專利名稱：光路模組及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光路模組，尤其是涉及帶有準(zhǔn)直儀并用于光通訊的光路模組及其組裝方法。
在上述現(xiàn)有的光路模組中，入射光線由兩條光纖之一發(fā)出，經(jīng)過透鏡后轉(zhuǎn)換成平行光。此平行光再通過濾光器，被濾光器反射回來后進(jìn)入另外一條光纖。在上述現(xiàn)有光路模組中，在調(diào)整第一透鏡座和投影部件的同時，調(diào)整套筒和第一透鏡座，使得入射光線剛好能從一條光纖被耦合至另一條光纖。
然而，上述現(xiàn)有光路模組包括了太多元件，必然會相應(yīng)地增加整個模組的體積和成本；并且，許多元件需要用粘合或焊接的方法來固定，使得組裝起來也很麻煩；此外，其中的光學(xué)器件濾光器因不在透鏡的焦點處，致使耦合損耗很大。
在美國專利No.5,555,330中公開了另一種帶準(zhǔn)直儀的現(xiàn)有光路模組，它包括一個玻璃毛細(xì)管、透鏡和濾光器。玻璃毛細(xì)管用來包裹兩條光纖。透鏡的一個端面與玻璃毛細(xì)管的端面用熱固性樹脂相固定，另一端面與濾光器相固定。
由于包裹兩條光纖的玻璃毛細(xì)管是用熱固性樹脂粘合劑粘到透鏡的端面的，這樣，粘合劑就有可能進(jìn)入玻璃毛細(xì)管與透鏡之間的光通路，而操作者在把毛細(xì)管固定到透鏡上時，需要小心翼翼地防止這種情況的出現(xiàn)。這使得用粘合劑固定元件的過程變得復(fù)雜；而且，粘合劑的可靠性也不高。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的光路模組包括光信號發(fā)射裝置，用來發(fā)射光信號；第一套筒，其包括第一端面；光學(xué)器件，包括一個反光面，此反光面緊貼著套筒的第一端面；第一透鏡，其位于光信號發(fā)射裝置和光學(xué)器件之間，其中，第一透鏡將從光信號發(fā)射裝置發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光信號，并將準(zhǔn)直光信號發(fā)射至光學(xué)旗艦，其中光學(xué)器件利用反光面將準(zhǔn)直光信號反射，第一透鏡會聚反射的準(zhǔn)直光信號并生成會聚的光信號；以及光信號接收裝置，用來接收上述會聚光信號，其中，第一透鏡被固定在第一套筒內(nèi)，使得透鏡的焦點位于光學(xué)器件的反光面上，并且光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置被固定在第一套筒內(nèi)，以使會聚的光信號耦合到光信號接收裝置。
本發(fā)明同時也提供一種組裝光路模組的方法。該光路模組包括光信號發(fā)射裝置；套筒；光學(xué)器件；透鏡；和光信號接收裝置，其中，光信號發(fā)射裝置發(fā)射光信號，套筒具有第一端面，光學(xué)器件具有反光面，并且反光面緊貼套筒的第一端面，透鏡位于光信號發(fā)射裝置和光學(xué)器件之間，透鏡將從光信號發(fā)射裝置發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光信號，并將準(zhǔn)直光信號發(fā)射到光學(xué)器件，光學(xué)器件利用反光面反射準(zhǔn)直光信號，透鏡將反射的準(zhǔn)直光信號會聚并生成一個會聚光信號，光信號接收裝置接收上述會聚光信號。組裝方法包括以下步驟在套筒中固定透鏡，使其焦點位于套筒的第一端面上；沿著透鏡的主軸調(diào)整光學(xué)器件的傾角，使得光信號接收裝置接收到的會聚光強(qiáng)度達(dá)到最大；沿著透鏡的主軸調(diào)整光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置的位置；和把光學(xué)器件固定在套筒的第一端面上并在套筒中固定光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置。
