制作阵列式光纤准直器的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种准直方法，用于将阵列式光纤准直器（１０２）校准，并减少与光纤准直器相关的损耗。首先，接收并保持一个光纤阵列块（１０４），其中包含有多个单根的光纤（１０１）。接着，接收并保持一个微透镜阵列基底（１０６），其包括沿着微透镜的表面和对着微透镜表面的基底的表面集成的多个微透镜。然后，接收并保持第一光接收器的至少一部分，第一光接收器设置成接收来自至少一个集成的微透镜的光束。再将来自光源的至少一束光照射到多个单根光纤中的至少一根上。然后，调整微透镜阵列基底（１０６）和光纤阵列块（１０４）中至少一个的相对位置，使第一光接收器接收到的光束的光功率最大。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及阵列式光纤准直器，尤其是涉及制作阵列式光纤准直器的方法和系统。
技术介绍
阵列式光纤准直器在光学系统中用的越来越多，例如，阵列式光纤准直器已经用于或建议用于连接各种光学芯片，如光学隔离器芯片和光学循环器芯片。由于最近高密的波长分割复用系统(DWDM)对使用阵列式光学器件的需求不断增加，减少阵列式光学器件的成本变得越来越重要。但是，采用包括渐变折射率(GRIN)、非球面或菲涅耳微透镜的准直阵列的光学器件，其效率很大程度上依赖于给定光纤准直器阵列的构造。因此，构造光纤准直器阵列以减少光损耗非常重要。现在需要的是使阵列式光纤准直器中的各器件校准的系统和方法，这样的系统和方法应该是实用的，并能减少光损耗。
技术实现思路
本专利技术主要提供一种用于利用自动校准器来主动校准阵列式光纤准直器各部件的方法，包括下列步骤(a)制备用于接收、保持多个单根光纤的一光纤阵列块以及包括沿微透镜表面集成的多个微透镜和与该微透镜表面相对的基底表面的微透镜阵列基底，其中阵列式光纤准直器由所述光纤阵列块和所述微透镜阵列基底构成；(b)提供第一夹具，用于接收、保持光纤阵列块； (c)提供第二夹具，用于接收、保持微透镜阵列基底；(d)提供半反射镜和用于接收、保持所述半反射镜的第三夹具，当光束具有预定波长时，所述半反射镜部分反射该光束；(e)提供第一光接收器和用于接收、保持所述第一光接收器的至少一部分的第四夹具，其中，第一光接收器定位成能够接收来自至少一个集成微透镜的光束；(f)提供在光源和光纤阵列块之间耦合的光耦合器和光循环器中的一个，其中，该光耦合器和光循环器中的一个至少和多个单根光纤中的一根耦合；(g)提供第二光接收器，耦合到该光循环器和光耦合器中的一个的输出端，该第二光接收器是光电检测器；(h)提供一光源，将至少一束来自光源的光提供给多个单根光纤中的至少两根；(i)相对于光纤阵列块调整所述半反射镜的反射面角度，以使所述第二光接收器接收的光功率最大；(j)在光纤阵列块和半反射镜之间插入第二夹具上的微透镜阵列基底；(k)视觉检查微透镜阵列基底与光纤阵列块中至少一个的相对位置，以使所述第一光接收器接收的光功率最大，(l)当提供到第二光接收器的光功率最大时将光纤阵列块固定到微透镜阵列基底上，由此构成最终的阵列式光纤准直器。其中，可调节所述微透镜阵列基底与半反射镜之间的距离，使得反射位置对应于沿着所述准直器的光轴的光束腰中心。本专利技术还提供一种用于利用自动校准器来主动校准阵列式光纤准直器各部件的方法，包括下列步骤(a)制备用于接收、保持多个单根光纤的一光纤阵列块、包括沿微透镜表面集成的多个微透镜和与该微透镜表面相对的基底表面的微透镜阵列基底以及包括第一表面和相对侧的第二表面的哑模块，其中该第二表面提供一平的部分反射表面，阵列式光纤准直器由所述光纤阵列块和所述微透镜阵列基底构成；(b)提供第一夹具，用于接收、保持所述光纤阵列块；(c)提供第二夹具，用于接收、保持所述微透镜阵列基底； (d)提供第一光接收器和用于接收、保持第一光接收器的至少一部分的第三夹具，其中，第一光接收器定位成能够接收来自至少一个集成微透镜的光束；(e)提供在光源和光纤阵列块之间耦合的光耦合器和光循环器中的一个，其中，该光耦合器和光循环器中的一个至少和多个单根光纤中的一根耦合；(f)提供第二光接收器，耦合到该光循环器和光耦合器中的一个的输出端，该第二光接收器是光电检测器；(g)暂时将该哑模块的第一表面联接到微透镜阵列基底，使其位于微透镜阵列基底和第一光接收器之间并且第二表面垂直于准直光束的光轴，哑模块的第二表面部分反射光束；(h)将至少一束来自光源的光提供给多个单根光纤中的至少两根；(i)视觉检查微透镜阵列基底与光纤阵列块中至少一个的相对位置，以使所述第一光接收器接收的光功率最大，(j)当提供到第二光接收器的光功率最大时，将光纤阵列块固定到微透镜阵列基底上；并且(k)从微透镜阵列基底移去哑模块，由此构成最终的阵列式光纤准直器。可调节哑模块的厚度，使得反射位置对应于沿着准直器的光轴的光束腰中心。所述哑模块的第一表面可暂时联接到微透镜阵列基底的基底表面，并且其中所述微透镜阵列基底的基底表面倾斜并且所述哑模块的第一表面倾斜而不垂直于光束轴。