多光端耦合器的製作方法
2023-08-13 04:51:01
專利名稱：多光端耦合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及幾種光信號的多端對多端傳遞器件，屬於通信、計算機領域。
背景技術：
在通訊系統中，其技術解決的往往只是將本地的若干個信號端與遠地的若干信號端進行信號連接，而不涉及在所有信號端之間進行任意的全部完全耦合連接。隨著技術的發展，光纖技術的應用領域將不僅僅只局限於遠程通訊，任意端的耦合需求會在類似無源本地光網絡或者高頻光信號集成電路連接這樣的應用中被提出。
1xN的一路分多路-多路匯一路的光纖耦合器是一種公知技術，在中國專利申請98116856.6，99815419.9已披露。
發明內容
本發明提供了幾種多光端耦合器件，這些器件能能應用於需要將N(N＞1)個光端進行信號耦合的場合，使得N個光信號端中的任意2個之間、任意一個信號端和另外的N-1個信號端之間都能收發光信號。這些多光端耦合器具有結構簡單成本低廉的特點，並且能夠在有限的空間內大量和密集使用。理論上，埠數量N可以是任意大於2的自然數，所受限制只取決於光信號因衰減和埠分配所造成的信號強度水平是否足夠用於驅動。
本發明使用的關鍵技術是1xN的一路分多路-多路匯一路的光纖結構以及讓光信號能從原路返回的裝置及方法。讓光信號能從原路返回的裝置及方法主要有2種，一種是反射，另一種是利用光纖返回迴路。其他使用到的方法還包括將光信號按光能量分為2部分的技術。
圖1是一個1xN的一路分多路-多路匯一路的光纖結構。圖2是2種多光端耦合器結構，2A是一個1xN結構的一路端末連接一個反射鏡，M表示反射鏡結構，圓圈中為放大的實際結構，光纖終端的光滑橫截面鍍上了全反射膜M，使得光信號可以返回1xN另一邊的N個端。2B為一個1xN結構的一路端末連接一個光纖返回迴路，通過這個返回迴路光信號可以繞一圈後又反方向返回1xN結構。
圖3是一個對稱的多光端耦合器結構，從1xN匯合來的信號被2分支光纖平均分為2部分，一部分被送往對稱端的1xN，另一部分則被光纖返回迴路反向送回原來的1xN。
圖4是一個對稱的多光端耦合器結構，從1xN匯合來的信號被2分支光纖平均分為2部分，一部分被送往對稱端的1xN，另一部分則被光纖終端的光滑橫截面鍍上的全反射膜M反向送回原來的1xN。
圖5是一個對稱的多光端耦合器結構，從2個1xN匯合來的信號被對接起來，對接處有個1/2透射1/2反射的結構「1/2M」，每個方向來的信號都有1/2通向對端，1/2原路返回。G是個負責固定、對準2端光纖的結構，為了結構牢固，還可以在G和2端光纖上使用粘膠。橢圓形裡顯示的是對接處實際的放大結構，LF為左邊光纖，RF為右邊光纖，2條光纖嵌在G的固定槽裡儘量靠攏，其中LF末端光滑的截面鍍了一半透射一半反射的膜「1/2M」。
具體實施例方式
1xN結構實際上是多個1分2、1分3、1分4等光纖結構串接、並接而成，如圖1所示，它有2端，「1」端只有一條光纖，另一端有N(N＞1)個光纖端，N中的任何一個如果有光信號都會被傳到「1」端，而「1」端發出的信號可以到達所有的N端。於是一個讓光信號能從原路返回的裝置加上一個1xN就能成為一個N光端耦合器。而從原路返回的裝置我們現在知道，可以是反射鏡也可以是返回光纖迴路，反射鏡的製作方法可以是將光纖末端打磨或切割得十分光滑，然後用鍍鏡、鍍膜技術給光纖末端鍍上一層反射膜M，可以一次將一批光纖同時進行鍍膜工藝。將一根光纖繞一圈將末端再和原來光纖熔接在一起成為一個返回光路就成了另一種讓光信號從原路返回的裝置。由這2種裝置加上1xN可以構成圖2中的2A和2B的兩種多光端耦合器。
