專利名稱：有預(yù)制被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)部件的光學(xué)波分多路復(fù)用器/去復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信。更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的模制光學(xué)部件，以將來(lái)自光纖的準(zhǔn)直的多波長(zhǎng)光空間分散成單獨(dú)波長(zhǎng)帶的光學(xué)復(fù)用裝置。在某個(gè)最佳實(shí)施例中，本發(fā)明改進(jìn)的多路復(fù)用裝置特別適合于光纖數(shù)據(jù)通信和無(wú)線電通訊系統(tǒng)的波分多路復(fù)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在波分多路復(fù)用光通信系統(tǒng)中，許多不同的光波長(zhǎng)載波在單一光纖中提供獨(dú)立的通信信道。未來(lái)的計(jì)算和通信系統(tǒng)對(duì)通信鏈路帶寬有不斷增加的要求。通常知道，與傳統(tǒng)的同軸線通信相比，光纖提供了更高的帶寬；另外，纖維波導(dǎo)中單個(gè)光信道使用光纖可用帶寬的極小的一部分(一般為幾十THz中的幾GHz)。通過(guò)在光纖中以不同光波長(zhǎng)傳送幾個(gè)信道[即波分多路復(fù)用(WDM)]，可以更加有效地利用該帶寬。
現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)多路復(fù)用器和去復(fù)用器包括Nosu等人的美國(guó)專利4,244,045。Nosu利用了沿相對(duì)光束為預(yù)定斜角的之字形光路設(shè)置的一系列波長(zhǎng)敏感光纖。Nosu將光纖設(shè)置在基板60的兩側(cè)。很明顯Nosu裝置的制造是昂貴和費(fèi)時(shí)的。如第4欄第33-52行所述，在基板上分別生長(zhǎng)多層光纖，多層光纖有10層那樣多。必須在一乏味而昂貴的后制造過(guò)程中對(duì)耦合器和透鏡進(jìn)行分別對(duì)準(zhǔn)。
Scobey的美國(guó)專利5,583,683和5,786,915提出了一種八信道多路復(fù)用裝置，其中在光學(xué)塊的表面上沉積一連續(xù)可變厚度干涉濾光片。這種設(shè)計(jì)具有固有的缺點(diǎn)。首先，每個(gè)光纖必須在其寬度上集成信號(hào)，由于在其寬度上它的厚度(和波長(zhǎng)敏感性)發(fā)生變化，導(dǎo)致濾波精確度降低。第二，在不同裝置之間干涉濾光片的厚度可能發(fā)生變化，也會(huì)降低其濾波性能。第三，在完成制造之后，必須對(duì)各個(gè)耦合器中的每一個(gè)，如圖3的元件62進(jìn)行分別對(duì)準(zhǔn)。
Scobey等人的美國(guó)專利5,859,717提出了精密光學(xué)塊的使用，該光學(xué)塊是傾斜的(第4欄第20-29行)，并且在其中機(jī)械加工或形成開槽或縫隙以提供一光路。所需要的任何機(jī)械加工都增加了凹槽、縫隙和開槽的制造費(fèi)用。另外，在裝置制造完成之后，必須分別對(duì)分離的準(zhǔn)直器(6，24，46)和濾波器32進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，增加了制造時(shí)間和費(fèi)用。
Jayaraman的美國(guó)專利5,835,517提出了一種光學(xué)多路復(fù)用器，該光學(xué)多路復(fù)用器具有多個(gè)光學(xué)腔，在制造過(guò)程之后必須通過(guò)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度來(lái)“調(diào)諧”每個(gè)光腔。這種“調(diào)諧”增加了制造成本，很明確，本發(fā)明避免這種調(diào)諧。
Lemoff等人的美國(guó)專利5,894,535提出了一種光學(xué)多路復(fù)用器，其中多個(gè)介電信道波導(dǎo)嵌在一個(gè)包層區(qū)域中，與本發(fā)明的整體形成部件相比這種方法貴得多。另外，在完成制造之后必須分別將濾波器對(duì)準(zhǔn)信道波導(dǎo)。也許Lemoff等人的設(shè)計(jì)的最大的固有缺點(diǎn)是在信道50中安裝反射鏡36和正確地安裝濾波器45a到45d是困難、昂貴和費(fèi)時(shí)的。必須使用昂貴的準(zhǔn)分子激光器或切片機(jī)對(duì)信道50和濾波器安裝表面進(jìn)行切割，產(chǎn)生相當(dāng)粗糙的安裝表面。該粗糙的安裝表面產(chǎn)生了安裝和對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。