如圖14所示，LD光源309、光纖微透鏡塊103、玻璃管105和光纖頭101可構成光纖輸出LD器件。
如圖15所示，在單光纖微透鏡式準直器303前入自聚焦透鏡310，因為光纖微透鏡塊已先將光束擴束了，可製造比自聚焦等微透鏡最小理論光斑直徑更小光束直徑的準直器，該自聚焦透鏡也可以是非透鏡或其它形式的微透鏡。
權利要求1.一種光纖微透鏡式準直器，包括光纖頭和光纖，光纖設置在光纖頭中，其特徵在於另有一光纖微透鏡塊固定於光纖頭一端，該光纖微透鏡塊由自聚焦光纖和玻璃毛細管組成，其兩端光學拋光，自聚焦光纖粘固在玻璃毛細管中。
2.根據權利要求1所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於該光纖微透鏡塊的端面是斜面或垂直端面。
3.根據權利要求1所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於該光纖微透鏡塊的端面鍍有增透膜。
4.根據權利要求1所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於該光纖微透鏡塊的長度為1/4、3/4、 或依序增加的節長。
5.根據權利要求1～4所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於光纖頭中的光纖為兩根或兩根以上，光纖微透鏡塊中的自聚焦光纖為與之對應的兩根或兩根以上，形成雙光纖微透鏡準直器或多光纖微透鏡準直器。
6.根據權利要求5所述的一種光纖微透鏡準直器，其特徵在於在雙光纖微透鏡式準直器中，光纖頭雙光纖之間的纖芯距離等於光纖微透鏡的纖芯距離時，其出射光相互平行；光纖頭雙光纖的纖芯距離大於光纖微透鏡的纖芯距離時，其出射光在空間相交。
7.根據權利要求1～4或6之一所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於光纖頭與光纖微透鏡塊之間採用側面上膠、端面上膠、端面光膠或端面深化光膠的方式粘固。
8.根據權利要求5所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於光纖頭與光纖微透鏡塊之間採用側面上膠、端面上膠、端面光膠或端面深化光膠的方式粘固。
9.根據權利要求1～4或6之一所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於光纖頭、光纖微透鏡塊通過膠固定於玻璃管中，並調整相宜位置。
10.根據權利要求5所述的一種光纖微透鏡式準直器，其特徵在於光纖頭、光纖微透鏡塊通過膠固定於玻璃管中，並調整相宜位置。
專利摘要本實用新型公開一種光纖微透鏡式準直器，其包括光纖頭和光纖，光纖設置在光纖頭中，另有一光纖微透鏡塊固定於光纖頭一端，該光纖微透鏡塊由自聚焦光纖和玻璃毛細管組成，其兩端光學拋光，自聚焦光纖粘固在玻璃毛細管中。由於採用光學拋光的方式，可以大規模批量加工，能嚴格控制自聚焦光纖的長度；同時玻璃毛細管為基質，易於加工，從而能實現高性能廉價大規模製作光纖微透鏡塊，因此其製造的光纖微透鏡式準直器的成本較低。
文檔編號G02B27/30GK2789786SQ200520072639
公開日2006年6月21日 申請日期2005年6月10日 優先權日2005年6月10日
發明者吳礪 申請人:吳礪