光学耦合装置制造方法及图纸

一种光学耦合器和制造光学滤光器的方法被公开，其中一具有两块分开的可移动透镜的复合透镜被配置在输入／输出部分和一滤光器元件例如二向色滤光器元件之间。该滤光器在组装过程中通过改变可移动透镜之间的间隙而被调谐。一旦证实优化的耦合已经达到，并且所需要的波长响应已被实现，便将两透镜固定就位。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及具有一种随着光在其上入射角度变化的响应的光学元件的组件，例如二向色滤光器元件，更准确地说，本专利技术涉及一种在其制造过程中构成和调谐WDM滤光器的方法以及WDM本身。将光纤与多层薄膜光学干涉滤色器之类具有取决予光的入射角的波长响应的光学元件(例如二向色滤光器)精确地对准，通常是需要操作者高精度操作的费时间的工作。近来已经被使用的一种实现光纤和滤光器元件间所需要的对准的方法，是提供许多有时被称之为光纤管的光纤箍或者套管，每个带有两个其中紧密地收容两根光纤的隔开的孔。这些套管被用于测试光纤的响应，并且每个套管在其所包含的该对光纤端部之间具有不同的间隔“b”。从而，具有一对光纤的若干个套管，其中一对光纤的端部的横向距离以增加的量变化，被用于此测试作业。因此，各种套管之间的最小差异，提供以给出可调谐性的最小差距(step)或者增量。为了在此组装成耦合器之前对二向色光学滤光器元件进行测试，选择不同的管用来进行测试。宽带的光从这些管之一中的光纤之一发射向该角度敏感的光学滤光器；在输出端的检测器对于透过该滤光器元件的光的波长进行检测，从而识别光由其发生的管。不同的管被用来改变输入角度，随着入射角度变化，所检测的光的波长也变化，由此而产生该滤光器的输出响应。当在该输出中测得的光的波长相应于所期望的波长时，此管的尺寸被记录下来，而且相应该尺寸的管被采用或者供应商定制，以使此滤光器可被进行组装。遗憾的是，这种方法需要备置多种规格的光纤管，或者换一种说明，需要等待供给具有所想望间隔的开口的光纤管交货。尽管所想望尺寸的管能够得到，但由于其制造公差管的尺寸有时不同于所予期的尺寸，就会不适当地影响该滤光器的响应。调谐分辨率事实上也要受到管孔间隔不连续变化的局限。作为对比，本专利技术的优势在于提供用以提供连续调谐的装置。通过在测试过程中提供一种调谐滤光器的装置以避免高成本和费时间的光学滤光器制造过程，是所需要的，而且一旦所需要的响应达到，便将该元件固定就位。本专利技术的目的在于提供这样一种在制造过程中可避免要求使用如此大量的各种套管的方法和滤光器。本专利技术的另一个目的在于提供一种在测试滤光器过程中使用的光纤套管，其中在该滤光器的制造过程中使用同样的套管，从而避免要求提供与该测试套管“一模一样的”(facsimile)套管。本专利技术的又一目的在于提供一种可调谐的滤光器组件，其在测试过程中可被调谐，且在该组件的元件被相对调谐以达到所需要的响应之后即便固定就位。本专利技术的再一个目的是提供一种可被连续调谐的耦合器，避免已有技术的不连续调谐增量方法的局限性。按照本专利技术，提供一种光学滤光器，其包括一第一光学波导；一被设置来接收来自该第一光学波导的光的光学滤光器元件；一配置在该第一光学波导和光学滤光器之间的第一透镜和第二透镜，以使射出为该光学滤光器指定的该第一光波导的光束通过该第一和第二透镜，并且实质上准直在该光学滤光器上；以及一第二光学波导，用于接收在其照射在该光学滤光器元件上之后的光束的至少一部分。按照本专利技术的另一方面，提供一种制造光学耦合器的方法，该光学耦合器具有两根以其一端设置在一光纤管中的光纤，以将两根光纤的端部按照其间具有一固定的横向距离的固定的相对关系放置，该方法包括以下步骤(a)提供一光学滤光器元件，并将光纤的端部配置来接收光或将光提供给该光学滤光器元件；(b)提供一包括至少两个分开的透镜的复合透镜，并将此复合透镜配置在光纤端部和光学滤光器元件之间；以及(c)改变两分开的透镜之间的间隙，以对从两光纤的端部之一传播的通过该滤光器的光提供所想望的波长响应。