例如，濾波器是角度敏感的，必須精確地相互垂直或平行安裝，如圖3所示。另外，由于波導(dǎo)如此之寬，波導(dǎo)具有大角度容量，會(huì)導(dǎo)致“衰減”或可變?yōu)V波器響應(yīng)。本發(fā)明避免了Lemoff等人的安裝和對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題以及可變?yōu)V波器響應(yīng)問(wèn)題。本發(fā)明使用預(yù)成型和/或預(yù)模制的極其平的表面來(lái)安裝反射鏡表面和濾波器，使得反射鏡和濾波器被正確地安裝和對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明具有更小的發(fā)散度，與正確的濾波器對(duì)準(zhǔn)一起，導(dǎo)致濾波器將n個(gè)波長(zhǎng)光束更加完全地分開。
光學(xué)多路復(fù)用裝置結(jié)合或分離具有不同光頻率的多個(gè)光信號(hào)。該光學(xué)多路復(fù)用裝置用于密集波分多路復(fù)用和稀疏波分多路復(fù)用(DWDM和CWDM)，用于多模和單模光纖數(shù)據(jù)通信和無(wú)線電通訊。多波長(zhǎng)光源合并到一個(gè)用來(lái)傳輸?shù)膯我还饴分?，或者在單一光路中傳輸?shù)亩嗖ㄩL(zhǎng)光被分成多個(gè)窄光譜帶，聚焦在各個(gè)光纖載體或探測(cè)器上。
當(dāng)前的波分多路復(fù)用(WDM)裝置設(shè)計(jì)成工作于單模光纖無(wú)線電通訊系統(tǒng)中，其長(zhǎng)距離(＞100km)特性是基本因素，成本和尺寸是次要的因素。隨著網(wǎng)絡(luò)工業(yè)[局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)]中對(duì)帶寬要求的增加，為了利用光纖的整個(gè)帶寬，小型廉價(jià)的波分多路復(fù)用系統(tǒng)將成為必然需要。此處所描述的WDM裝置利用塑料模注入和廉價(jià)的介電濾波器來(lái)產(chǎn)生能夠多路復(fù)用或去復(fù)用多個(gè)光波長(zhǎng)的小型化裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵特性和主要目的在于提供一種小型和經(jīng)濟(jì)合算的光學(xué)多路復(fù)用器/去復(fù)用器，用于單模或多模光纖通信系統(tǒng)，其中該裝置包括預(yù)制和預(yù)成型的被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)部件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種僅具有兩個(gè)預(yù)成型部件和一系列濾波器的光學(xué)多路復(fù)用器/去復(fù)用器，濾波器夾在此預(yù)成型部件之間。
本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)在于使由于源耦合光學(xué)部件與光纖連接器耦合光學(xué)部件之間的光發(fā)散所導(dǎo)致的光損失最小化。
本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)在于將光纖連接器集成在光學(xué)組件中，以將光纖被動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)耦合光學(xué)部件。
本發(fā)明的又一個(gè)特點(diǎn)在于允許去復(fù)用的多波長(zhǎng)光直接耦合到光電探測(cè)器陣列，不需要任何插入光纖。
本發(fā)明包括單個(gè)塑料模制的耦合組件，一在其一側(cè)具有一反射涂層的精密光學(xué)塊，一在一個(gè)實(shí)施例中的分離的多波長(zhǎng)法布里-珀羅(Fabry-Perot)透射濾波器列陣，以及將所述部件粘合在一起的折射率匹配光學(xué)粘合劑。
通過(guò)將一非球面離軸準(zhǔn)直透鏡陣列、濾波器機(jī)械對(duì)準(zhǔn)裝置、一可改變方向的反射鏡、一耦合透鏡、一光纖連接器和用于將光學(xué)部件與光源陣列，探測(cè)器陣列或光纖陣列被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的機(jī)械裝置全部集成在一個(gè)部件中而形成該塑料模制的耦合組件。
可以由任何能夠在所需光譜區(qū)域上透光，并且能夠形成或拋光成適當(dāng)厚度的光學(xué)材料來(lái)形成該精密光學(xué)塊。可以通過(guò)多種技術(shù)在光學(xué)塊上設(shè)置一反射表面，包括介電干涉涂層，金屬涂層等。


