本公開涉及光學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光纖耦合裝置以及光纖耦合方法。

背景技術(shù)：

目前光學(xué)工程領(lǐng)域經(jīng)常遇到需要將兩個截面尺寸不匹配的光學(xué)元件進(jìn)行導(dǎo)通或耦接的情況，例如，光探測時需要將尺寸不匹配的發(fā)光元件和探測元件進(jìn)行耦接，以及光傳導(dǎo)過程中需要將截面尺寸不一致的上下級的導(dǎo)光元件進(jìn)行耦接。

目前常用的解決方式包括：利用光錐將兩個相互平行但大小不一的截面進(jìn)行耦合，但是這種方式成本高、截面變化少，應(yīng)用場合受限；利用多根光纖、或者其他導(dǎo)光元件，對每個傳導(dǎo)路徑進(jìn)行耦合，這種方式操作復(fù)雜，尤其是在有大量像素點時，整個機(jī)構(gòu)會變得復(fù)雜、龐大。

因此，需要提供一種能夠方便地連接尺寸不同、角度不同的兩個光學(xué)元件截面，并且操作簡單、制造成本低的光學(xué)器件。

需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的在于提供一種光纖耦合裝置及光纖耦合方法，進(jìn)而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個或者多個問題。

根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種光纖耦合裝置，包括：

第一耦合板，設(shè)有用于供光纖通過的第一通孔；

第二耦合板，設(shè)有供所述光纖通過的第二通孔且一第一光學(xué)器件和一第二光學(xué)器件借由穿過所述第一通孔和第二通孔的光纖耦接；以及

支架，用于連接并固定所述第一耦合板和所述第二耦合板；

其中，所述第一耦合板與所述第一光學(xué)器件的耦接面適配，所述第二耦合板與所述第二光學(xué)器件的耦接面適配。

在本公開的一種示例性實施例中，所述第一通孔和所述第二通孔以一對一的方式或一對多的方式設(shè)置。

在本公開的一種示例性實施例中，所述第一通孔的分布、大小以及數(shù)量中的一種或多種是根據(jù)所述第一光學(xué)器件設(shè)置；及/或

所述第二通孔的分布、大小以及數(shù)量中的一種或多種是根據(jù)所述第二光學(xué)器件設(shè)置。

在本公開的一種示例性實施例中，所述支架的形狀是根據(jù)所述第一光學(xué)器件的耦接面與所述第二光學(xué)器件的耦接面之間的角度設(shè)置。

在本公開的一種示例性實施例中，所述第一耦合板內(nèi)的孔之間的間距為5mm或6mm，所述第二耦合板內(nèi)的孔之間的間距為3mm或3.5mm。

在本公開的一種示例性實施例中，所述光纖為單根光纖或多根光纖。

在本公開的一種示例性實施例中，其特征在于，所述第一耦合板與所述光纖之間的縫隙和所述第二耦合板與所述光纖之間的縫隙中填充有灌封膠。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種光纖耦合方法，包括：

