專利名稱：光學(xué)準(zhǔn)直組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種光學(xué)準(zhǔn)直組件，尤指一種應(yīng)用于波分復(fù)用器件的光學(xué)準(zhǔn)直組件。
背景技術(shù)：
由于光纖通信發(fā)展迅速，隨著傳輸容量需求的提升(如傳輸視頻影像等)，直接要求最大利用光纖的頻寬。光波分復(fù)用系統(tǒng)是最大利用光纖頻寬的有效方案之一，其能將多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)合至一根光纖中傳輸，也可以將一根光纖中的多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)分離至多根光纖。
目前，多種波分復(fù)用器件已在光波分復(fù)用系統(tǒng)中實(shí)際應(yīng)用，其一般包括由多層介質(zhì)薄膜型濾波片、衍射光柵等濾波元件和光學(xué)準(zhǔn)直裝置所構(gòu)成的光學(xué)準(zhǔn)直組件。
一種現(xiàn)有光學(xué)準(zhǔn)直組件可參照?qǐng)D1，該光學(xué)準(zhǔn)直組件主要包括第一光纖10、第二光纖11、雙光纖插針12、自聚焦透鏡(Graded IndexLens，GRIN Lens)13、濾波片14、石英套管15和金屬套管16。該雙光纖插針12大致呈圓柱狀以便于與自聚焦透鏡13對(duì)準(zhǔn)固定，其內(nèi)部具有一通孔121用以收容固持該第一光纖10和第二光纖11，該通孔121端部設(shè)有一錐形開(kāi)口123以便于第一光纖10和第二光纖11插入，該自聚焦透鏡13是一種折射率沿徑向漸變的光學(xué)透鏡，節(jié)距一般為0.23或0.25，其對(duì)準(zhǔn)該雙光纖插針12并和該雙光纖插針12一并套設(shè)于石英套管15中，該濾波片14通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂17膠粘于自聚焦透鏡13的端面132，其僅允許特定波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)而反射其它波長(zhǎng)的光信號(hào)。該金屬套管16套封于石英套管15的外部以增強(qiáng)該光學(xué)準(zhǔn)直組件的機(jī)械強(qiáng)度。為增加回波損耗，雙光纖插針12和自聚焦透鏡13的相對(duì)端面122及131均磨成特定角度(通常為6至8度)，并于該等端面鍍抗反射膜，以提高光學(xué)準(zhǔn)直組件的整體性能。
復(fù)合光信號(hào)自第一光纖10輸入至該光學(xué)準(zhǔn)直組件，經(jīng)自聚焦透鏡13準(zhǔn)直至濾波片14，特定波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)濾波片14，其它波長(zhǎng)的光信號(hào)被濾波片14反射并經(jīng)自聚焦透鏡13聚焦至第二光纖11輸出。
然而，該光學(xué)準(zhǔn)直組件使用自聚焦透鏡準(zhǔn)直(聚焦)輸入(輸出)光信號(hào)，因自聚焦透鏡通常采用離子擴(kuò)散制成，其將玻璃基體置于高溫熔鹽中，通過(guò)熔鹽中的離子取代玻璃中的不同離子而改變基體的折射率，再對(duì)基體進(jìn)行切割、端面的研磨加工等。故，其外形精度不高，工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，進(jìn)而使得該光學(xué)準(zhǔn)直組件成本較高，且離子擴(kuò)散過(guò)程中使用一些有毒的化學(xué)材料，容易產(chǎn)生環(huán)境污染，生產(chǎn)過(guò)程也容易對(duì)操作人員的身體產(chǎn)生傷害。又，為提高該光學(xué)準(zhǔn)直組件的整體性能，光學(xué)組件的表面經(jīng)常需鍍覆抗反射物質(zhì)，因自聚焦透鏡的徑向折射率不等，各點(diǎn)反射率不一致，增大鍍膜難度。
又一現(xiàn)有光學(xué)準(zhǔn)直組件采用如圖2所示的準(zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡23是由光學(xué)加工制成，其端面231和232均通過(guò)機(jī)械加工形成，相對(duì)于使用自聚焦透鏡的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其生產(chǎn)過(guò)程中不使用有毒化學(xué)材料，有利于人體健康和環(huán)保，然其端面232加工難度大，成本仍然較高。又，其端面232為曲面，不能將濾波片等濾波元件直接粘貼于該端面232，需要借助套管或其它輔助器件將兩者配合安裝，組裝不方便。