圖1表示整個(gè)WDM光學(xué)多路復(fù)用器/去復(fù)用器的橫截面?zhèn)纫晥D；圖2表示整個(gè)WDM裝置的剖面立體側(cè)視圖；圖3表示整個(gè)WDM的立體頂視圖；圖4表示整個(gè)WDM的立體仰視圖；圖5表示塑料模制耦合裝置的立體頂視圖；圖6表示多次反射精密光學(xué)塊的立體仰視圖；圖7表示多次反射光學(xué)塊的剖面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
圖1-4表示根據(jù)本發(fā)明組合而成的波分多路復(fù)用器/去復(fù)用器10。圖5-7表示組裝之前多路復(fù)用器10的重要組成部分。本發(fā)明能夠?qū)ⅹ?dú)立的光信號(hào)結(jié)合到單一光路中，可以被引導(dǎo)向一光纖，和/或去復(fù)用該信號(hào)，輸入單獨(dú)的信道中。為了簡(jiǎn)化解釋，詳細(xì)描述去復(fù)用功能，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員將很容易理解相關(guān)的多路復(fù)用功能。
圖1表示組裝好的基本組成部件，并且說(shuō)明了光路90-96，其中入射信號(hào)包括八個(gè)分離的波長(zhǎng)(通常情況下為n個(gè)波長(zhǎng))，被分割成八個(gè)分離的信道以便光電探測(cè)器(圖中沒(méi)有示出)進(jìn)行讀出。光學(xué)塊20可以由玻璃形成或由塑料模制而成，在其下表面22上具有多個(gè)濾波器40。該光學(xué)塊20具有一個(gè)上平坦表面21，表面21上鍍有一種反射材料85。
模制的耦合組件60具有一個(gè)平坦的上表面61，該上表面61粘接到光學(xué)塊20的平坦的下表面22。
在圖1所說(shuō)明的實(shí)施例中該模制的耦合組件60包括一整體模制在其中的纖維光纜插座80，用來(lái)容納纖維光纜(圖中沒(méi)有示出)的一端，使得纜線的該端部與插座底座81相嚙合。
如圖1所示，多路復(fù)用的光束沿光路90傳播，從纖維光纜(圖中沒(méi)有示出)的該端部出射，并開始發(fā)散如圖中所示的91。一整體模制而成的準(zhǔn)直透鏡65對(duì)發(fā)散光束91進(jìn)行準(zhǔn)直，并形成一準(zhǔn)直光束92。該準(zhǔn)直光束92被模制的耦合組件60的整體形成的反射表面66反射而離開，并且被向上朝著光學(xué)塊20的平坦上表面21上所設(shè)置的反射涂層85引導(dǎo)。當(dāng)光束通過(guò)光路的部分93時(shí)，如本領(lǐng)域所知，光束以預(yù)定入射角入射到反射涂層85。如本領(lǐng)域中眾所周知，所反射的光束94在光學(xué)塊20中在n個(gè)濾波器40與反射表面85之間沿之字型圖案反射。當(dāng)所反射的光束進(jìn)入n個(gè)濾波器中的每一個(gè)時(shí)，n個(gè)不同波長(zhǎng)的光其中的一個(gè)透過(guò)每個(gè)濾波器，并且該分離的波長(zhǎng)沿著光路95a至95h、朝著形成在模制的耦合組件60下表面62上的多個(gè)模制非球面表面70傳播。如本領(lǐng)域眾所周知的那樣，n個(gè)非球面模制表面中的每一個(gè)將分離的波長(zhǎng)帶或信道聚焦在分離的光電探測(cè)器(圖中沒(méi)有示出)上。
為了清楚起見，圖2-4沒(méi)有給出光路和將入射多路復(fù)用光束分離到單獨(dú)的可讀出波長(zhǎng)帶中的圖解。如圖2所示，光學(xué)塊20通常為矩形的，具有平坦的上表面21和下表面22，一平坦的近源端壁23和一平坦的遠(yuǎn)源壁24。本發(fā)明最佳實(shí)施例中的光學(xué)塊由高質(zhì)量光學(xué)玻璃形成。或者，可以使用高質(zhì)量光學(xué)塑料注入模制成光學(xué)塊20。將反射涂層85施加在裝置20的上表面21上。反射涂層可以由本領(lǐng)域中傳統(tǒng)所使用的材料形成，如介電干涉涂層或金屬涂層。
模制的耦合組件60最好由注模而成，并具有一平坦的上表面61(在圖5中更好地表示)。重要的是該表面61要盡可能平坦，以便與光學(xué)塊20的平坦的下表面22緊密配合。在模制的耦合組件60的上表面61中形成對(duì)準(zhǔn)槽(alignment channel)63，對(duì)準(zhǔn)槽形成為一個(gè)切口。對(duì)準(zhǔn)槽63的作用在于安裝n個(gè)濾波器40。對(duì)準(zhǔn)槽63是一個(gè)沿模制的耦合組件60的上表面61的中心縱向延伸地細(xì)長(zhǎng)槽。
如圖2所示，對(duì)準(zhǔn)槽63的近側(cè)端68形成一底座，靠近該底座設(shè)置多個(gè)濾波器40，該近側(cè)端作為濾波器定位表面。
