光学耦合器以及包括其的有源光学模块制造技术

提供一种可改善微型化和集成度的光学耦合器以及一种包括其的有源光学模块。光学耦合器包括空心光学块，具有形成以使光纤从其中通过的通孔。空心光学块包括至少一个入射面，至少一个内反射面以及至少一个锥形区域。平行于通孔的入射面设置在空心光学块的底部，以透射入射光。与入射面相对的内反射面设置在空心光学块的顶部，以将从入射面接收的光反射到空心光学块中。配置锥形区域以将光集中到通孔中的光纤上。形成锥形区域使得空心光学块的外部直径随着远离内反射面和入射面而减小。

【技术实现步骤摘要】

在此公开的本专利技术涉及光学耦合器和包括其的有源光学模块，更具体地，涉及将 泵浦光传输到光纤的光学耦合器及包括其的有源光学模块。
技术介绍
光通信正在改善数据通信和信息处理速度。单波长激光束主要用作光源光通信的 光源。激光束可通过各种激光器辐射。用于光通信的激光器的示例可包括表面发射激光器 和光纤激光器。光纤激光器可包括具有双重覆层结构的光纤。通过施加泵浦光到具有活性 介质的芯，光纤激光器可产生激光束。因此，高功率光纤激光器可通过有效地提供泵浦光到 光纤的芯来实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种可有效地提供泵浦光到光纤的芯的光学耦合器，以及包括其的有 源光学模块。本专利技术还提供一种可容易地耦合到光纤的光学耦合器，以及包括其的有源光学模块。在本专利技术的一些实施例中，光学耦合器包括空心光学块，具有形成以使光纤从其 中通过的通孔，空心光学块包括至少一个平行于通孔的入射面，在空心光学块底部透射 光；至少一个内反射面，反射从入射面透射的光，该内反射面由与入射面相对的空心光学块 的顶部形成；以及至少一个锥形区域，将光纤上的光集中到通孔中，该锥形区域随着远离内 反射面和入射面而连续减小空心光学块的外部直径。在一些实施例中，内反射面包括至少一个将光反射到锥形区域的倾斜面。在另一实施例中，倾斜面全反射或反射经由入射面透射的光。在另外的实施例中，倾斜面包括凹槽。在另外的实施例中，倾斜面包括坡倾斜面，形成与通孔交叉，从通孔的顶部到通孔 的底部。在本专利技术的其它实施例中，有源光学模块包括提供光的泵浦光源；光纤，包括芯 和包围芯的第一覆层，所述芯包含用于通过从泵浦光源接收光来产生激光束的活性材料； 空心光学块，包括形成以使光学纤维从其中通过的通孔；至少一个平行于通孔的入射面，透 射空心光学块底部的光；至少一个内反射面，反射从入射面透射的光，内反射面由与入射面 相对的空心光学块的顶部形成；至少一个锥形区域，将光集中到通孔中的光学纤维上，锥形 区域随着远离内反射面和入射面而连续减小空心光学块的外部直径；第一光学器件，形成 在穿透空心光学块的光纤的一端；以及第二光学器件，形成在与第一光学器件相对的光纤 的另一端，以发射光纤中产生的激光束。附图说明附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解，且被引入本说明书并构成本说明书的一部分。附图示出本专利技术的示范性实施例且与说明书一起用以解释本专利技术的原则。在附图 中图1和2是根据本专利技术的示范性实施例的光学耦合器和耦合到该光学耦合器的光 纤的透视图；图3和4是示出图1和2的光学耦合器的横截面以及泵浦光的行进方向的图；图5和6是示出根据本专利技术其它示范性实施例的光学耦合器的图；图7A至7D是示出根据本专利技术示范性实施例的有源光学模块的示意图；图8A至8D是说明根据本专利技术的另一示范性实施例的有源光学模块的示意图；图9A至9D是示出根据本专利技术的另一示范性实施例的有源光学模块的示意图；和图IOA至IOD是示出根据本专利技术的另一示范性实施例的有源光学模块的示意图。具体实施例方式以下将参考附图更详细地描述本专利技术的优选实施例。通过下面参考附图描述的实 施例，本专利技术的优点和特征将被阐明。然而，本专利技术可以不同形式实施，且不应被解释为限 于在此提出的实施例。而是，这些实施例被提提供使得此公开透彻和完善，且对本领域技术 技术人员充分地传达本专利技术的范围。可以理解，当层(或膜)被称为在另一层或基板“上”时，其可以直接在该另一层 或基板上，或者可以出现一个或多个中间层。在图中，为清楚的图示，层(或膜)和区域的 尺寸被放大。尽管如第一、第二和第三的术语被用于描述本专利技术的各种实施例中的各种区 域和层(或膜)，但是区域和层并不被这些术语限制。