在實際應用中上述的兩種多光端耦合器可能仍不能滿足要求，為了提供更好的耦合端分布特性，我們可以將耦合端分布在2邊，分別使用2個1xN結構來做成一個2N端的多光端耦合器。這2個1xN的「1」端都各自接入一個將光能量平均分配的2分支光纖，2分支光路的一支連接讓光信號從原路反方向返回的裝置，另一支則和對稱端的那一支匯合連通。圖3和圖4就是這種結構的例子。
圖5是使用另一種將光信號分為2部分技術的2N端多光端耦合器。這種技術不使用2分支光纖，只是將兩個1xN的「1」端直接對準靠近接合，接合處有一個半透射半反射結構，2段光纖及半透射半反射結構放在一個用於固定的結構中，為了結構牢固，還可以使用粘膠。圖5中橢圓裡顯示的是對接處實際的放大結構，LF為左邊光纖，RF為右邊光纖，2條光纖嵌在G的固定槽裡儘量靠攏，其中LF末端光滑的截面鍍了一半透射一半反射的膜「1/2M」。這種結構十分簡單，但是對加工工藝的精度有較高要求。「1/2M」可以將任何一邊來的光信號的一半傳遞給另一邊，而剩下的一半光信號則反射回與原來信號相反的方向。
上述多光端耦合器還有一個特性，那就是可以方便地加入一個有源放大器而同時為N個光端的信號進行放大。只需要在1xN的「1」端放置一個有源放大器就可以了。上述多光端耦合器在使用中要注意的問題是N個端所接負載必須具有低光信號反射性，否則的話多次反射的結果會造成嚴重串擾。上述多光端耦合器的N個光路光程距離比較容易調整，光纖分叉的數量也是很少的，這就使得這種多光端耦合器具有使用簡單成本低廉的特點。
權利要求
1.一種多光端耦合器的結構，其特徵是它有一個一路分多路-多路匯一路的光纖結構，在一路那邊的終端，有一個讓光信號從原路反方向返回的裝置。
2.根據權利要求1所述的多光端耦合器，其中讓光信號從原路返回的裝置可以是一路分多路裝置一路那邊終端的光纖光滑橫截面鍍上全反射膜，也可以是一個光纖返回迴路結構。
3.一種多光端耦合器的結構，其特徵是它有一個左右對稱的結構，左右兩邊各有一個一路分多路-多路匯一路的光纖結構，兩個一路端都各自接入一個將光能量平均分配的2分支光纖，2分支光路的一支連接讓光信號從原路反方向返回的裝置，另一支則和對稱端的那一支匯合連通。
4.根據權利要求3所述的多光端耦合器，其中讓光信號從原路返回的裝置可以是分支光纖終端光滑橫截面鍍上全反射膜，也可以是一個光纖返回迴路結構。
5.一種多光端耦合器的結構，其特徵是它有一個左右對稱的結構，左右兩邊各有一個一路分多路-多路匯一路的光纖結構，2個一路端的光路對準靠近接合，接合處有一個半透射半反射結構，2段光纖及半透射半反射結構放在一個用於固定的結構中，為了結構牢固，還可以使用粘膠。
6.根據權利要求5所述的多光端耦合器，其中半透射半反射結構可以是其中一個一路端的光纖終端光滑橫截面鍍上一半透射一半反射的膜。
全文摘要
本發明為幾種多光端的光纖耦合器。它們能應用於需要將N(N＞1)個光端進行信號耦合的場合，使得N個光信號端中的任意2個之間、任意一個信號端和另外的N－1個信號端之間都能收發光信號。這些多光端耦合器具有結構簡單成本低廉的特點，並且能夠在有限的空間內大量和密集使用。理論上，埠數量N可以是任意大於2的自然數，所受限制只取決於光信號因衰減和埠分配所造成的信號強度水平是否足夠用於驅動。
文檔編號G02B6/287GK1683944SQ20041002685
公開日2005年10月19日 申請日期2004年4月14日 優先權日2004年4月14日
發明者曹學軍 申請人:曹學軍