專利名稱：光纖準(zhǔn)直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種光纖準(zhǔn)直器，尤指一種采用模鑄透鏡的光纖準(zhǔn)直器。
背景技術(shù)：
由于光纖具寬頻、低損耗、不受電磁干擾影響等特性，在光傳輸領(lǐng)域，特別是光通信領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，光信號自輸入光纖進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)后，通常會經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的光學(xué)器件進(jìn)行多種光學(xué)作用，如濾波、調(diào)制、分波及合波等，再經(jīng)由一根或多根輸出光纖輸出，由于輸入光纖與輸出光纖并非同一光纖，且光纖的直徑通常小于光學(xué)器件的直徑，因此，傳輸時(shí)采用光纖準(zhǔn)直器使信號光準(zhǔn)直后輸入光學(xué)器件，從而減小插入損耗，具有極為重要的意義。
現(xiàn)有技術(shù)揭示的光纖準(zhǔn)直器一般包括一具光纖的光纖插針和一自聚焦透鏡(Graded-Index Lens，GRIN Lens)。其中，插針大致呈圓柱狀，內(nèi)部開設(shè)通孔用于收容固持光纖，從而保護(hù)光纖、而且便于光纖與自聚焦透鏡的相對定位。自聚焦透鏡是一種折射率沿徑向漸變的光學(xué)透鏡，其大致呈圓柱狀，節(jié)距為0.23或0.25，用于將來自光纖的光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄?、或?qū)⑵叫泄饩劢购筝斎牍饫w。另外，為了增大回波損耗，光纖插針與自聚焦透鏡相對端面均研磨成特定角度(一般是6度至8度)，而且自聚焦透鏡的端面均鍍覆防反材料，用于提高光纖準(zhǔn)直器的整體光學(xué)性能。
但是，采用自聚焦透鏡構(gòu)成的光纖準(zhǔn)直器具有一些缺點(diǎn)。首先，由于自聚焦透鏡通過離子擴(kuò)散法制造，所以它的外形精度不高，需要進(jìn)一步處理，而且自聚焦透鏡相對于插針的端面需要研磨成特定的角度，所以導(dǎo)致工序復(fù)雜，耗費(fèi)工時(shí)，進(jìn)而使得光纖準(zhǔn)直器的成本增高。其次，采用離子擴(kuò)散法制造自聚焦透鏡的過程中會使用一些含毒素的化學(xué)材料，因此會污染環(huán)境，也會對操作人員的身體造成傷害。另外，為了提高光纖準(zhǔn)直器的整體光學(xué)性能，需要在自聚焦透鏡的端面鍍覆防反層(AR-Coating)，但由于自聚焦透鏡是徑向折射率漸變透鏡，鍍覆防反層后容易使得自聚焦透鏡端面各點(diǎn)的反射率不一致，進(jìn)而會影響它的光學(xué)性能。
因此，提供一種改進(jìn)的光纖準(zhǔn)直器實(shí)為必要，該光纖準(zhǔn)直器采用具有恒定折射率的模鑄透鏡(Molding Lens)來實(shí)現(xiàn)光束的準(zhǔn)直，其精度高、光學(xué)性能佳、制造方便、成本低廉而且有利于環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種光纖準(zhǔn)直器，其采用模鑄透鏡來實(shí)現(xiàn)光束的準(zhǔn)直，該模鑄透鏡具有恒定的折射率、制造簡單、精度高、光學(xué)性能佳，且成本低廉，可降低光纖準(zhǔn)直器的整體成本。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的提供一光纖準(zhǔn)直器包括一具光纖的光纖插針和一模鑄透鏡。該光纖插針收容固持光纖，該模鑄透鏡是由玻璃或塑料等透明材質(zhì)一體成型，用于準(zhǔn)直輸出該光纖的光束，或?qū)⑵叫泄饩奂诠饫w。調(diào)校該插針與模鑄透鏡的相對位置后，直接用粘膠固定兩者，或通過外套管固持。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)其采用之模鑄透鏡是通過模壓一次成型方法制造，外形精度高、制造便捷、耗費(fèi)工時(shí)少，成本低，其折射率恒定，端面鍍防反層后各點(diǎn)折射率一致，有利于光纖準(zhǔn)直器整體光學(xué)性能的提升，且生產(chǎn)過程中勿需使用有毒化學(xué)材料，有利于操作人員的身體健康。