这些术语仅被用以区别一个区域或层 与另一区域或层。这里描述和示范的实施例包括其互补的实施例。以下，将参考附图详细描述根据本专利技术的示范性实施例的激光器模块。图1和2是根据本专利技术的示范性实施例的光学耦合器以及耦合到光学耦合器的光 纤的透视图。参考图1和2，根据本专利技术示范性实施的光学耦合器100可包括具有通孔32的空 心光学块30，通孔32形成以使光纤20从其通过。空心光学块30可被焊接到插入通孔32 的光纤20。空心光学块30可包括形成在其一侧的透射/反射区域40，以及形成在其另一 侧的锥形区域50。透射/反射区域40可包括入射面42和内反射面44，入射面42形成在空心光学 块30的底部以透射泵浦光12，泵浦光12垂直入射到入射面42上，以及内反射面44形成 在空心光学块30的顶部并与入射面42相对。内反射面44可包括V型凹槽43和/或坡斜 面45。这里，V型凹槽43可具有两个斜面，且坡斜面45可具有一个斜面。泵浦光12可入 射到内反射面44上。因此，内反射面44可全反射穿过空心光学块30的入射面42垂直入 射到光纤20的泵浦光12，使之平行于光纤20，而不使泵浦光12折射到空气中。锥形区域50可将内反射面44全反射的泵浦光12集中到光纤20上。而且，锥形 区域50可将内反射面44全反射的泵浦光12全反射到光纤20。锥形区域50的空心光学块 30的外部直径可沿着插入通孔32的光纤20，随着远离透射/反射区域40而减小。锥形区 域50的端部的外部直径可等于光纤20的外部直径。锥形区域50可延伸到这样的长度以 最小化泵浦光耦合损失。光纤20可包括形成在其中心的芯22以及至少一个包围芯22的覆层。芯22可具 有比覆层高的折射率。例如，光纤20可包括双重覆层光纤，具有被第一覆层M和第二覆层 26顺序包围的芯22。这里，空心光学块30的通孔32可形成以使芯22以及移除了第二覆 层沈的光纤20的第一覆层M通过。芯22可具有比第一覆层M小的横截面积。芯22具有比第一覆层M和第二覆层 26高的折射率。而且，芯22可进一步包括活性材料，诸如吸收泵浦光12以辐射激光束的稀 土元素。稀土元素可以是放大的自发发射(ASE)。通过激发到亚稳态的电子的稳定化，稀土 元素可吸收泵浦光12以发射单波长激光束。第一覆层M和第二覆层沈可包括具有比芯22低的折射率的玻璃或氟化聚合物。 第一覆层M可具有比第二覆层沈高的折射率。例如，第一覆层M可包括硅玻璃(silica glass)，且第二覆层可包括氟化聚合物。第二覆层沈可容易地从第一覆层M移除。第一 覆层M和第二覆层沈可具有圆形或多边形横截面。泵浦光源10可包括通过接收外部电源电压来辐射泵浦光12的激光二极管。激光 二极管可以是条形、堆叠型或单发射器型。泵浦光源10可辐射泵浦光12，根据发光材料的 类型具有808nm、915nm、950nm、980nm或1470nm的至少一个波长带。当从高折射率介质行进到低折射率介质中时，泵浦光12可被全反射，且当在具有 类似折射率的不同介质之间行进时，可被无反射地全透射。例如，光纤20的第一覆层M和 芯22可被插入空心光学块30的通孔32中。空心光学块30可由透明材料形成，该透明材 料具有与插入通孔32中的第一覆层M相同或类似的折射率。因此，根据本专利技术示范性实施例的光学耦合器100可有效地提供垂直入射到光纤 20上的泵浦光12到光纤20的芯。而且，在与第二覆层沈隔离之后，光纤20的第一覆层 24和芯22可被容易地插入光学耦合器100的通孔32。透射/反射区域40本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光学耦合器，包括：空心光学块，具有形成以使光纤从其中通过的通孔，所述空心光学块包括：至少一个平行于通孔的入射面，传输所述空心光学块底部的光；至少一个内反射面，反射从所述入射面传输的所述光，所述内反射面由与所述入射面相对的所述空心光学块的顶部形成；以及至少一个锥形区域，将所述光集中到所述通孔中的所述光纤上，所述锥形区域随着远离所述内反射面和所述入射面而连续减小所述空心光学块的外部直径。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐弘锡，安准太，朴烽济，吴大坤，宋贞虎，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：KR