提供一第一耦合板，所述第一耦合板與一第一待耦接光學(xué)器件的耦接面適配且設(shè)有用于供光纖通過的第一通孔；

提供一第二耦合板，所述第二耦合板與一第二待耦接光學(xué)器件的耦接面適配且設(shè)有用于供所述光纖通過的第二通孔；

將光纖以對應(yīng)方式按順序穿入所述第一耦合板的第一通孔中和所述第二耦合板的第二通孔中；以及

通過一支架連接并固定所述第一耦合板和所述第二耦合板。

在本公開的一種示例性實施例中，所述光纖耦合方法還包括：

利用填充物填充所述第一耦合板與所述光纖之間的縫隙和所述第二耦合板與所述光纖之間的縫隙。

在本公開的一種示例性實施例中，所述光纖耦合方法還包括：

對所述填充物、所述光纖以及所述第一耦合板構(gòu)成的截面進(jìn)行整體拋光；以及

對所述填充物、所述光纖以及所述第二耦合板構(gòu)成的截面進(jìn)行整體拋光。

在本公開的一種示例性實施例中，所述光纖耦合方法還包括：

根據(jù)所述第一待耦接光學(xué)器件設(shè)置所述第一通孔的分布、大小以及數(shù)量中的一種或多種；及/或

根據(jù)所述第二待耦接光學(xué)器件設(shè)置所述第二通孔的分布、大小、以及數(shù)量中的一種或多種。

在本公開的一種示例性實施例中，所述光纖耦合方法還包括：

根據(jù)所述第一光學(xué)器件的耦接面與所述第二光學(xué)器件的耦接面之間的角度來改變所述支架的形狀。

根據(jù)本公開的再一方面，提供了一種光學(xué)傳輸系統(tǒng)，包括前述的光纖耦合裝置。

在本公開的一種示例性實施例中，所述第一光學(xué)器件為光源裝置，以及所述第二光學(xué)器件為顯示面板。

在本公開的一種示例性實施例中，所述第一光學(xué)器件為閃爍晶體，以及所述第二光學(xué)器件為光電倍增管。

根據(jù)本公開的示例實施例的光纖耦合裝置及光纖耦合方法，根據(jù)待耦接的兩個光學(xué)器件的尺寸提供第一耦合板和第二耦合板，根據(jù)待耦接的兩個光學(xué)器件的耦接面之間的角度提供支架，將多根光纖穿過耦合板組成整體的耦合面。一方面，根據(jù)待耦接的兩個光學(xué)器件的尺寸提供第一耦合板和第二耦合板，能夠方便地連接兩個尺寸不同的光學(xué)器件；另一方面，根據(jù)待耦接的兩個光學(xué)器件的耦接面之間的角度提供支架，能夠方便地連接兩個角度不同的光學(xué)器件；再一方面，將多根光纖穿過耦合板組成整體的耦合面，使操作更簡便，并且避免了多根光纖分別耦合造成的系統(tǒng)復(fù)雜，從而降低了制造成本。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實施例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了根據(jù)本公開一示例性實施例的第一光纖耦合裝置的示意圖；

圖2示出了根據(jù)圖1所示的第一光纖耦合裝置的剖面圖；

圖3示出了根據(jù)本公開一示例性實施例的光纖耦合方法的工藝流程圖；

圖4示出了根據(jù)本公開一示例性實施例的第二光纖耦合裝置的剖面圖；以及

圖5示出了根據(jù)本公開一示例性實施例的第三光纖耦合裝置的剖面圖。

圖中：1、支架；2、前耦合板；3、后耦合板；4、前封膠；5、后封膠；6、光纖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施例。然而，示例實施例能夠以多種形式實施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的范例；相反，提供這些實施例使得本公開將更加全面和完整，并將示例實施例的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施例中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對本公開的實施例的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以實踐本公開的技術(shù)方案而省略所述特定細(xì)節(jié)中的一個或更多，或者可以采用其它的方法、組元、裝置、步驟等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知技術(shù)方案以避免使本公開的各方面變得模糊。

此外，附圖僅為本公開的示意性圖解，并非一定是按比例繪制。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部分，因而將省略對它們的重復(fù)描述。

本示例實施例中，首先提供了一種光纖耦合裝置。參照圖1所示，該光纖耦合裝置包括：第一耦合板2，設(shè)有用于供光纖6通過的第一通孔；第二耦合板3，設(shè)有供所述光纖6通過的第二通孔且一第一光學(xué)器件和一第二光學(xué)器件借由穿過所述第一通孔和第二通孔的光纖6耦接；以及支架1，用于連接并固定所述第一耦合板2和所述第二耦合板3；其中，所述第一耦合板2與所述第一光學(xué)器件的耦接面適配，所述第二耦合板3與所述第二光學(xué)器件的耦接面適配。

本示例實施例提供的光纖耦合裝置，一方面，根據(jù)待耦接的兩個光學(xué)器件的尺寸提供第一耦合板和第二耦合板，能夠方便地連接兩個尺寸不同的光學(xué)器件；另一方面，根據(jù)待耦接的兩個光學(xué)器件的耦接面之間的角度提供支架，能夠方便地連接兩個角度不同的光學(xué)器件；再一方面，將多根光纖穿過耦合板組成整體的耦合面，使操作更簡便，并且避免了多根光纖分別耦合造成的系統(tǒng)復(fù)雜，從而降低了制造成本。