附图说明图1为具有用于将两根光纤收容其中的孔的一光纤套管的轴测图；图2为表示一WDM滤光器一侧视图的示意图，具有两根分开的光纤，为便于理解在其一端被表示为越出该套管，一滤光器元件，两块透镜，以及在其另一端的一接收/透射光纤；图3为表示按照本专利技术一实施例的WDM滤光器一侧视图的示意图；图4及5为表示图3中WDM滤光器一侧视图的示意图，其中的复合透镜装置被进行了差动调整；以及图6为表示由于出射光纤上MFD失调而引起的插入损耗的高斯耦合损耗与透镜间隔的关系曲线。现在参见图1，一光纤管10被表示为其中配置有两根光纤端部12a和12b，且被进行抛光，以使管的端面与光纤端部形成一平的表面。这种类型的套管或者箍通常由玻璃或者陶瓷材料制成，且被加工成在若干μm范围内非常严格的公差。两个光纤端部12a和12b被配置为距离光纤管10的中心纵轴CA为相同的距离“b/2”。套管被加工成带有与此中心轴分开不同距离的开口，且其中对于两口开口距离中心轴的偏离是相同的。为便于理解，图2所示的两根光纤被表示为缺少收容它们的光纤套管10。光纤20a和20b的光纤芯的中心彼此分开的距离为“b”。包含透明的基片24b支承一多层薄膜镀层24a的多层薄膜二向色光学滤光器24，按照这样一种方式被配置在两块透镜22a和22b之间，以便拦截从光纤端部之一12a或12b发射的光束。透镜22a的焦距和位置，确保从光纤端部20a发射的光当其射到滤光器24上时实质上将被准直。透镜22b则确保透过该滤光器24的光束被聚焦在光纤端部20c。透镜22a沿虚线OA的位置，决定了通过它的光束会不会相对于滤光器的镀层24a被准直。对于给定的光纤20a和滤光器24a之间的间隔来说，存在一种透镜22a沿OA的唯一位置，以使射在滤光器24a上的光实质上被准直。现在转向图3至5，表示三个类似的光学滤光器组件，其中的复合透镜包括被配置在光纤20a和滤光器24之间的两个透镜32a和32b。如在已有技术的电路中那样，一单透镜32c被设置在该滤光器和单光纤20c之间。图3,4和5表示，当使透镜32a和32b靠近时，射在该滤光器上的光束的入射角的增加变得较陡；另外，当透镜被分开而且其间的距离“d”增大时，在滤光器上的入射角减小。按照这种方式，在制造过程中该滤光器可被调谐，以保证该滤光器以所需的波长响应。此外，这提供使用标准的光纤管来收容两根光纤20a及20b，或者选择少量标准的光纤管之一，随后通过相对移动透镜32a及32b以改变其间间隙来调谐该滤光器；按照这种方式，可提供一大的调谐范围。复合透镜组合32a和32b的等效焦距feff为feff=f1f2f1+f2-d]]>式中f1为第一透镜32a的焦距，f2为第二透镜32b的焦距，而且d为透镜32a和32b的相反主面之间的距离，并且如果该透镜为“薄”透镜，则d为两透镜32a和32b之间的距离。通过改变该复合透镜两元件之间的间隔，此等效焦距可在最大与最小值之间变化，即fmin＜feff＜fmax。将透射光聚焦在输出光纤中的单透镜32c的焦距，选择被选择在feff范围的中间。多种因素影响光的耦合是否最佳，或者换一种说法是否产生耦合损耗。当透过滤光器元件24的某些光未被耦合进它的予定输出光纤时，便产生耦合损耗。图6中的曲线，表示在感兴趣的调谐范围内作为透镜32a及32b之间间隔函数的耦合；此高斯耦合损耗是由输出光纤的模式场直径MFD和在输出光纤20c入口处聚焦的光斑尺寸之间的失谐引起的。如图6所示，存在一种以最低损耗耦合入光纤20c的最佳的焦距光斑尺寸。当透镜32a和32b之间的间隔如此之大以致于其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学滤光器，包括：一第一光波导；一被设置来接收来自该第一光学波导的光的光学滤光器元件；一配置在该第一光学波导和光学滤光器之间的第一透镜和第二透镜，以使射出为该光学滤光器指定的该第一光波导的光束通过该第一和第二透镜，并且实质上 准直在该光学滤光器上；以及一第二光学波导，用于接收在其照射在该光学滤光器元件上之后的光束的至少一部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯阿瑟奥尼尔，范晨君音译，斯蒂芬哈罗德莫法特，雷罗伯特拉皮埃尔，
申请(专利权)人：JDS尤尼费斯公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]