如圖5中更好表示的那樣，在模制的耦合組件60的上表面61中模制成多個(gè)間隙切口(relief cut)64，且此間隙切口64從對(duì)準(zhǔn)槽63向模制的耦合組件60的外表面橫向延伸。間隙切口64的一個(gè)作用是當(dāng)光學(xué)塊20被粘接安裝在模制的耦合組件60上時(shí)，間隙切口64與對(duì)準(zhǔn)槽63相配合。當(dāng)兩個(gè)部分被擠壓在一起時(shí)，間隙切口64和對(duì)準(zhǔn)槽63填充有環(huán)氧樹脂粘合劑，上表面61被涂有粘合劑，并粘合到光學(xué)塊20以及n個(gè)濾波器40。
所使用的粘合劑的折射率應(yīng)近可能與用于形成光學(xué)塊20和模制的耦合組件60的材料的折射率接近。
在線套夾83中形成纖維光纜插座80，能夠容納單模或多模纖維光纜的端部。將插座80的尺寸設(shè)計(jì)成可將光纜的端部堅(jiān)固地固定在底座81中，并且支撐足夠長(zhǎng)的纖維光纜，使得從纖維光纜發(fā)射的光束91與準(zhǔn)直透鏡65光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。雖然圖1-4中所示的實(shí)施例表示纖維光纜插座與模制的耦合組件60整體模制而成，也可以由金屬，陶瓷，塑料，玻璃或任何其他適當(dāng)?shù)牟牧蠁为?dú)形成或模制成。不過(guò)，在圖1-4所示的最佳實(shí)施例中，纖維光纜插座與模制的耦合組件60整體模制而成。
如圖2中更好的表示，準(zhǔn)直透鏡65和反射表面66也與模制的耦合組件60整體模制而成。或者，反射表面66在權(quán)利要求中被稱為“光束反射裝置”，被形成為具有一角度，可導(dǎo)致被準(zhǔn)直的光束92在反射表面85與多個(gè)濾波器41-48之間，以預(yù)定角度呈階式或之字型被反射到光學(xué)塊20的上表面21上，如本領(lǐng)域中眾所周知。
形成在模制的耦合組件60的下表面上的被引做70的多個(gè)非球面模制表面包括八個(gè)單獨(dú)的非球面透鏡表面71-78。在通常的情況下，有n個(gè)非球面表面與n個(gè)濾波器相互作用。非球面透鏡表面直接形成在對(duì)準(zhǔn)槽63和n個(gè)濾波器40的下面。每個(gè)非球面透鏡71-78具有本領(lǐng)域公知的表面設(shè)計(jì)，將圖1中所示的單獨(dú)的波長(zhǎng)帶聚焦在光電探測(cè)器元件的表面處或表面附近的一點(diǎn)處，這也是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的。
圖2中所示的n個(gè)濾波器40包括八個(gè)在光學(xué)塊20的平坦的下表面22上彼此相鄰安裝的分離的法布里-珀羅濾波器41-48，如圖6中更好地表示。重要的是當(dāng)濾波器被粘接到光學(xué)塊20的底面22時(shí)，每個(gè)分離濾波器41-48被一個(gè)挨一個(gè)地設(shè)置。這種在已知平坦表面上彼此相鄰設(shè)置分離的法布里-珀羅濾波器的方法避免現(xiàn)有技術(shù)波分多路復(fù)用器中存在的多種粘接和對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題的發(fā)生。另外，濾波器41的近源端41a被設(shè)計(jì)成與底座68或模制的耦合組件60的對(duì)準(zhǔn)槽63的近源表面接觸，使得當(dāng)完成該裝置的組裝時(shí)，濾波器部件將與非球面透鏡陣列嚴(yán)格光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。
將濾波器陣列安裝在光學(xué)塊上，然后將光學(xué)塊20粘合到模制的耦合組件60，就得到了裝置中關(guān)鍵光學(xué)元件的被動(dòng)式光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)如上所述進(jìn)行組裝時(shí)，纖維光纜的輸出光束91被直接耦合到波分多路復(fù)用器/去復(fù)用器10，并且自動(dòng)地、被動(dòng)地與裝置的內(nèi)部光學(xué)塊對(duì)準(zhǔn)，內(nèi)部光學(xué)塊包括準(zhǔn)直透鏡65，光束反射裝置，光學(xué)塊20的上表面上的反射涂層85以及多個(gè)濾波器40和多個(gè)非球面表面70。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中不需要對(duì)這些光學(xué)元件進(jìn)行制造后的對(duì)準(zhǔn)或調(diào)整或調(diào)節(jié)。