下面，將對本示例實施例中的光纖耦合裝置的各部分進(jìn)行更詳細(xì)的說明。

如圖1和圖2所示，該光纖耦合裝置可以包括：支架1、前耦合板2、后耦合板3、光纖6、前封膠4、后封膠5六部分。

在本示例實施例中，支架1、前耦合板2、后耦合板3可以通過機(jī)械螺釘緊固在一起，形成整個器件的支架，但是本公開的示例實施例中還可以采用其他方式將支架1、前耦合板2、后耦合板3固定在一起，例如通過膠水或焊接固定支架1、前耦合板2、后耦合板3，本示例實施例中對此不作特殊限定。

在本示例性實施例中，前耦合板2、后耦合板3上面設(shè)計有供光纖通過的通孔。根據(jù)光傳輸?shù)男枰@些通孔可以以一對一的方式或一對多的方式設(shè)置。例如，圖2和圖4示出了以一對一方式設(shè)置的通孔，圖5示出了以一對多方式設(shè)置的通孔。而且，可以根據(jù)光傳輸過程的實際需要設(shè)置這些通孔的大小，例如根據(jù)前耦合板2和后耦合板3分別耦接的光學(xué)器件來設(shè)置通孔的大小。

此外，當(dāng)耦合板2和耦合板3分別耦接的光學(xué)器件確定之后，可以根據(jù)前后級光學(xué)器件的尺寸和實際位置確定通孔之間的間距。如圖2所示，前耦合板通孔之間的間距為5mm，后耦合板通孔之間的間距為3mm，可以實現(xiàn)5*5mm的發(fā)光元件和3*3mm的探測元件的光路導(dǎo)通。

在本示例實施例中，前后耦合板對應(yīng)的通孔之間填充光纖6，光纖6可以是單根光纖，也可以是多根細(xì)光纖的組合。每根光纖傳遞一路光信息，圖2所示光纖耦合裝置可以耦合81路光纖。

在本示例實施例中，為了連接兩個角度不同的光學(xué)器件，可以根據(jù)與前耦合板2耦接的光學(xué)器件的耦接面和與后耦合板3耦接的光學(xué)器件的耦接面之間的角度設(shè)置支架的形狀。通過改變中間支架的形狀就可以改變整個裝置的形狀，從而擴(kuò)寬光纖耦合裝置的適用場合。

在本示例實施例中，前耦合板2的截面形狀和后耦合板3的截面形狀可以根據(jù)待耦接的前后級光學(xué)器件來確定。例如，當(dāng)待耦接的前后級光學(xué)器件的截面形狀都為矩形時，前耦合板2的截面形狀和后耦合板3的截面形狀也都為矩形，但是，本公開的其他示例性例中的前耦合板2的截面形狀和后耦合板3的截面形狀還可以根據(jù)情況為圓形或橢圓形等，本示例實施例中對此不作特殊限定。

此外，在本示例實施例中，還提供了一種光纖耦合方法，如圖3所示，該光纖耦合方法包括：

步驟310.提供一第一耦合板，所述第一耦合板與一第一待耦接光學(xué)器件的耦接面適配且設(shè)有用于供光纖通過的第一通孔；

步驟320.提供一第二耦合板，所述第二耦合板與一第二待耦接光學(xué)器件的耦接面適配且設(shè)有用于供所述光纖通過的第二通孔；

步驟330.將光纖以對應(yīng)方式按順序穿入所述第一耦合板的第一通孔中和所述第二耦合板的第二通孔中；以及

步驟340.通過一支架連接并固定所述第一耦合板和所述第二耦合板。

在本示例性實施例中，為了固定光纖6和前后耦合板，該光纖耦合方法還可以包括：利用填充物填充所述第一耦合板與所述光纖之間的縫隙和所述第二耦合板與所述光纖之間的縫隙。在本示例實施例中，所述填充物可以為環(huán)氧樹脂灌封膠或硅橡膠灌封膠，但是在本公開的其他示例實施例中所述填充物可以是其他類型的灌封膠如聚氨酯灌封膠等，這也屬于本公開的保護(hù)范圍。

