光路模组及其组装方法技术

一种小巧而易于组装的光路模组，包括：用于发射光信号的光信号发射装置；具有端面的套筒；具有反光面的光学器件，该反光面与套筒的端面接触；以及位于光信号发射装置和光学器件之间的透镜。透镜将光信号转换成准直光信号，上述准直光信号被发射到光学器件，并被反光面反射，然后通过透镜会聚以生成会聚光信号。上述透镜被固定在套筒内，使得透镜的焦点位于反光面上。光信号发射装置和光信号接受装置被固定在套筒内，使得会聚光信号耦合到光信号接收装置。（*该技术在2021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光路模组，尤其是涉及带有准直仪并用于光通讯的。在上述现有的光路模组中，入射光线由两条光纤之一发出，经过透镜后转换成平行光。此平行光再通过滤光器，被滤光器反射回来后进入另外一条光纤。在上述现有光路模组中，在调整第一透镜座和投影部件的同时，调整套筒和第一透镜座，使得入射光线刚好能从一条光纤被耦合至另一条光纤。然而，上述现有光路模组包括了太多元件，必然会相应地增加整个模组的体积和成本；并且，许多元件需要用粘合或焊接的方法来固定，使得组装起来也很麻烦；此外，其中的光学器件滤光器因不在透镜的焦点处，致使耦合损耗很大。在美国专利No.5,555,330中公开了另一种带准直仪的现有光路模组，它包括一个玻璃毛细管、透镜和滤光器。玻璃毛细管用来包裹两条光纤。透镜的一个端面与玻璃毛细管的端面用热固性树脂相固定，另一端面与滤光器相固定。由于包裹两条光纤的玻璃毛细管是用热固性树脂粘合剂粘到透镜的端面的，这样，粘合剂就有可能进入玻璃毛细管与透镜之间的光通路，而操作者在把毛细管固定到透镜上时，需要小心翼翼地防止这种情况的出现。这使得用粘合剂固定元件的过程变得复杂；而且，粘合剂的可靠性也不高。为了实现上述目的，本专利技术中的光路模组包括光信号发射装置，用来发射光信号；第一套筒，其包括第一端面；光学器件，包括一个反光面，此反光面紧贴着套筒的第一端面；第一透镜，其位于光信号发射装置和光学器件之间，其中，第一透镜将从光信号发射装置发射的光信号转换成准直光信号，并将准直光信号发射至光学旗舰，其中光学器件利用反光面将准直光信号反射，第一透镜会聚反射的准直光信号并生成会聚的光信号；以及光信号接收装置，用来接收上述会聚光信号，其中，第一透镜被固定在第一套筒内，使得透镜的焦点位于光学器件的反光面上，并且光信号发射装置和光信号接收装置被固定在第一套筒内，以使会聚的光信号耦合到光信号接收装置。本专利技术同时也提供一种组装光路模组的方法。该光路模组包括光信号发射装置；套筒；光学器件；透镜；和光信号接收装置，其中，光信号发射装置发射光信号，套筒具有第一端面，光学器件具有反光面，并且反光面紧贴套筒的第一端面，透镜位于光信号发射装置和光学器件之间，透镜将从光信号发射装置发射的光信号转换成准直光信号，并将准直光信号发射到光学器件，光学器件利用反光面反射准直光信号，透镜将反射的准直光信号会聚并生成一个会聚光信号，光信号接收装置接收上述会聚光信号。组装方法包括以下步骤在套筒中固定透镜，使其焦点位于套筒的第一端面上；沿着透镜的主轴调整光学器件的倾角，使得光信号接收装置接收到的会聚光强度达到最大；沿着透镜的主轴调整光信号发射装置和光信号接收装置的位置；和把光学器件固定在套筒的第一端面上并在套筒中固定光信号发射装置和光信号接收装置。本专利技术还进一步提供了另外一种组装光路模组的方法。该光路模组包括光信号发射装置；套筒；光学器件；透镜；和光信号接收装置，其中，光信号发射装置发射光信号，套筒具有第一端面，光学器件具有反光面，并且反光面紧贴套筒的第一端面，透镜位于光信号发射装置和光学器件之间，透镜将从光信号发射装置发射的光信号转换成准直光信号，并将准直光信号发射到光学器件，光学器件利用反光面反射准直光信号，透镜将反射的准直光信号会聚并生成一个会聚光信号，光信号接收装置接收上述会聚光信号。组装方法包括以下步骤把光学器件与套筒固定在一起，光学器件的反光面要紧贴着套筒的第一端面；在套筒中固定透镜，使其焦点位于套筒的第一端面上；沿着透镜的主轴调整光信号发射装置和光信号接收装置的位置及其与透镜的主轴所成的倾角，使得光信号接收装置接收到的会聚光信号强度达到最大；和在套筒中固定光信号发射装置和光信号接收装置。本专利技术还有其它的目的和优点。配合附图参考下文对于优选实施例的说明，方可使之变得一目了然。