本發(fā)明還進(jìn)一步提供了另外一種組裝光路模組的方法。該光路模組包括光信號發(fā)射裝置；套筒；光學(xué)器件；透鏡；和光信號接收裝置，其中，光信號發(fā)射裝置發(fā)射光信號，套筒具有第一端面，光學(xué)器件具有反光面，并且反光面緊貼套筒的第一端面，透鏡位于光信號發(fā)射裝置和光學(xué)器件之間，透鏡將從光信號發(fā)射裝置發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光信號，并將準(zhǔn)直光信號發(fā)射到光學(xué)器件，光學(xué)器件利用反光面反射準(zhǔn)直光信號，透鏡將反射的準(zhǔn)直光信號會聚并生成一個會聚光信號，光信號接收裝置接收上述會聚光信號。組裝方法包括以下步驟把光學(xué)器件與套筒固定在一起，光學(xué)器件的反光面要緊貼著套筒的第一端面；在套筒中固定透鏡，使其焦點位于套筒的第一端面上；沿著透鏡的主軸調(diào)整光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置的位置及其與透鏡的主軸所成的傾角，使得光信號接收裝置接收到的會聚光信號強(qiáng)度達(dá)到最大；和在套筒中固定光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置。
本發(fā)明還有其它的目的和優(yōu)點。配合附圖參考下文對于優(yōu)選實施例的說明，方可使之變得一目了然。
毛細(xì)管24用于包裹輸入光纖22和輸出光纖23。透鏡26被安放在毛細(xì)管24和光學(xué)器件25之間，它從輸入光纖22處接收光信號并對其進(jìn)行平行校準(zhǔn)。準(zhǔn)直光信號再進(jìn)入光學(xué)器件25。在第一實施例中，透鏡26是一個漸變指數(shù)桿形(gradient index rod)透鏡，但透鏡的形狀不僅限于桿形。
輸入光纖22的入口端接收來自別的光學(xué)元件(圖中未畫出)的光信號(入射光)，然后把入射光傳輸至發(fā)射端，發(fā)射到透鏡26處。
輸出光纖23接收會聚光信號。輸入光信號被光學(xué)器件25的反光面反射后被透鏡26會聚，此會聚光信號(反射光)進(jìn)入輸出光纖23的入口端，經(jīng)輸出光纖23傳輸?shù)狡浒l(fā)射端，然后傳輸?shù)絼e的光學(xué)元件。輸出光纖23用作檢測光信號的工具。
各種濾光器、部份反射鏡或全反射鏡可以用作光學(xué)器件25，但在此實施例中，光學(xué)器件是一個濾光器，被固定在套筒(第一套筒)27的第一端面27a處。套筒27的形狀通常是圓筒形的。
透鏡26被固定在套筒27內(nèi)預(yù)先確定的一個位置上，使得其焦點位于光學(xué)器件25的反光面25a上。在實施例中，距離d1(如圖3A所示，即透鏡26的第二端面26b與其焦點之間的距離)約0.25毫米左右。第一實施例中的光學(xué)器件25的反光面25a是其前表面，但亦可用其后表面來充當(dāng)反光面。
毛細(xì)管24被固定在套筒27內(nèi)部，以使會聚光信號被耦合至輸出光纖23。
在第一實施例中，毛細(xì)管24用來包裹輸入光纖22和輸出光纖23，使輸入光纖22內(nèi)核的中心點C1和輸出光纖23內(nèi)核的中心點C2關(guān)于毛細(xì)管24的中心點C對稱，并且兩條光纖相互平行，如圖2所示。
在圖3A中，朝向毛細(xì)管24的透鏡26的第一端面26a是傾斜的，為的是減少返回到輸入光纖22的光。傾斜端面26a的優(yōu)選傾角是與垂直于主軸28的平面成8°角，而朝向光學(xué)器件25的第二端面26b是與透鏡26的主軸28垂直的平面。
毛細(xì)管24的端面24a朝向透鏡26，并與透鏡26的第一端面26a平行。輸入光纖22的發(fā)射端和輸出光纖23的入口端在毛細(xì)管24的端面24a處露出，毛細(xì)管24的端面24a與透鏡26的第一端面26a之間的距離等于透鏡26的焦距。所以，沿著透鏡主軸28的距離Z1比1/4光波長稍短。
下面說明光路模組21的組裝步驟。它依次包括以下(A)、(B)和(C)(A)透鏡26固定在套筒27內(nèi)，透鏡的焦點位于套筒27的第一端面27a上，如圖3A所示。