所述哑模块的第一表面可暂时联接到微透镜阵列基底的基底表面，并且其中所述微透镜可为折射透镜和衍射透镜之一，并且所述哑模块可构成为在微透镜表面和第一表面之间提供气隙。所述哑模块的第一表面可暂时联接到微透镜阵列基底的基底表面，并且其中微透镜可为渐变折射率透镜，哑模块第二表面可倾斜于第一表面。本专利技术主要是一种系统和方法，用于校准阵列式光纤准直器件。首先，用第一夹具安装光纤阵列块，阵列块用于安放很多单束光纤。再用第二夹具安装微透镜阵列基底，其中沿着微透镜表面集成了很多微透镜，且基底表面和微透镜表面相对。然后，用第三夹具安装第一光接收器，安装的位置使它至少能从一个集成微透镜接收光束。再将至少一束光源照射到至少一束光纤中，并调整微透镜阵列基底和光纤阵列块的相对位置，直到第一光接收器检测到最大光功率。最后，当集成微透镜输出放的光功率达到最大时，将光纤阵列块保持到微透镜基底上，这样阵列式光纤准直器就完成了。该专利技术的附加特征和优点将在下面详细介绍，对熟悉该领域的人来说是很显然的。经证实，按照本专利的描述，以及后面的主张和附加图就可以实现本专利技术。按照前面的描述就可以仿制本专利技术，主要是提供关于专利技术主张部分所定义的专利技术特征和专利技术本质的总览。提供的附图便于深入理解，也是本专利技术规格的一部分，附图列出了本专利技术的多项特征和具体实现，以及有关本专利技术的原理和操作的说明。附图说明图1是根据本专利技术实施例的阵列式光学器件的透视图；图2A-2C是根据本专利技术实施例的校准光纤阵列块和微透镜阵列基底的布置示意图；图3是对于一对阵列式光纤准直器，作为间距函数的耦合损耗曲线图，根据本专利技术实施例，阵列式光纤准直器的各部件通过单模准直(SMC)光纤法和步进法被校准；图4是根据本专利技术的另一个实施例，用来使光纤阵列块和微透镜阵列基底校准的设置的方块图；图5是使用SMC光纤法、步进法和反射镜法、作为间距函数的耦合损耗曲线图；图6是对于图4的设置，耦合损耗作为时间的函数而增加的曲线图；图7是图4中的反射镜和光纤阵列块相对于微透镜阵列基底运动的俯视图；图8是根据本专利技术的另一个实施例，用来使阵列式光纤准直器的各组件校准的设置的方块图；图9是对于用图8的设置构建的多个准直器对，作为距离函数的耦合损耗曲线图；图10是阵列式光纤准直器的示意图，该阵列式光纤准直器使用了一个倾斜哑模块(dummy blaock)，该哑模块有一个斜面和微透镜阵列基底的斜面结合；图11是阵列式光纤准直器的侧视图，该阵列式光纤准直器使用了一个带凹坑的哑模块，用来放置凸微透镜或衍射微透镜；图12是阵列式光纤准直器的侧视图，该阵列式光纤准直器包括一个和准直器一起使用的、具有倾斜背面的哑模块，该准直器能够得到偏离微透镜光轴几度的准直光束。具体实施例方式图1示出了一个阵列式光纤器件100，包括第一阵列式光纤准直器102，和第二阵列式光纤准直器112。第一阵列式光纤准直器102包括第一光纤阵列块104，其保持有多根光纤101，和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于利用自动校准器来主动校准阵列式光纤准直器各部件的方法，包括下列步骤：（ａ）制备用于接收、保持多个单根光纤的一光纤阵列块以及包括沿微透镜表面集成的多个微透镜和与该微透镜表面相对的基底表面的微透镜阵列基底，其中阵列式光纤准直器由 所述光纤阵列块和所述微透镜阵列基底构成；（ｂ）提供第一夹具，用于接收、保持光纤阵列块；（ｃ）提供第二夹具，用于接收、保持微透镜阵列基底；（ｄ）提供平面半反射镜和用于接收、保持所述半反射镜的第三夹具，当光束具有预定波长 时，所述半反射镜部分反射该光束；（ｅ）提供第一光接收器和用于接收、保持所述第一光接收器的至少一部分的第四夹具，其中，第一光接收器定位成能够接收来自至少一个集成微透镜的光束；（ｆ）提供在光源和光纤阵列块之间耦合的光耦合器和光循 环器中的一个，其中，该光耦合器和光循环器中的一个至少和多个单根光纤中的一根耦合；（ｇ）提供第二光接收器，耦合到该光循环器和光耦合器中的一个的输出端，该第二光接收器是光电检测器；（ｈ）提供一光源，将至少一束来自光源的光提供给多 个单根光纤中的至少两根；（ｉ）相对于光纤阵列块调整所述半反射镜的反射面角度，以使所述第二光接收器接收的光功率最大；（ｊ）在光纤阵列块和半反射镜之间插入第二夹具上的微透镜阵列基底；（ｋ）视觉检查微透镜阵列基底与光纤阵列 块中至少一个的相对位置，以使所述第一光接收器接收的光功率最大，（ｌ）当提供到第二光接收器的光功率最大时将光纤阵列块固定到微透镜阵列基底上，由此构成最终的阵列式光纤准直器。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：菊池寿郎，水嶋康之，高桥裕树，竹内善明，
申请(专利权)人：大崎电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]