[發明專利]光學信號分離器及在光軸校準中安裝光學信號分離器的方法

無效

• 申請號: 00104916.X
• 申請日: 2000-03-30
• 公開（公告）號: CN1270320A
• 公開（公告）日: 2000-10-18
• 發明（設計）人: 仲間健一;小山正
• 申請（專利權）人: 日本板硝子株式會社
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B5/18;G02B7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 肖春京,林長安

本發明涉及一種主要用于波分多路復用光學通訊中的光學信號分離器，及在光軸校準中安裝光學信號分離器的方法。

截至目前，傳統的裝配光學信號分離器的方法是把它的各種光學部件通過膠合固定在一用于光軸校準的夾具上，通過主動校準來將安裝于平板上的夾具上的光學部件對中心并將其固定，最終，將固定有容納光學部件之夾具的平板置于一個不銹鋼或鋁的不透明盒子中。

根據另一種傳統的應用，各種光學部件插入一個金屬單管中，通過主動校準來確定中心并固定到金屬管中的一個位置，同時通過一個插入金屬管的觀察工具經金屬管的開口端或用裸眼通過金屬管的開口端觀察到它們的位置。術語“主動校準”意思是通過經由光纖進入的光來確定光學部件的中心定位并稍稍移動光學部件到一個最佳位置(到最大光輸出量)，同時監測光學部件的光耦合狀態的一工藝過程。

由于光學部件的外徑變化和用于實現光軸校準的夾具的加工精度的變化，用前述的組裝技術校準光學部件的彼此光軸是很困難的，并且也很難將光學部件或各種光學元件的表面設置成與光學信號分離器的光軸或彼此之間呈所需的角度。即使在光學部件被粘接到平板上之后，因為光學部件的裝配不是關于光學信號分離器的光軸形成軸對稱，所以在遭受溫度變化和振蕩時，光學信號分離器的光學性能趨向于不穩定。

后一種裝配方式還有一個缺點就是，當光學部件被對準在金屬管中時，它們容易與光學信號分離器的光軸形成角偏差，導致在光學部件粘結到位置上后不能達到所設計的光學性能。另外，因為在金屬管中的光學部件不能從金屬管的外部直接觀察到，所以確定光學元件的中心定位以便校準并將光學元件機械定位到所需位置的精確調節很困難。

因此，本發明的目標是提供一種成本低廉的光學信號分離器，光學信號分離器的光學部件彼此很容易且高精度地對準，不用在此以前為了精確地確定中心或調節所需要的主動校準，因此，省去主動校準這一步驟后時間縮短。

根據本發明，這里提供一種光學信號分離器，它包含多個可軸向滑動地彼此裝配的管件，管件可以透光，還包括一入射光纖，一個準直透鏡，一個衍射光柵，入射光纖，準直透鏡，和衍射光柵被安裝于管件上。每個管件最好包括一個中空的圓筒形管。

入射光纖，準直透鏡，和衍射光柵被固定在管件的一端面上，最好通過膠粘合。

每個管件的材料從透明材料，半透明材料，和有色材料中挑選。

如果每個管件可以彼此軸向滑動地裝配，則它們各有一個磨光的外表面。

最好每個管件的線性膨脹系數最大為50×10^-7/℃。

衍射光柵最好包含一個反射衍射光柵，并且用和每個管件相同的材料構成。

此光學信號分離器還包括一個用于監測從入射光纖傳入的光的檢測器，所述光通過準直透鏡傳到衍射光柵，經衍射光柵多路分解，再由準直透鏡收斂。最好將檢測器置于與入射光纖成共軛關系的位置，并被固定在其中一個管件的此端面上。此檢測器包括一個光電檢測器陣列，用于檢測經衍射光柵多路分解且由準直透鏡收斂的光的焦點。

這組管件可包括三個管件，入射光纖，準直透鏡，和衍射光柵被分別安裝在三個管件上。安裝有入射光纖的管件和安裝有衍射光柵的管件分別可滑動地裝配在安裝有準直透鏡的管件的相反端上。

另外，這組管件也可以包括兩個管件，入射光纖被安裝于其中之一的管件的一端面上，準直透鏡和衍射光柵分別被安裝在剩下的那個管件的相反端上。安裝有入射光纖的管件可滑動地裝配在安裝有準直透鏡與衍射光柵的管件上。

根據本發明，還提供一種安裝包含有入射光纖，準直透鏡，和衍射光柵的光學信號分離器的方法，方法步驟包括：制備多個使尺寸做成可以彼此軸向滑動裝配的管件，管件可以透光；安裝該入射光纖，準直透鏡，和衍射光柵于管件上；將管件彼此軸向滑動地裝配；軸向上相對滑動每個管件以將關于入射光纖、準直透鏡、衍射光柵的參考點之間的距離設定到一預定值，從而達到中心校準。

如果這組管件包括三個管件，則光學信號分離器可以通過安裝入射光纖、準直透鏡和衍射光柵于三個管件上實現中心校準組裝而成，即，使每個管件軸向滑動地彼此裝配，并彼此相對地滑動每個管件以設定關于入射光纖、準直透鏡、衍射光柵的參考點之間的兩個距離為各自的預定值，從而達到中心校準。

如果這組管件包括兩個管件，則光學信號分離器可以通過安裝入射光纖、準直透鏡和衍射光柵于兩個管件上實現中心校準組裝而成，即，使每個管件軸向滑動地彼此配裝，彼此相對地滑動每個管件以設定關于入射光纖、準直透鏡、衍射光柵的參考點之間的距離為一預定值，從而達到中心校準。