(B)透鏡26固定好后，把毛細(xì)管24插入套筒27里，再調(diào)整光學(xué)器件25與透鏡26的主軸28所成的傾角和毛細(xì)管24在沿主軸28方向上的位置，使得從輸出光纖23的發(fā)射端發(fā)出的光信號強(qiáng)度達(dá)到最大。
(C)調(diào)整好光學(xué)器件25和毛細(xì)管24后，把光學(xué)器件25固定在套筒27的第一端面27a處，并把毛細(xì)管24固定在套筒27內(nèi)。
在步驟(A)中，當(dāng)透鏡26在套筒27內(nèi)被固定好后，透鏡26的第二端面26b與套筒27的第一端面27a之間的距離d1要等于透鏡26的焦距。
在步驟(B)中，光信號從輸出光纖23的發(fā)射端發(fā)出，然后被光檢測器接收，如光敏二極管(未示出)。由于光檢測器的輸出要被監(jiān)視，故需要把光學(xué)器件25和毛細(xì)管24的方位調(diào)整到使此輸出達(dá)到最大。在調(diào)整光學(xué)器件25的傾角時，用一個固定裝置(圖中未畫出)固定光學(xué)器件25和毛細(xì)管24的位置。最后它與X軸和Y軸所成的傾角如圖3B所示。
在步驟(C)中，在把光學(xué)器件25固定在套筒27的第一端面27a處之前，先要在結(jié)合處涂一層紫外線固化樹脂，并曝光。在把毛細(xì)管24固定在套筒27內(nèi)之前，也要先在毛細(xì)管24的圓筒形側(cè)面外涂一層紫外線固化樹脂，并曝光。
按照第一實施例而組裝的光路模組21具有以下優(yōu)點(1)包裹輸入光纖22和輸出光纖23的毛細(xì)管24、透鏡26和光學(xué)器件25都被固定在同一個套筒27上，減少了部件的數(shù)量，亦相應(yīng)地減小了整個模組的體積。
(2)毛細(xì)管24和透鏡26都按相對于同一套筒27內(nèi)的光學(xué)器件25的反光面25a放置，使得光學(xué)器件處在相對于毛細(xì)管24和透鏡26的最佳位置上；而當(dāng)光信號被光學(xué)器件25反射并被透鏡26會聚后，即可按最適宜的方式進(jìn)入輸出光纖23，因此，減少了在輸入光纖22和輸出光纖23之間的耦合損耗，減小了插入損耗。
(3)粘合劑既不進(jìn)入透鏡26與感光元件25之間的光通路，也不進(jìn)入透鏡26與毛細(xì)管24之間的光通路。因而在固定組件時，不必顧慮粘合劑是否會進(jìn)入光通路。
(4)當(dāng)透鏡26在套筒27內(nèi)被固定好后，透鏡26的第二端面26b與套筒27的第一端面27a之間的距離d1等于透鏡26的焦距。這樣，當(dāng)光學(xué)器件25的反光面25a緊貼著套筒27的第一端面27a時，透鏡26的焦點就位于反光面25a上；而當(dāng)調(diào)整光學(xué)器件25與透鏡26的主軸28所成的傾角時，透鏡26的焦點總是位于感光元件25的反光面25a上。因此，光路模組的性能可靠，且易于調(diào)整。
(5)毛細(xì)管24的端面24a是傾斜的，可以減少重返輸入光纖22的光線。
(6)若將此光路模組用于雙光纖準(zhǔn)直儀(帶兩條光纖的準(zhǔn)直儀)，可減小其體積，從而減少其插入損耗和成本，且各元件易于用粘合劑固定?！驳诙嵤├诚旅胬脠D4A和圖4B來說明按照本發(fā)明第二實施例的光路模組及其組裝方法。
如圖4B所示，在第二實施例中，毛細(xì)管24S(第一毛細(xì)管24S)的外徑要小于套筒27的內(nèi)徑，因而在毛細(xì)管24S的外壁和套筒27的內(nèi)壁之間形成了空隙(對準(zhǔn)公差)，可以在套筒27內(nèi)調(diào)整毛細(xì)管24S在沿主軸28方向上的位置及其與主軸28所成的傾角。調(diào)整好毛細(xì)管24S的位置和傾角以后，用軟管30把它固定在套筒27的第二端面27b上。
下面說明按照第二實施例的光路模組21的組裝步驟。它依次包括以下(A)、(B)和(C)(A)把光學(xué)器件25的反光面25a緊貼在套筒27的第一端面27a上加以固定。透鏡26固定在套筒27內(nèi)，透鏡26的焦點位于套筒27的第一端面27a上(如圖4A所示)。