在不偏離本發(fā)明精神的條件下可以進(jìn)行某種變型。例如，作為一種可選擇的方案，使用分離的介電法布里-珀羅濾波器，還可以如本領(lǐng)域中公知的那樣將濾波器沉積在光學(xué)塊20的下表面上。在附圖所說(shuō)明的最佳實(shí)施例中，纖維光纜插座80、準(zhǔn)直透鏡65和光束反射裝置66在被模制的耦合組件60中整體形成，這些光學(xué)元件還可以以分離的第三元件形成或者作為光學(xué)塊20的一部分。不過(guò)，在最佳實(shí)施例中光學(xué)塊20由玻璃制成，而纖維光纜插座、準(zhǔn)直透鏡和光束反射裝置最好由塑料模制而成。
權(quán)利要求
1.一種用于單?；蚨嗄９饫w通信系統(tǒng)的光學(xué)波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器，其中通過(guò)單一纖維光纜傳送具有n個(gè)不同波長(zhǎng)的n個(gè)信道，其中通過(guò)形成和連接預(yù)制部分實(shí)現(xiàn)光耦合器、透鏡和裝置的對(duì)準(zhǔn)，避免否則需要進(jìn)行制造后的對(duì)準(zhǔn)和光路的調(diào)節(jié)，其包括一具有一平坦上表面和一平坦下表面的光學(xué)塊，所述光學(xué)塊的所述上表面上具有的一反射涂層，所述光學(xué)塊的所述平坦下表面上具有的n個(gè)濾波器，所述濾波器適合于對(duì)所述n個(gè)不同波長(zhǎng)進(jìn)行分別濾波，一具有一平坦上表面的模制的耦合組件，所述光學(xué)塊的所述平坦下表面裝在該平坦上表面上，所述模制的耦合組件還具有一下表面，在該下表面上具有n個(gè)非球面透鏡表面，其中所述n個(gè)非球面透鏡中的每一個(gè)與所述n個(gè)濾波器中的每一個(gè)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，一用于接納所述單?；蚨嗄＠w維光纜的端部的纖維光纜插座，一與所述纖維光纜插座光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)直透鏡，以及位于所述準(zhǔn)直透鏡與所述平坦上表面之間的光束反射裝置，用于光學(xué)對(duì)準(zhǔn)所述準(zhǔn)直透鏡與所述n個(gè)濾波器，從而通過(guò)所述纖維光纜引入的所述n個(gè)信道的光在所述光學(xué)塊的上表面上的所述反射涂層與所述n個(gè)濾波器系列之間被反射，其中n個(gè)信道中的每一個(gè)通過(guò)所述濾波器的一個(gè)，并且通過(guò)所述n個(gè)非球面透鏡表面的一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述模制的耦合組件具有整體模制在其下表面上的所述n個(gè)非球面透鏡表面。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述纖維光纜插座整體模制在所述模制的耦合組件中。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述準(zhǔn)直透鏡被整體模制在所述模制的耦合組件中。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述n個(gè)濾波器包括n個(gè)分離的法布里—珀羅濾波器。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述模制的耦合組件還包括一形成在其上表面中的對(duì)準(zhǔn)槽，且其中所述n個(gè)分離的法布里—珀羅濾波器被粘接安裝在所述對(duì)準(zhǔn)槽中。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述模制的耦合組件還包括一垂直于所述對(duì)準(zhǔn)槽延伸的濾波器定位表面，所述濾波器定位表面形成一底座，與該底座靠近設(shè)置所述n個(gè)濾波器。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括多個(gè)形成在所述模制的耦合組件的所述上表面中的間隙切口，所述間隙切口橫向延伸至所述對(duì)準(zhǔn)槽，所述間隙切口適于接納粘合劑。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，還包括折射率與所述模制的耦合組件相一致的粘合劑，所述粘合劑覆蓋所述模制的耦合組件的整個(gè)上表面、所述光學(xué)塊的整個(gè)下表面、所述濾波器的下表面，并且完全填充所述對(duì)準(zhǔn)槽與所述間隙切口。