因此，提供一種加工簡(jiǎn)單、精度高、成本低且有利于人體健康和環(huán)保的光學(xué)準(zhǔn)直組件實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種光學(xué)準(zhǔn)直組件，其加工簡(jiǎn)單、精度高、組裝便捷、成本低且有利于人體健康和環(huán)保。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的提供一種光學(xué)準(zhǔn)直組件，其包括二光纖、一光纖插針、一模鑄透鏡(Molding Lens)、一濾波元件、一套管和一套筒。該二光纖用以輸入或輸出光信號(hào)；該光纖插針收容固持該二光纖；該模鑄透鏡和該二光纖相對(duì)定位以準(zhǔn)直光纖輸入的光信號(hào)或?qū)⒐庑盘?hào)聚焦至光纖輸出，其是通過(guò)模鑄成型并包括至少一曲面和一安裝環(huán)，該安裝環(huán)是自該曲面的邊緣延伸而出；該濾波元件和模鑄透鏡相對(duì)固定；套管和套筒用以收容保護(hù)該光學(xué)準(zhǔn)直組件并便于該光學(xué)準(zhǔn)直組件和其它配合組件固定安裝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)該光學(xué)準(zhǔn)直組件采用鑄造成型的模鑄透鏡，其外形精度和產(chǎn)品一致性較高，端面無(wú)需研磨加工，工序較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，成本較低，且該模鑄透鏡具有安裝環(huán)，可以將濾波元件直接粘貼于安裝環(huán)的端面，安裝較便捷，另外，該模鑄透鏡無(wú)需采用離子擴(kuò)散等化學(xué)方法，更不需有毒的化學(xué)材料，有利于環(huán)保和工作人員的健康。

圖1是現(xiàn)有光學(xué)準(zhǔn)直組件的剖面圖。
圖2是又一現(xiàn)有光學(xué)準(zhǔn)直組件的透鏡的剖面圖。
圖3是本實(shí)用新型光學(xué)準(zhǔn)直組件的剖面圖。
圖4是本實(shí)用新型光學(xué)準(zhǔn)直組件的局部剖面圖。
圖5是本實(shí)用新型光學(xué)準(zhǔn)直組件的模鑄透鏡的剖面圖。
圖6是本實(shí)用新型光學(xué)準(zhǔn)直組件的光路示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖3，是本實(shí)用新型光學(xué)準(zhǔn)直組件的剖面圖，該光學(xué)準(zhǔn)直組件包括光纖30和31、光纖插針32、模鑄透鏡33、濾波元件34、套管35和套筒36。
請(qǐng)配合參閱圖4和圖5，光纖30和31用以輸入或輸出光信號(hào)至該光學(xué)準(zhǔn)直組件。光纖插針32大致呈圓柱狀，一般采用陶瓷或石英等和光纖熱膨脹系數(shù)相當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，其中心開(kāi)設(shè)一通孔321用以固持收容光纖30和31，該通孔321的一端設(shè)有一錐形開(kāi)口323，光纖30和31通過(guò)該錐形開(kāi)口323插入光纖插針32并通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂37固定，相對(duì)于該錐形開(kāi)口323的另一端面322于光纖30和31插入后研磨成一6至8度的斜面并鍍覆抗反射物質(zhì)以提高光學(xué)準(zhǔn)直組件的整體性能。
模鑄透鏡33包括一端面331和一曲面332，端面331為一6至8度的斜面以提高該光學(xué)準(zhǔn)直組件的回波損耗，相對(duì)的另一端面是曲面332，該曲面為一非球曲面，其各點(diǎn)具有特定的曲率半徑，通過(guò)該曲面332可以將該模鑄透鏡33焦面(未標(biāo)示)上一點(diǎn)發(fā)出的光束準(zhǔn)直為平行光，也可以將特定方向的平行光聚焦至焦面的特定位置。曲面332的邊緣延伸出一安裝環(huán)333，該安裝環(huán)333的端面334為一環(huán)面且凸伸出曲面332中心一定距離以便于在安裝環(huán)333上粘貼濾波元件34。該模鑄透鏡33的端面331、曲面332、安裝環(huán)333和其端面334是由單一材料一體鑄造成型，材料可以為玻璃或塑料等。
濾波元件34允許特定波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)而反射其它波長(zhǎng)的光信號(hào)，其可為多層介質(zhì)薄膜型濾波片、衍射光柵等。
套管35和套筒36是用以收容保護(hù)該光學(xué)準(zhǔn)直組件并便于該光學(xué)準(zhǔn)直組件和其它配合組件(圖未示)固定安裝。其中，套管35固持光纖插針32，其內(nèi)徑和光纖插針32的外徑相等，一般由陶瓷或石英材料制造，熱膨脹系數(shù)和光纖插針32相當(dāng)，以保證該光學(xué)準(zhǔn)直組件具較高的環(huán)境穩(wěn)定性；套筒36內(nèi)徑和套管35的外徑相等，一般以金屬材料制成，其套設(shè)于套管35的外側(cè)并通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂(圖未示)固定，其收容保護(hù)整個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直組件免受外界損害，套筒36使該光學(xué)準(zhǔn)直組件具有較高的機(jī)械強(qiáng)度且便于該光學(xué)準(zhǔn)直組件和其它配合組件進(jìn)行焊接固定。