(B)調(diào)整毛細(xì)管24S在沿主軸28方向上的位置和毛細(xì)管24S與主軸28所成的傾角，使得從輸出光纖23的發(fā)射端發(fā)出的光信號強(qiáng)度達(dá)到最大。
(C)調(diào)整好毛細(xì)管24S以后，用軟管30把它固定在套筒27的第二端面27b上。軟管30的內(nèi)徑基本上等于毛細(xì)管24S的外徑。
在步驟(C)中，預(yù)先要在軟管30的內(nèi)壁和軟管30與套筒27相接觸的端面上涂一層粘合劑，譬如紫外線固化樹脂。當(dāng)粘合劑曝光時，把軟管30與套筒27固定在一起。
按照第二實施例的光路模組21除了具有第一實施例的光路模組的所有優(yōu)點外，還具有以下優(yōu)點可以預(yù)先把光學(xué)器件25和透鏡26與套筒27固定在一起?！驳谌龑嵤├?圖5是按照本發(fā)明的第三實施例的光路模組41的縱剖視示意圖。第三實施例的光路模組41除了包括按照第一實施例的光路模組21以外，還包括一個準(zhǔn)直儀40，它帶有一條光纖(以下稱作單光纖準(zhǔn)直儀)。單光纖準(zhǔn)直儀40與光路模組21固定在一起，以接收從光學(xué)器件25傳輸來的光線。
單光纖準(zhǔn)直儀40包括第二透鏡42；傳輸光纖43；第二毛細(xì)管44；和第二套筒45。第二透鏡42會聚從光路模組21的毛細(xì)管24和透鏡26傳輸來并進(jìn)入光學(xué)器件25的入射光。第二毛細(xì)管44用來包裹傳輸光纖43。第二透鏡42和第二毛細(xì)管44都處于第二套筒45內(nèi)部。
在所有進(jìn)入光學(xué)器件25的光信號(譬如，光信號由波長為從λ1到λn的光分量組成)中，光學(xué)器件25把波長為λ1的光分量反射回去，而傳輸其余的光分量。
下面說明光路模組41中單光纖準(zhǔn)直儀40的組裝步驟。它包括依次以下(A)、(B)和(C)步驟(A)將第二透鏡42固定在第二套筒45內(nèi)。
(B)固定好第二透鏡42以后，調(diào)整第二毛細(xì)管44在沿主軸28A方向上的位置及其與光路模組21的主軸28所成的傾角，使得從傳輸光纖43的發(fā)射端發(fā)出的光信號強(qiáng)度達(dá)到最大。
(C)調(diào)整好第二透鏡42的位置和傾角后，把第二毛細(xì)管44固定在第二套筒45中。而且，第二套筒45的一個端面要與光學(xué)器件25的傳輸光發(fā)射表面25b固定在一起。在這種狀態(tài)中，第二套筒45亦可通過別的預(yù)先指定的元件(圖中未畫出)與光路模組21固定在一起。
第二套筒45是用一種諸如紫外線固化樹脂之類的粘合劑與光路模組21相固定的，將粘合劑預(yù)先涂在套筒45的結(jié)合部，再將粘合劑曝光。
按照第三實施例的光路模組41除了具有第一實施例的光路模組的所有優(yōu)點外，還具有以下優(yōu)點
具有附加功能的光路模組41易于構(gòu)建，只需把單光纖準(zhǔn)直儀40與光路模組21固定在一起就行了?！驳谒膶嵤├硤D6是按照本發(fā)明的第四實施例的光路模組21A的縱剖視示意圖。按照第四實施例的光路模組21A除了包括

圖1中的第一實施例中的毛細(xì)管24以外，還包括毛細(xì)管24A(第一毛細(xì)管24A)，用來包裹第一、第二輸入光纖51、52和第一、第二輸出光纖53、54。此外，第一光學(xué)器件25上還附帶了第二光學(xué)器件55。
當(dāng)波長為從λ1到λn的復(fù)合光信號到達(dá)第一光學(xué)器件25時，第一光學(xué)器件25反射特定波長(譬如，波長為λ1)的光。例如，第一光學(xué)器件25反射波長為λ1的光信號。從第一光學(xué)器件25傳輸來的波長為從λ2到λn的復(fù)合光信號到達(dá)第二光學(xué)器件55時，第二光學(xué)器件25又反射另一特定波長(譬如，波長為λ2)的光。例如，第二光學(xué)器件55反射波長為λ2的光信號?？梢?，使用兩種光學(xué)器件25和55能夠把特定波長(如λ1和λ2)的光信號從復(fù)合光信號中分離出來，然后分別提取被分離的波長為λ1和λ2的光信號。