10.一種用于單?；蚨嗄９饫w通信系統(tǒng)的光學(xué)波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器，其中通過(guò)單一纖維光纜傳送具有n個(gè)不同波長(zhǎng)的n個(gè)信道，其中通過(guò)將兩個(gè)預(yù)制部分連接在一起實(shí)現(xiàn)光耦合器、透鏡與裝置的對(duì)準(zhǔn)，避免否則需要進(jìn)行制造后的對(duì)準(zhǔn)和光路的調(diào)節(jié)，其包括一具有一平坦上表面和一平坦下表面的光學(xué)塊，所述光學(xué)塊的所述上表面上具有的一反射涂層，安裝在所述光學(xué)塊的所述平坦下表面上的n個(gè)分離的法布里—珀羅濾波器，所述濾波器適于分別對(duì)所述n個(gè)不同波長(zhǎng)進(jìn)行濾波，一具有一平坦上表面的整體模制的耦合組件，在該平坦上表面上安裝所述光學(xué)塊的所述平坦下表面，所述模制的耦合組件具有一模制的纖維光纜插座，用于接納所述單?；蚨嗄＠w維光纜的端部，所述模制的耦合組件具有一整體模制而成的準(zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡與所述纖維光纜插座光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，所述模制的耦合組件還具有一下表面，在該下表面上整體模制n個(gè)非球面透鏡表面，其中所述n個(gè)非球面透鏡中的每一個(gè)與所述n個(gè)法布里—珀羅濾波器中的每一個(gè)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，以及所述模制的耦合組件具有形成在其中所述準(zhǔn)直透鏡與所述平坦上表面之間的光束反射裝置，以將所述準(zhǔn)直透鏡與所述n個(gè)法布里—珀羅濾波器光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，由此所述纖維光纜引入的所述n個(gè)信道的光在所述模制的耦合組件的上表面上的所述反射涂層與所述n個(gè)分立法布里—珀羅濾波器系列之間被反射，其中n個(gè)信道中的每一個(gè)通過(guò)所述濾波器的一個(gè)，并且通過(guò)所述n個(gè)模制的非球面透鏡表面的一個(gè)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述模制的耦合組件還包括一形成在其上表面中的對(duì)準(zhǔn)槽，其中所述n個(gè)分離的法布里—珀羅濾波器被粘接安裝在所述對(duì)準(zhǔn)槽中。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述模制的耦合組件還包括一垂直于所述對(duì)準(zhǔn)槽延伸的濾波器定位表面，所述濾波器定位表面形成一底座，與該底座靠近設(shè)置所述多個(gè)濾波器。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括形成在所述模制的耦合組件的所述上表面中的間隙切口，所述間隙切口橫向延伸至所述對(duì)準(zhǔn)槽，所述間隙切口適于接納粘合劑。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括折射率與所述模制的耦合組件相一致的粘合劑，所述粘合劑覆蓋所述模制的耦合組件的整個(gè)上表面、所述光學(xué)塊的整個(gè)下表面、所述濾波器的下表面，并且完全填充所述對(duì)準(zhǔn)槽和所述間隙切口。
15.一種用于單?；蚨嗄９饫w通信系統(tǒng)的光學(xué)波分多路復(fù)用器/去復(fù)用器設(shè)備(10)，其中通過(guò)單根纖維光纜傳送具有n個(gè)不同波長(zhǎng)(λ1，...，λ8)的n個(gè)信道(96a，...，96h)，包括一具有一平坦上表面(21)和一平坦下表面(22)的光學(xué)塊(20)，所述光學(xué)塊的所述上表面上具有的一反射涂層(85)，所述光學(xué)塊的所述平坦下表面上具有的n個(gè)濾波器(40)，所述濾波器適合于對(duì)所述n個(gè)不同波長(zhǎng)進(jìn)行分別濾波，一具有一下表面的模制的耦合組件，在該下表面上具有n個(gè)透鏡表面(70)，其中所述n個(gè)透鏡中的每一個(gè)與所述n個(gè)濾波器中的每一個(gè)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，一用于接納單?；蚨嗄＠w維光纜的端部的纖維光纜插座(80)，一與所述纖維光纜插座光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)直透鏡(65)，以及位于所述準(zhǔn)直透鏡與所述平坦上表面之間的光束反射裝置(66)，用于光學(xué)對(duì)準(zhǔn)所述準(zhǔn)直透鏡與所述n個(gè)濾波器，由此所述纖維光纜引入的所述n個(gè)信道的光在所述光學(xué)塊的上表面上的所述反射涂層與所述n個(gè)濾波器系列之間被反射，且其中n個(gè)信道中的每一個(gè)通過(guò)所述濾波器的一個(gè)，并且通過(guò)所述n個(gè)透鏡表面的一個(gè)，其特征在于，所述透鏡表面為非球面的，其特征還在于所述模制的耦合組件具有一平坦上表面(61)，所述光學(xué)塊的所述平坦下表面裝在該平坦上表面(61)上，其中通過(guò)形成和連接預(yù)制的模制耦合組件和預(yù)制的光學(xué)塊實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的光耦合、透鏡和對(duì)準(zhǔn)，避免否則需要進(jìn)行制造后的對(duì)準(zhǔn)和光路的調(diào)節(jié)。