圖1是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第一實(shí)施例的剖面圖。
圖2是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第一實(shí)施例采用的模鑄透鏡的剖面圖。
圖3是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第一實(shí)施例的光路圖。
圖4是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第二實(shí)施例的剖面圖。
圖5是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第二實(shí)施例的光路圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖1，本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第一實(shí)施例的剖面圖。該光纖準(zhǔn)直器10包括一模鑄透鏡11、一光纖插針12、通過光纖插針12固持的光纖13、外套管14以及金屬套管15。
該光纖插針12大致呈圓柱狀，采用陶瓷、金屬或其它材料制成，包括二端面和一貫穿內(nèi)部的通孔121。該光纖插針12的一端面為平面(未標(biāo)示)，通孔121靠近該平面處形成一錐形開口(未標(biāo)示)，以利光纖13插入，與錐形開口相對的另一端面是傾角為6度至8度的傾斜面122。光纖13通過粘膠固持于光纖插針12內(nèi)，其端部與傾斜面122平齊。
請一并參閱圖2，該模鑄透鏡11大致呈圓柱狀，具恒定的折射率，可用于準(zhǔn)直自光纖13輸出的光束、或?qū)⑵叫泄鈪R聚至光纖13。該模鑄透鏡11的一端面為非球面111，為增大回波損耗，另一端面研磨成傾角為6度至8度的傾斜面112。另，該模鑄透鏡11的非球面111、傾斜面112均鍍有防反層，以提高該光纖準(zhǔn)直器10的整體光學(xué)性能。
該模鑄透鏡11可采用玻璃或塑料等材質(zhì)制造。采用玻璃材質(zhì)時(shí)，一般通過模壓成型，采用塑料材質(zhì)時(shí)，一般通過射出成型、鑄造成型、熱壓成型或紫外光固化等方法制造。
該外套管14采用玻璃材質(zhì)制成，大致呈圓柱狀，其直徑略大于模鑄透鏡11和光纖插針12的直徑，用于套裝固持該光纖插針12和模鑄透鏡11。為進(jìn)一步保護(hù)光纖準(zhǔn)直器10，可選擇套設(shè)一金屬套管15在外套管14上。
組裝時(shí)，首先在光纖13尾端涂抹環(huán)氧膠，通過錐形結(jié)構(gòu)插入光纖插針12的通孔121，并用環(huán)氧膠固定；然后將光纖插針12和模鑄透鏡11插入外套管14中，其中，模鑄透鏡11的傾斜面112與光纖插針12的傾斜面122相鄰且相互平行，其非球面111的端部突伸出套管14外；將金屬套管15套設(shè)在外套管14上；光纖插針12和模鑄透鏡11保持適當(dāng)間距，調(diào)校其相對定位，以確保光纖準(zhǔn)直器10的各項(xiàng)光學(xué)性能達(dá)到最佳；最后通過烘烤固定。
請參閱圖3，是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第一實(shí)施例的光路圖。該模鑄透鏡11的一焦點(diǎn)(未標(biāo)示)位于光纖插針12的傾斜面122，來自光纖13的光束16傳輸?shù)侥ｈT透鏡11的傾斜面112，由于折射效應(yīng)改變傳輸方向而成光束17，經(jīng)模鑄透鏡11的非球面111時(shí)，再次發(fā)生折射，準(zhǔn)直成一束平行光18，并傳輸?shù)焦鈱W(xué)器件(圖未示)中。
由于光路的可逆性，從光學(xué)器件輸出的光束也可經(jīng)模鑄透鏡11匯聚至光纖13中。
請參閱圖4，是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第二實(shí)施例的剖面圖。該光纖準(zhǔn)直器20結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例光纖準(zhǔn)直器10的結(jié)構(gòu)大體相同，但，光纖插針為雙光纖插針22，內(nèi)置有二光纖23、25，雙光纖插針22與模鑄透鏡21相對定位后直接用粘膠24固定。