第一輸入光纖51和第一輸出光纖53用來收發(fā)第一種光信號(波長為λ1)，第二輸入光纖52和第二輸出光纖54用來收發(fā)第二種光信號(波長為λ2)。如圖7所示，毛細(xì)管24A的中心有一個包裹光纖的方孔56，第一、二條輸入光纖51、52和第一、二條輸出光纖53、54就被包裹在此方孔56中，它們關(guān)于孔心C對稱排列。
在光路模組21A中，復(fù)合光信號依次通過了第一、二條輸入光纖51、52，透鏡26，然后到達(dá)第一光學(xué)器件25，第一光學(xué)器件25把波長為λ1的光信號反射回去。被反射的光信號就通過透鏡26進(jìn)入第一輸出光纖53。而波長為從λ2到λn的復(fù)合光信號透過光學(xué)器件25以后，波長為λ2的光信號又被第二光學(xué)器件55反射回去。于是，波長為λ2的光信號再次通過第一光學(xué)器件25傳輸，透過透鏡26，提供到輸出光纖54。
按照第四實施例的光路模組21A除了具有第一實施例的光路模組的所有優(yōu)點外，還具有以下優(yōu)點若把光路模組21A用于包括第一、第二輸入光纖51、52和第一、第二輸出光纖53、54的四光纖準(zhǔn)直儀上，則可縮小四光纖準(zhǔn)直儀的體積，從而減少成本和插入損耗，并易于用粘合劑組裝。
在第四實施例中，在把第二光學(xué)器件55固定在第一光學(xué)器件25上之前，先要調(diào)整毛細(xì)管24A的位置、傾角及第二光學(xué)器件55的傾角，使得波長為λ1的光信號進(jìn)入光纖53，而波長為λ2的光信號則進(jìn)入光纖54?！驳谖鍖嵤├硤D8是按照本發(fā)明的第五實施例的光路模組21B的縱剖視示意圖。
如圖9所示，按照第五實施例的光路模組21B包括輸入波導(dǎo)60；輸出波導(dǎo)61；和用來形成波導(dǎo)60、61的波導(dǎo)襯底62，它取代了第一實施例中(如圖1所示)的毛細(xì)管24。
把波導(dǎo)襯底62固定在套筒27中，使得被光學(xué)器件25反射后又被透鏡26會聚的光信號能以最適宜的方式進(jìn)入輸出波導(dǎo)。也就是說，在第五實施例的光路模組21B中，通過輸入波導(dǎo)60進(jìn)入透鏡26的光信號被透鏡26轉(zhuǎn)換成平行光，平行光然后再被光學(xué)器件25反射，然后，再被透鏡26會聚。此會聚光信號進(jìn)入輸出波導(dǎo)61，在其中傳輸。被反射回去的平行光又會被發(fā)射到別的光學(xué)元件(圖中未畫出)處。
波導(dǎo)襯底62是一個平板形的元件，其表面設(shè)有波導(dǎo)60、61。波導(dǎo)襯底的側(cè)面62a和62b是弧形的，配合套筒27的圓筒形內(nèi)表面以安裝在其內(nèi)部。
按照第五實施例的光路模組21B除了具有第一實施例的光路模組的所有優(yōu)點外，還具有以下優(yōu)點波導(dǎo)襯底62的側(cè)面62a、62b被做成弧形以配合到套筒27的圓筒形內(nèi)表面。因此，當(dāng)把波導(dǎo)襯底62插入到套筒27中并用粘合劑固定好側(cè)面62a、62b以后，波導(dǎo)襯底62就被可靠地固定在套筒27中了。
在第五實施例中，亦可不用平板狀的波導(dǎo)襯底，而代之以如圖10所示的側(cè)面為半圓的半圓筒形波導(dǎo)襯底，配合套筒27的圓筒形內(nèi)表面使用?！驳诹鶎嵤├硤D11是按照本發(fā)明的第六實施例的光路模組21C的縱剖視示意圖。按照第六實施例的光路模組21C包括光發(fā)射器件70；光檢測器71；和取代了第一實施例中的毛細(xì)管24的底板元件72。光發(fā)射器件70和光檢測器71都被做成薄片形的元件。光發(fā)射器件70可以是發(fā)光二極管，光檢測器71可以是光敏二極管。
底板元件72呈平板形，其上封裝了光發(fā)射器件70和光檢測器71。底板元件72的側(cè)面72a和72b是弧形的，配合套筒27的圓筒形內(nèi)表面以安裝在其內(nèi)部。