毛细管24用于包裹输入光纤22和输出光纤23。透镜26被安放在毛细管24和光学器件25之间，它从输入光纤22处接收光信号并对其进行平行校准。准直光信号再进入光学器件25。在第一实施例中，透镜26是一个渐变指数杆形(gradient index rod)透镜，但透镜的形状不仅限于杆形。输入光纤22的入口端接收来自别的光学元件(图中未画出)的光信号(入射光)，然后把入射光传输至发射端，发射到透镜26处。输出光纤23接收会聚光信号。输入光信号被光学器件25的反光面反射后被透镜26会聚，此会聚光信号(反射光)进入输出光纤23的入口端，经输出光纤23传输到其发射端，然后传输到别的光学元件。输出光纤23用作检测光信号的工具。各种滤光器、部份反射镜或全反射镜可以用作光学器件25，但在此实施例中，光学器件是一个滤光器，被固定在套筒(第一套筒)27的第一端面27a处。套筒27的形状通常是圆筒形的。透镜26被固定在套筒27内预先确定的一个位置上，使得其焦点位于光学器件25的反光面25a上。在实施例中，距离d1(如图3A所示，即透镜26的第二端面26b与其焦点之间的距离)约0.25毫米左右。第一实施例中的光学器件25的反光面25a是其前表面，但亦可用其后表面来充当反光面。毛细管24被固定在套筒27内部，以使会聚光信号被耦合至输出光纤23。在第一实施例中，毛细管24用来包裹输入光纤22和输出光纤23，使输入光纤22内核的中心点C1和输出光纤23内核的中心点C2关于毛细管24的中心点C对称，并且两条光纤相互平行，如图2所示。在图3A中，朝向毛细管24的透镜26的第一端面26a是倾斜的，为的是减少返回到输入光纤22的光。倾斜端面26a的优选倾角是与垂直于主轴28的平面成8°角，而朝向光学器件25的第二端面26b是与透镜26的主轴28垂直的平面。毛细管24的端面24a朝向透镜26，并与透镜26的第一端面26a平行。输入光纤22的发射端和输出光纤23的入口端在毛细管24的端面24a处露出，毛细管24的端面24a与透镜26的第一端面26a之间的距离等于透镜26的焦距。所以，沿着透镜主轴28的距离Z1比1/4光波长稍短。下面说明光路模组21的组装步骤。它依次包括以下(A)、(B)和(C)(A)透镜26固定在套筒27内，透镜的焦点位于套筒27的第一端面27a上，如图3A所示。(B)透镜26固定好后，把毛细管24插入套筒27里，再调整光学器件25与透镜26的主轴28所成的倾角和毛细管24在沿主轴28方向上的位置，使得从输出光纤23的发射端发出的光信号强度达到最大。(C)调整好光学器件25和毛细管24后，把光学器件25固定在套筒27的第一端面27a处，并把毛细管24固定在套筒27内。在步骤(A)中，当透镜26在套筒27内被固定好后，透镜26的第二端面26b与套筒27的第一端面27a之间的距离d1要等于透镜26的焦距。在步骤(B)中，光信号从输出光纤23的发射端发出，然后被光检测器接收，如光敏二极管(未示出)。由于光检测器的输出要被监视，故需要把光学器件25和毛细管24的方位调整到使此输出达到最大。在调整光学器件25的倾角时，用一个固定装置(图中未画出)固定光学器件25和毛细管24的位置。最后它与X轴和Y轴所成的倾角如图3B所示。在步骤(C)中，在把光学器件25固定在套筒27的第一端面27a处之前，先要在结合处涂一层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光路模组，包括：光信号发射装置，用来发射光信号；第一套筒，其包括第一端面；光学器件，包括一个反光面，此反光面紧贴着套筒的第一端面；第一透镜，其位于光信号发射装置和光学器件之间，其中，第一透镜将从光信号发射装置发射的光信号 转换成准直光信号，并将准直光信号发射至光学器件，其中，光学器件利用反光面将准直光信号反射，第一透镜会聚反射的准直光信号并生成会聚的光信号；以及光信号接收装置，用来接收上述会聚光信号，其中，第一透镜被固定在第一套筒内，使得透镜的焦点位于光 学器件的反光面上，并且光信号发射装置和光信号接收装置被固定在第一套筒内，以使会聚的光信号耦合至光信号接收装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓凡，
申请(专利权)人：日本板硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]