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述模制的耦合組件具有整體模制在其下表面上的所述n個(gè)非球面透鏡表面。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述纖維光纜插座整體模制在所述模制的耦合組件中。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述準(zhǔn)直透鏡被整體模制在所述模制的耦合組件中。
19.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述n個(gè)濾波器包括n個(gè)分離的法布里—珀羅濾波器。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述模制的耦合組件還包括一形成在其上表面上的對(duì)準(zhǔn)槽，且其中所述n個(gè)分離的法布里—珀羅濾波器被粘接安裝在所述對(duì)準(zhǔn)槽中。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述模制的耦合組件還包括一垂直于所述對(duì)準(zhǔn)槽延伸的濾波器定位表面，所述濾波器定位表面形成一底座，與該底座靠近設(shè)置所述n個(gè)濾波器。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括多個(gè)形成在所述模制的耦合組件的所述上表面中的間隙切口，所述間隙切口橫向延伸至所述對(duì)準(zhǔn)槽，所述間隙切口適于接納粘合劑。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括折射率與所述模制的耦合組件相一致的粘合劑，所述粘合劑覆蓋所述模制的耦合組件的整個(gè)上表面、所述光學(xué)塊的整個(gè)下表面、所述濾波器的下表面，并且完全填充所述對(duì)準(zhǔn)槽與所述間隙切口。
24.如權(quán)利要求19，20，21，22或23任何之一所述的設(shè)備，其中所述纖維光纜插座和所述準(zhǔn)直透鏡整體模制在所述模制的耦合組件中，且其中所述模制的耦合組件具有整體模制在其下表面上的所述n個(gè)非球面透鏡，且其中通過(guò)將所述兩個(gè)預(yù)制的部件連接在一起實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的光耦合、透鏡和對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
提供了一種用于單?；蚨嗄９饫w通信系統(tǒng)的光學(xué)波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器。在它的最佳實(shí)施例中該裝置包括一預(yù)制的光學(xué)塊(20)，在其平坦的上表面(21)上有一反射涂層(85)，在其平坦的下表面(22)上設(shè)置有n個(gè)濾波器(40)。模制塑料耦合組件(60)具有一平坦上表面(61)，光學(xué)塊(20)和濾波器(40)粘接固定在該上表面(61)上，且此耦合組件(60)還包括一具有n個(gè)非球面透鏡(70)的下表面(62)。在最佳實(shí)施例中，與準(zhǔn)直透鏡(65)和光束反射器(66)一起，在耦合組件(60)中模制一纖維光纜插座(80)，使得當(dāng)元件被組裝時(shí)，光路被動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)，且不需要制造后的對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)或調(diào)諧。
文檔編號(hào)G02B6/36GK1790076SQ20051011369
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2000年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月2日
發(fā)明者埃里克·B·格蘭 申請(qǐng)人:布雷茲網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品公司