把底板元件72固定在套筒27中，使得被光學(xué)器件25反射后又被透鏡26會聚的光信號能以最適宜的方式被光檢測器71接收。因此，在按照第六實施例的光路模組21C中，入射光由光發(fā)射器件70發(fā)出，進(jìn)入透鏡26后被透鏡26轉(zhuǎn)換成平行光，然后被光學(xué)器件25反射回去后再被透鏡26會聚。此會聚光信號進(jìn)入光檢測器71，光檢測器71能根據(jù)接收到的會聚光信號的強(qiáng)度產(chǎn)生一個電信號，由導(dǎo)線73將其輸出。
第六實施例的光路模組21C具有以下優(yōu)點底板元件72的側(cè)面72a、72b被做成弧形以配合套筒27的圓筒形內(nèi)表面。因此，當(dāng)把底板元件72插入到套筒27中并用粘合劑固定好側(cè)面72a、72b以后，底板元件72就被可靠地固定在套筒27中了。
本發(fā)明還可以有很多不背離本發(fā)明的精神和范圍的其它具體實施例，這一點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，應(yīng)該是顯而易見的；尤其還需要理解本發(fā)明的以下實施例。
在第一實施例中，優(yōu)選是精確地制造毛細(xì)管24和套筒27，使得當(dāng)毛細(xì)管24插入套筒27中以后，毛細(xì)管24的中心軸C位于主軸28上，并且光纖22、23內(nèi)核的中心軸C1、C2平行于主軸28。在這種情況下，勿需再在第一實施例的步驟(B)里調(diào)整毛細(xì)管24的傾角，而只需調(diào)整毛細(xì)管24在沿主軸28方向上的位置就行了。這就有利于光路模組21的對準(zhǔn)。
在第二實施例中，亦可用別的東西取代軟管30，譬如，用樹脂涂在毛細(xì)管24A的圓筒形外表面與套筒27的圓筒形內(nèi)表面之間。
按照第一、二、四、五、六各實施例的光路模組亦可按照第三實施例那樣，帶有一個單光纖準(zhǔn)直儀40。
在如圖6所示的第四實施例中，第一、二條輸入光纖51、52亦可合為一條輸入光纖。
在第四實施例中，亦可用能包裹五條或更多條光纖的多光纖毛細(xì)管來取代毛細(xì)管24A。
在如圖8所示的第五實施例中，亦可在套筒中提供包裹了至少一條輸入光纖的毛細(xì)管，和嵌入了至少一條輸出波導(dǎo)61的波導(dǎo)襯底62。在這種情況下，波導(dǎo)襯底將被嵌入毛細(xì)管中。
在第五實施例中，亦可在套筒27中插入嵌入了至少一條輸入波導(dǎo)60的波導(dǎo)襯底62，和包裹了至少一條輸出光纖的毛細(xì)管。
在如圖11所示的第六實施例中，亦可在套筒27中插入包裹了至少一條輸入光纖的毛細(xì)管，和封裝了至少一個光檢測器71的底板元件72。
在第六實施例中，亦可在套筒27中插入封裝了一個或多個光發(fā)射器件70的底板元件72，和包裹了一條或多條用作光信號檢測裝置的輸出光纖的毛細(xì)管。
在第六實施例中，亦可使用集成了多個發(fā)光二極管的二極管芯片，其中每個發(fā)光二極管發(fā)出波長為從λ1到λn之一的光信號；和集成了多個光敏二極管陣列的二極管陣列芯片，每個光敏二極管接收對應(yīng)的波長為從λ1到λn之一的光信號。在這種情況下，光敏二極管陣列在檢測到波長為從λ1到λn的光信號的強(qiáng)度后，產(chǎn)生并輸出n種電信號。
因此，上述范例和實施例只起說明之用，而決無限制之意。并且本發(fā)明也不限于以上所列細(xì)節(jié)，而是可以在附屬權(quán)利要求的等效范圍中進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種光路模組，包括光信號發(fā)射裝置，用來發(fā)射光信號；第一套筒，其包括第一端面；光學(xué)器件，包括一個反光面，此反光面緊貼著套筒的第一端面；第一透鏡，其位于光信號發(fā)射裝置和光學(xué)器件之間，其中，第一透鏡將從光信號發(fā)射裝置發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光信號，并將準(zhǔn)直光信號發(fā)射至光學(xué)器件，其中，光學(xué)器件利用反光面將準