組裝時(shí)，首先，將光纖30和31尾端去除保護(hù)層，粘上環(huán)氧樹(shù)脂37后平行穿插于光纖插針32的通孔321中，其端面和光纖插針32的端面322齊平，通過(guò)烘烤固定；其次，研磨光纖插針32的端面322并鍍抗反射物質(zhì)，并將光纖插針32穿插于套管35中；然后，將濾波元件34粘貼于模鑄透鏡33的安裝環(huán)333的端面334，將模鑄透鏡33對(duì)準(zhǔn)光纖插針32，模鑄透鏡的端面331和光纖插針的端面322相互平行并鄰近，調(diào)校其相對(duì)位置后通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂37固定；最后，通過(guò)套管36套裝整個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直組件。
請(qǐng)參閱圖6，是本實(shí)用新型光學(xué)準(zhǔn)直組件的光路示意圖，經(jīng)由光纖30輸入的復(fù)合光信號(hào)經(jīng)模鑄透鏡33準(zhǔn)直至濾波元件34，濾波元件34允許特定波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)，其它波長(zhǎng)的光信號(hào)被濾波元件34反射。通過(guò)濾波元件34的光信號(hào)從濾波元件34表面平行射出，反射的光信號(hào)經(jīng)模鑄透鏡33聚焦至光纖31，實(shí)現(xiàn)其分波功能。合理選擇濾波元件34的通帶波長(zhǎng)和輸入/輸出端口即可以實(shí)現(xiàn)任意波長(zhǎng)的分波和合波。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)準(zhǔn)直組件，其包括至少一光纖、一光纖插針及一濾波元件，其中該光纖輸入或輸出光信號(hào)，該光纖插針收容固持該至少一光纖，其特征在于該具準(zhǔn)直功能之光學(xué)組合進(jìn)一步包括一模鑄透鏡，該模鑄透鏡與該光纖插針相對(duì)定位，其通過(guò)鑄造成型并包括至少一曲面，該曲面位于該模鑄透鏡遠(yuǎn)離光纖插針一端，它的邊緣進(jìn)一步延伸一安裝環(huán)，該濾波元件安裝于模鑄透鏡的安裝環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該光纖插針具有一斜面，傾角約為6至8度。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該模鑄透鏡進(jìn)一步包括一傾角約為6至8度的斜面，該斜面鄰近光纖插針并與光纖插針的斜面平行。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該模鑄透鏡的斜面和曲面均鍍有抗反射物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該曲面為一非球曲面，其各點(diǎn)具特定的曲率半徑。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該模鑄透鏡安裝環(huán)具有一環(huán)面，該環(huán)面凸伸出曲面中心一定距離。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該模鑄透鏡和該光纖插針可以通過(guò)粘膠固連。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該光學(xué)準(zhǔn)直組件進(jìn)一步包括一套管，該套管套設(shè)于光纖插針的外側(cè)且熱膨脹系數(shù)和光纖插針相當(dāng)。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)準(zhǔn)直組件，其特征在于該光學(xué)準(zhǔn)直組件進(jìn)一步包括一套筒，該套筒套設(shè)于套管外側(cè)，其可由金屬材料制成。
10.一種模鑄透鏡，該模鑄透鏡可便捷配合其他光學(xué)元件，其特征在于該模鑄透鏡包括一曲面和一安裝環(huán)，該安裝環(huán)由該曲面的邊緣延伸而成，其可安裝其它配合光學(xué)元件。
11.如權(quán)利要求10所述的模鑄透鏡，其特征在于該曲面為一非球曲面，其各點(diǎn)具特定的曲率半徑。
12.如權(quán)利要求10所述的模鑄透鏡，其特征在于該模鑄透鏡進(jìn)一步包括一斜面。
專利摘要一種光學(xué)準(zhǔn)直組件包括二光纖、一光纖插針、一模鑄透鏡、一濾波元件、一套管和一套筒。該二光纖用以輸入和輸出光信號(hào)，該光纖插針收容固持該二光纖，該模鑄透鏡和該二光纖相對(duì)定位以準(zhǔn)直光纖輸入的光信號(hào)或?qū)⒐庑盘?hào)聚焦至光纖輸出，其通過(guò)鑄造成型并包括至少一曲面和一安裝環(huán)，該安裝環(huán)是自該曲面的邊緣延伸而出，該濾波元件和模鑄透鏡相對(duì)固定，套管和套筒用以收容保護(hù)該光學(xué)準(zhǔn)直組件并便于該光學(xué)準(zhǔn)直組件和其它配合組件固定安裝。
文檔編號(hào)G02B6/26GK2546889SQ0222544
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2002年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月26日
發(fā)明者劉慶, 周明寶, 楊志合 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司