該模鑄透鏡21具有恒定的折射率，用于將來自光纖23(25)的輸出光準(zhǔn)直到一外部光學(xué)器件40(如濾波片)，同時(shí)，將該光學(xué)器件40反射的光束匯聚至光纖25(23)。該雙光纖插針22是用于收容、固持和保護(hù)該二光纖23、25，并便于光纖23、25與模鑄透鏡21的相對定位，該二光纖23和25是相對平行布設(shè)于雙光纖插針22內(nèi)，且相對模鑄透鏡21的光軸對稱分布。
請一并參閱圖5，是本實(shí)用新型光纖準(zhǔn)直器第二實(shí)施例的光路圖。該模鑄透鏡21的一焦點(diǎn)未標(biāo)示位于雙光纖插針22的傾斜端面(未標(biāo)示)。來自光纖23(25)的光束31輸入到模鑄透鏡21的傾斜面212后，由于折射效應(yīng)，改變傳輸方向而成光束32，經(jīng)模鑄透鏡21的非球面211再次發(fā)生折射，輸出平行光束33到光學(xué)器件40(如濾波片等)，而光學(xué)器件40反射的光束34則在模鑄透鏡21的非球面211折射成光束35，并在傾斜面212處再次經(jīng)折射成光束36，并匯聚到光纖25(23)。
但，本實(shí)用新型并不僅限于采用單光纖或雙光纖光纖準(zhǔn)直器，同樣適用于采用多光纖的準(zhǔn)直器。
權(quán)利要求1.一種光纖準(zhǔn)直器，其包括至少一光纖、一光纖插針，其中該光纖插針收容固持該至少一光纖，其特征在于該光纖準(zhǔn)直器進(jìn)一步包括一模鑄透鏡，該模鑄透鏡與光纖插針相對定位。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該光纖插針與模鑄透鏡相鄰端面相互平行并通過粘膠固定。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該模鑄透鏡具有恒定的折射率。
4如權(quán)利要求1所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該模鑄透鏡是由玻璃或塑料等透明材質(zhì)一體成型。
5.如權(quán)利要求3所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該模鑄透鏡有兩端面，其中一端面為非球面，另一端面為傾斜面，其傾斜度約為6度至8度。
6.如權(quán)利要求5所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該模鑄透鏡的傾斜面與光纖插針相鄰。
7.如權(quán)利要求5所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該模鑄透鏡兩端面均鍍有防反層。
8.如權(quán)利要求1所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該準(zhǔn)直器進(jìn)一步包括一外套管，其套裝固持該光纖插針和模鑄透鏡。
9.如權(quán)利要求1所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該光纖插針內(nèi)固持二光纖。
10.如權(quán)利要求9所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該二光纖平行布設(shè)在光纖插針內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的光纖準(zhǔn)直器，其特征在于該二光纖相對于模鑄透鏡的光軸對稱分布。
專利摘要一種光纖準(zhǔn)直器包括一具光纖的光纖插針和一模鑄透鏡。該模鑄透鏡大致呈圓柱狀，用于準(zhǔn)直輸出該光纖的光束，或?qū)⑵叫泄饩奂诠饫w。該模鑄透鏡有兩端面，其中一端面為非球面，另一端面為傾斜面。該光纖插針大致呈圓柱狀，內(nèi)部開有通孔，用于收容固持該光纖，其一個(gè)端面和相應(yīng)的光纖尾端也研磨成特定的角度，并且與模鑄透鏡的傾斜面平行相對。調(diào)校該光纖插針與模鑄透鏡的相對位置后，可通過外套管固持。
文檔編號G02B6/32GK2533481SQ0222544
公開日2003年1月29日 申請日期2002年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月26日
發(fā)明者周明寶, 楊志合, 劉慶 申請人: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