(zhǔn)直光信號反射，第一透鏡會聚反射的準(zhǔn)直光信號并生成會聚的光信號；以及光信號接收裝置，用來接收上述會聚光信號，其中，第一透鏡被固定在第一套筒內(nèi)，使得透鏡的焦點位于光學(xué)器件的反光面上，并且光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置被固定在第一套筒內(nèi)，以使會聚的光信號耦合至光信號接收裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路模組，其中，光信號發(fā)射裝置包括至少一條輸入光纖，光信號接收裝置包括至少一條輸出光纖，其中，該光路模組還進(jìn)一步包括用來包裹輸入、輸出光纖的第一毛細(xì)管，該毛細(xì)管被固定在第一套筒內(nèi)部，以使上述會聚光信號被耦合至輸出光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光路模組，其中，第一毛細(xì)管的外徑小于第一套筒的內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光路模組，其中，在第一毛細(xì)管和第一套筒之間留有空隙，用來調(diào)整第一毛細(xì)管的位置和傾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光路模組，還進(jìn)一步包括軟管，用來把第一毛細(xì)管固定在第一套筒上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光路模組，其中，第一毛細(xì)管包裹了至少一條輸入光纖和兩條輸出光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光路模組，其中，光學(xué)器件包括第一光學(xué)器件，用來反射特定波長的光；和與第一光學(xué)器件相鄰的第二光學(xué)器件，其中，第二光學(xué)器件反射從第一光學(xué)器件傳輸?shù)墓狻?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路模組，其中，光信號發(fā)射裝置包括至少一條輸入波導(dǎo)，光信號接收裝置包括至少一條輸出波導(dǎo)，其中，該光路模組還進(jìn)一步包括波導(dǎo)襯底，其包括輸入、輸出波導(dǎo)，其被固定在套筒中，以使上述會聚光信號被耦合至輸出波導(dǎo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光路模組，其中，波導(dǎo)襯底的側(cè)面是弧形的，以配合第一套筒的內(nèi)表面以安裝在其內(nèi)部，波導(dǎo)襯底的橫截面基本上呈矩形或半圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路模組，其中，光信號發(fā)射裝置包括至少一條輸入光纖，光信號接收裝置包括至少一個光檢測器，該光路模組還進(jìn)一步包括用來包裹光纖的毛細(xì)管；和用來封裝光檢測器的底板元件，上述毛細(xì)管和底板元件都被固定在套筒中，以使上述會聚光信號被耦合至光檢測器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路模組，其中，光信號發(fā)射裝置包括至少一個光發(fā)射器件，光信號接收裝置包括至少一條輸出光纖，其中，該光路模組還進(jìn)一步包括用來封裝光發(fā)射器件的底板元件；和用來包裹光纖的毛細(xì)管，該底板元件和毛細(xì)管都被固定在套筒中，以使上述會聚光信號被耦合至輸出光纖。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路模組，其中，光信號發(fā)射裝置包括至少一個光發(fā)射器件，光信號接收裝置包括至少一個光檢測器，其中，該光路模組還進(jìn)一步包括用來封裝光發(fā)射器件和光檢測器的底板元件，它被固定在套筒中，以使上述會聚光信號被耦合至光檢測器。