在本示例性實施例中，為了使構(gòu)成的光纖耦合裝置更好地耦接前后光學(xué)器件，該光纖耦合方法還可以包括：對所述填充物、所述光纖以及所述第一耦合板構(gòu)成的截面進(jìn)行整體拋光；以及對所述填充物、所述光纖以及所述第二耦合板構(gòu)成的截面進(jìn)行整體拋光。

在本示例性實施例中，在填充物凝固后對填充物、光纖以及第一耦合板構(gòu)成的截面進(jìn)行整體拋光，從而形成如圖2所示的前封膠4結(jié)構(gòu)。拋光后的前耦合板作為整體和上一級的發(fā)光元件或者傳導(dǎo)元件進(jìn)行耦合。后封膠5的結(jié)構(gòu)和前封膠4一致，對填充物、光纖以及第二耦合板構(gòu)成的截面進(jìn)行整體拋光后和后一級的傳導(dǎo)器件或者感光元件進(jìn)行耦合。

在本示例性實施例中，為了能夠應(yīng)用于更多的場合，所述光纖耦合方法還可以包括：根據(jù)所述第一待耦接光學(xué)器件設(shè)置所述第一通孔的分布、大小以及數(shù)量中的一種或多種；及/或根據(jù)所述第二待耦接光學(xué)器件設(shè)置所述第二通孔的分布、大小、以及數(shù)量中的一種或多種。

進(jìn)一步地，在第一光學(xué)器件和第二光學(xué)器件的耦接面尺寸保持不變的情況下，還可能出現(xiàn)兩個耦接面的角度發(fā)生改變的情況，因此，所述光纖耦合方法還可以包括：根據(jù)所述第一光學(xué)器件的耦接面與所述第二光學(xué)器件的耦接面之間的角度來改變所述支架的形狀。

在本示例性實施例中，中間支架1用來連接前后耦合板，同時用來保證前后耦合板的相對位置及角度。在使用該光纖耦合方法構(gòu)成光纖耦合裝置時，通過改變中間支架的形狀以及前后耦合板即可改變整個器件的形狀，從而擴(kuò)寬光纖耦合裝置的適用場合。

圖4示出了改變了支架形狀和兩個耦合板中的通孔分布的示例光纖耦合裝置的剖面圖，前后耦合板成90度布置，前后耦合板通孔間距也發(fā)生了變化。圖5示出了改變了支架形狀和一個耦合板中的通孔分布的示例光纖耦合裝置的剖面圖。因此，在整體結(jié)構(gòu)不變的情況下，改變前后耦合板形狀、前后耦合板的相對位置角度、光纖數(shù)目等參數(shù)即可產(chǎn)生一種新的形式，這些變化的形式也在本公開的保護(hù)范圍內(nèi)。

此外，通過該光纖耦合方法制作完成后的光纖耦合裝置具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，方便與其他器件的連接、固定。

進(jìn)一步地，本公開還提供了一種光學(xué)傳輸系統(tǒng)，該光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括上述的光纖耦合裝置。該光學(xué)傳輸系統(tǒng)可以應(yīng)用于光探測領(lǐng)域，在這種情況下，該光學(xué)傳輸系統(tǒng)還可以包括發(fā)光元件(閃爍晶體)和探測元件(光電倍增管)。此外，該光學(xué)傳輸系統(tǒng)還可以應(yīng)用于顯示領(lǐng)域，在這種情況下，該光學(xué)傳輸系統(tǒng)還可以包括顯示光源和顯示面板。除了應(yīng)用于光探測領(lǐng)域或顯示領(lǐng)域之外，該光學(xué)傳輸系統(tǒng)還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域如光傳導(dǎo)領(lǐng)域等，這也屬于本公開的保護(hù)范圍。由于本示例實施方式中的光學(xué)傳輸系統(tǒng)采用了上述光纖耦合裝置，因此至少具有與上述光纖耦合裝置相應(yīng)的全部優(yōu)點。

本公開的權(quán)利要求書中，用語“一”、“該”和“所述”用以表示存在一個或多個要素/組成部分/等；用語“包含”和“包括”用以表示開放式的包括在內(nèi)的意思并且是指除了列出的要素/組成部分/等之外還可存在另外的要素/組成部分/等。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其它實施例。本申請旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本公開的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。