自由空间动态光耦合装置制造方法及图纸

一种自由空间动态光耦合装置，用于一光纤自动线上检测设备的光信号耦合，将来自静态固定光纤的镭射光信号，耦合至旋转移动中的光纤，其包含：一静态固定组件，一静态固定飞若（Ｆｅｒｒｕｌｅ）接头，一旋转移动动态组件，一动态旋转飞若接头，一飞若接头连接器及一架体，该架体用以置放该飞若接头连接器于其中，且包含：一连结部和多个弹性组件；本发明专利技术通过简单的组件组合，能最小化光耦合损失变因，且其使用的组件装置简单，价格低廉，操作方便。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自由空间光耦合装置，尤指一种光纤自动线上检测设备使用的自由空间动态光耦合装置。Y.Shuto，H.Sato，S.Yanagi，M.Ohno，S.Tohno，在1999年IEEEJournal of Selected Topics in Quantum Electronics第5卷，第1418-1425页所发表的″Optical characteristics and reliability ofplastic split alignment sleeves for single-mode optical fiberconnectors″论文中，提出了以射出成型加热硬化树脂的技术，完成一种单模光纤连接器精确对位的套筒。利用SC型接头与精确对位套筒的结合，达到低耦合损失、耐振动及长短周期的运作，都能保持很好的可靠度。虽然它的光纤连接特性可掌握的很好，但它并未针对旋转光纤的连接加以探讨。Hiroshi Toshiyoshi，Daisuke Miyauchi，Hiroyuki Fujita B.于1999年IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics，第5卷，第10-17页的论文″Electromagnetic Torsion Mirrors forSelf-Aligned Fiber-Optic Cross Connectors by SiliconMicromachining″中提出以微机电扭转镜面的技术，完成了光的自由空间耦合、交叉连接及自我对准功能，功能非常好，足见此自由空间耦合具有实用性，但此论文所耦合的光纤为固定不动的，与本专利技术所提结构中的旋转耦合光纤是有所不同的。Erdogan T，Stegall D，Heaney A，于1999年的OFC/IOOC’99.Technical Digest第4卷，第171-173页所发表的″Direct single-modefiber to free space coupling assisted by a cladding mode″论文中提出一种以单模光纤非传导模态的辅助，完成自由空间光传输的技术，借由长周期光纤光栅调整相位进而改变纤核区域，以达到更容易的自由空间光的耦合。该论文也证明自由空间耦合有其商业需要，并可与本专利技术的结构结合使用于动态对静态光纤的耦合上。以上引述的先前技术论文中，我们发现整体而言，自由空间光耦合技术虽已发展多年，但尚无动态光纤对静态光纤耦合的技术，而各种不同的自由空间耦合技术，确实更加证明动态光纤耦合的技术，有其实用性。William T.Plummer，Robert J.Boyea等，于1989年5月21口所发表专利编号为US4814188的″Method of molding a connector for opticalfibers″专利中，提出一种以模型铸造的技术完成的光纤连接器，通过圆管、透镜等，将发射与接收光于自由空间耦合的光限定于圆管内，辅助的透镜则是增加自由空间耦合的光信号能收敛于光纤的数值孔径内；由于模型铸造的技术使整个连接器的对位误差可控制到很小，而且连接器组件的重制性及一致性能维持在一定范围，适合大量制造，所以如何使连接器的构造简单且易于操作，始终是众所瞩目的，而我们所提出的光纤对光纤的耦合技术与装置，即具备此优点与实用性。Ernest Eisenhardt Bergmann等，于1998年4月28日所发表专利编号为US5745240的″Optical coupling″专利中，提出多种自由空间光耦合的结构，它的主要功能是光于耦合传输时，避免与防止光辐射或泄漏至自由空间中，也就是以亡羊补牢的方法，在光泄漏至自由空间，将光传出去以接收器将其接收，以作为光耦合效率的判断或控制。此方法运用了复杂机械结构，且此专利并未采用动态光纤与固定光纤的结合。