13.權(quán)利要求2所述的光路模組還進(jìn)一步包括與光學(xué)器件固定在一起的準(zhǔn)直儀，其中準(zhǔn)直儀包括第二透鏡，其中，第二透鏡接收通過光學(xué)器件傳輸?shù)墓庑盘?，并會聚接收到的光信號；至少一條傳輸光纖，用來接收被上述第二透鏡會聚的光信號；第二毛細(xì)管，用來包裹傳輸光纖；和第二套筒，其被固定到光學(xué)器件，其內(nèi)部裝有上述第二透鏡和第二毛細(xì)管。
14.一種組裝光路模組的方法，上述光路模組包括光信號發(fā)射裝置；套筒；光學(xué)器件；透鏡；和光信號接收裝置，其中，光信號發(fā)射裝置發(fā)射光信號，套筒具有第一端面，光學(xué)器件具有反光面，并且反光面緊貼套筒的第一端面，透鏡位于光信號發(fā)射裝置和光學(xué)器件之間，透鏡將從光信號發(fā)射裝置發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光信號，并將準(zhǔn)直光信號發(fā)射到光學(xué)器件，光學(xué)器件利用反光面反射準(zhǔn)直光信號，透鏡將反射的準(zhǔn)直光信號會聚并生成一個會聚光信號，光信號接收裝置接收上述會聚光信號，該方法包括以下步驟在套筒中固定透鏡，使其焦點位于套筒的第一端面上；沿著透鏡的主軸調(diào)整光學(xué)器件的傾角，使得光信號接收裝置接收到的會聚光強(qiáng)度達(dá)到最大；沿著透鏡的主軸調(diào)整光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置的位置；和把光學(xué)器件固定在套筒的第一端面上，并在套筒中固定光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置。
15.一種組裝光路模組的方法，上述光路模組包括光信號發(fā)射裝置；套筒；光學(xué)器件；透鏡；和光信號接收裝置，其中，光信號發(fā)射裝置發(fā)射光信號，套筒具有第一端面，光學(xué)器件具有反光面，并且反光面緊貼套筒的第一端面，透鏡位于光信號發(fā)射裝置和光學(xué)器件之間，透鏡將從光信號發(fā)射裝置發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光信號，并將準(zhǔn)直光信號發(fā)射到光學(xué)器件，光學(xué)器件利用反光面反射準(zhǔn)直光信號，透鏡將反射的準(zhǔn)直光信號會聚并生成一個會聚光信號，光信號接收裝置接收上述會聚光信號，該方法包括以下步驟把光學(xué)器件與套筒固定在一起，光學(xué)器件的反光面緊貼著套筒的第一端面；在套筒中固定透鏡，使其焦點位于套筒的第一端面上；沿著透鏡的主軸調(diào)整光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置的位置及其與透鏡的主軸所成的傾角，使得光信號接收裝置接收到的會聚光信號強(qiáng)度達(dá)到最大；和在套筒中固定光信號發(fā)射裝置和光信號接收裝置。
全文摘要
一種小巧而易于組裝的光路模組,包括:用于發(fā)射光信號的光信號發(fā)射裝置;具有端面的套筒;具有反光面的光學(xué)器件,該反光面與套筒的端面接觸;以及位于光信號發(fā)射裝置和光學(xué)器件之間的透鏡。透鏡將光信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光信號,上述準(zhǔn)直光信號被發(fā)射到光學(xué)器件,并被反光面反射,然后通過透鏡會聚以生成會聚光信號。上述透鏡被固定在套筒內(nèi),使得透鏡的焦點位于反光面上。光信號發(fā)射裝置和光信號接受裝置被固定在套筒內(nèi),使得會聚光信號耦合到光信號接收裝置。
文檔編號G02B6/00GK1354373SQ0113497
公開日2002年6月19日 申請日期2001年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月21日
發(fā)明者朱曉凡 申請人:日本板硝子株式會社