John M.Haake，St.Charles等于2001年8月28日所发表专利编号US6280100B的″Fiber optic connector with microalignable sensingfiber and associated fabrication method″，一文中提出一种可以微调整光纤对位的连接器，它使用了一个连接盒，发射端与接收端光纤分别置放于连接盒的两边，连接盒内部放了扩大光纤对位范围的透镜，特别是具有微调反馈作用的感测光纤，提高了光纤对位的精度。此专利说明了大量光纤相互耦合的必要性及实用性，但此专利并非动态光纤对静态光纤耦合技术，所以与本专利技术所提的技术是有所不同的。为解决上述问题，本专利技术提供一种自由空间动态光耦合装置，用于一光纤自动线上检测设备的光信号耦合使用，将来自静态固定光纤的镭射光信号，耦合至旋转移动中的光纤，其包含一静态固定组件，用以接收一光输入；一静态固定飞若(Ferrule)接头，用以穿置该静态固定组件于其中；一旋转移动动态组件，用以产生一光输出；一动态旋转飞若接头，用以穿置该旋转移动动态组件于其中，且于该静态固定飞若接头与该动态旋转飞若接头之间形成一自由空间；一飞若接头连接器，用以连接该静态固定飞若接头与该动态旋转飞若接头；一架体，用以置放该飞若接头连接器于其中，且该架体包含一连结部，其具有一穿置空间，用以穿置该飞若接头连接器于其中；多个弹性组件，各该弹性组件的一端连接于该架体，而另一端连接于该连结部，借由该架体吸震，以达到防止制程中旋转光纤所造成的振动，且其能于三维空间中自由调整。根据上述构想，其中该静态固定组件为一静态固定光纤。根据上述构想，其中该旋转移动动态组件为一旋转移动动态光纤。根据上述构想，其中该飞若接头连接器可降低因侧向偏位及角度偏位所导致的损失与自由空间光耦合距离所导致的损失。根据上述构想，其中该飞若接头连接器可将该静态固定组件与该旋转移动动态组件于连接器内作光耦合，并通过该静态固定飞若接头与该动态旋转飞若接头，完成静态光纤与动态光纤在自由空间内光信号的耦合。根据上述构想，其中该连结部为一连结板。根据上述构想，其中该多个弹性组件为弹簧，可将因旋转运动所导致的偏心不平衡运转的振荡降至最小。根据上述构想，其中该架体更包含一上下调整控制钮，该上下调整控制钮可因应不同耦合状态而动态自行调整。根据上述构想，其中该架体更包含一底盘水平调整控制钮，该底盘水平调整控制钮可因应不同场合将该自由空间动态光耦合装置修正至最佳位置。根据上述构想，其中该架体更包含一磁性底座，该磁性底座作为底盘固定之用。根据上述构想，其中于光耦合的自由空间中加入折射率匹配膏可增加光耦合效率。由上可知，本专利技术通过简单的组件组合，能最小化光耦合损失变因，且其使用的组件装置简单，价格低廉，随手可得，操作容易，并可应用于自由空间动态光耦合的系统。下面将结合附图和实施例对本专利技术做一更深入的说明。图2为本专利技术一较佳实施例的正视图。图3为本专利技术一较佳实施例的侧视图。图4为本专利技术折射率匹配膏对于本专利技术纵向偏位损失的计算结果与实验结果比较图。附图说明图1a及图1b所示为本专利技术的控制参数示意图。主要系统构成组件及控制参数分别包括静态固定飞若接头11、静态固定光纤12、光耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自由空间动态光耦合装置，用于在一光纤自动线上检测设备的光信号耦合，将来自静态固定光纤的镭射光信号，耦合至旋转移动中的光纤，其特征在于包含：一静态固定组件，用以接收一光输入；一静态固定飞若接头，用以穿置该静态固定组件于其中；一 旋转移动动态组件，用以产生一光输出；一动态旋转飞若接头，用以穿置该旋转移动动态组件于其中，且于该静态固定飞若接头与该动态旋转飞若接头之间形成一自由空间；一飞若接头连接器，用以连接该静态固定飞若接头与该动态旋转飞若接头；一架体，用 以置放该飞若接头连接器于其中，且该架体包含：一连结部及多个弹性组件，该连接部具有一穿置空间，用以穿置该飞若接头连接器于其中，该多个弹性组件的一端连接于该架体，而另一端连接于该连结部，借由该架体吸震，以达到防止制程中旋转光纤所造成的振动，且其能于三维空间中自由调整。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹士林，郑文铭，林炳君，吕锦任，
申请(专利权)人：华新丽华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]