專利名稱：一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖通訊中使用的光學(xué)器件，特別涉及一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)。
在目前光纖無源器件中，最常用準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)如


圖1所述圖中101為光纖線，102為光纖毛細(xì)管與光纖線101共同構(gòu)成光纖頭，104為微透鏡，它為自聚焦透鏡、非球面透鏡或球透鏡。103為固定光纖頭與透鏡的圓筒，光纖頭與透鏡相近一端通光鍍上增透膜，并且磨成與光纖頭或透鏡軸線成82°左右的傾斜角。因?yàn)槌Ｒ?guī)光學(xué)增透膜增透后透過率僅為99.9％，采用82°傾角可使光纖回程損耗達(dá)65dB以上，將光纖頭出光點(diǎn)置于透鏡焦平面上，并予固定即制成光纖準(zhǔn)直器。
準(zhǔn)直器有時也采用另一種類似結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
圖2中201為光纖線，202為光纖毛細(xì)管，204為微透鏡，同樣光纖頭與透鏡相鄰端面磨成與光纖毛細(xì)管和透鏡中心軸線成82°左右的傾角斜面，203為折射率匹配膠。光纖頭202與透鏡斜均鍍與膠層相匹配增透膜，膠層203極薄，微調(diào)光纖頭與透鏡之間距離將其置于透鏡焦點(diǎn)，膠203固化連接光纖頭202與透鏡204即制成光纖準(zhǔn)直器。
常規(guī)準(zhǔn)直器光束直徑通常為0.2-0.5mm左右。在要求大光束口徑準(zhǔn)直器中，以上方法將存在嚴(yán)重缺陷。例如，當(dāng)要求出光口徑為Φ12mm時，采用K9或BK7玻璃制成球面透鏡，且要求光纖頭與透鏡之間通光間隙為0.2mm，則光學(xué)透鏡長度約90mm左右，透鏡直徑需Φ13-15mm，對于Φ15×90光學(xué)厚透鏡對光學(xué)材料學(xué)均勻性要求將苛刻，而且嚴(yán)重浪費(fèi)光學(xué)材料，如采用光纖頭與薄透鏡組合方式，由于82°傾角存在將引入較大的球差，尤其嚴(yán)重是將引起出射光束嚴(yán)重偏離準(zhǔn)直器光軸，如圖3所示。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種大光束口徑準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，首先滿足高回程損耗的要求，使之體積縮小，出射光偏離中心軸線的角度小，制造成本低，且制作容易。
本實(shí)用新型采用如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述目的將一帶傾角光纖頭與帶傾角的光學(xué)介質(zhì)通過連接件固定，連接件套入套筒的一端，套筒另一端固定一透鏡，其透鏡的焦點(diǎn)位于光纖頭和光學(xué)介質(zhì)形成的出光點(diǎn)上。透鏡為球面透鏡、非球面透鏡、組合透鏡或其它折射率漸變透鏡；光學(xué)介質(zhì)采用均勻折射率介質(zhì)，折射率等于或近似等于光纖纖芯折射率。
采用如上結(jié)構(gòu)制質(zhì)的大光束口徑準(zhǔn)直器，它適用任何大口徑光的準(zhǔn)直，僅需薄透鏡即實(shí)現(xiàn)其功能，尤其能滿足回?fù)p大于65dB要求，相對傳統(tǒng)制作方法，可節(jié)省大量光學(xué)原材料；光學(xué)介質(zhì)404與光纖纖芯折射率相等或近似相等，可使通過光學(xué)介質(zhì)的光束基本不再由于82°傾角引起光束軸心偏離光軸，從而更易制作出光偏離光軸較小的大光束口徑準(zhǔn)直器。
下面結(jié)合實(shí)例說明
圖1為已有技術(shù)準(zhǔn)直器。
圖2為另一種已有技術(shù)準(zhǔn)直器。
圖3為已有準(zhǔn)直器光偏離光軸示意圖。
圖4為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4中401為光纖線，402為光纖毛細(xì)管制成光纖頭，而且出光面保持81°～84°傾角。光學(xué)介質(zhì)404帶81°～84°角(或其他保證回?fù)p合格的傾角)，與光纖頭傾角相等。光學(xué)均勻材料，最好折射率與光纖纖芯折射率近似相等，如熔石英，K2玻璃。404出光面可采用基本垂直于其機(jī)械軸線的平面。光纖頭402與光學(xué)介質(zhì)404傾角面可鍍增透膜，采用連接件403使402與404接近零間隙配合的固定。光纖頭402與光學(xué)介質(zhì)404傾面之間亦可采用已有技術(shù)中使用的膠合，如圖2所示，由此構(gòu)成的光學(xué)組合器件有效補(bǔ)償光纖頭和光學(xué)介質(zhì)傾角引起的光束中心光線對準(zhǔn)直器軸心偏離。在通常增透膜增透透過率為99.9％時，光學(xué)介質(zhì)404通光方向光軸長度大于3mm，光學(xué)介質(zhì)404直角端面反射回光纖401值大于70dB，完全能滿足通常光纖準(zhǔn)直器回?fù)p要求，此時透鏡406可采用薄透鏡，其平面部分不再需傾角，其表面回?fù)p自動滿足大于65dB要求，其表面也鍍增透膜。405為套筒，一端固定連接件，另一端固定透鏡406。制作準(zhǔn)直器時，先將光纖頭402與光學(xué)介質(zhì)404固定，拉動連接件403與透鏡406相對位置，將出光點(diǎn)置于透鏡406焦點(diǎn)上，并固定403，即可制成大光束口徑準(zhǔn)直器。
權(quán)利要求1．一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，其特征在于一帶傾角光纖頭與帶傾角的光學(xué)介質(zhì)通過連接件固定，連接件置于準(zhǔn)直器套筒的一端，準(zhǔn)直器套筒另一端固定透鏡，透鏡焦點(diǎn)應(yīng)位于光通過光纖頭和光學(xué)介質(zhì)形成的出光點(diǎn)上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，其特征在于透鏡為非球面透鏡、組合透鏡、球面透鏡、及其它折射率漸變透鏡。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，其特征在于帶傾角的光學(xué)介質(zhì)一面傾角與帶傾角光纖頭傾角相等，傾角為81°～84°，光學(xué)介質(zhì)的另一面為垂直面。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，其特征在于光學(xué)介質(zhì)的中心長度≥3mm。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，其特征在于光學(xué)介質(zhì)傾角面和光纖頭傾角面可鍍上增透膜。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，其特征在于光學(xué)介質(zhì)傾角面和光纖頭傾角面可直接膠合。
專利摘要一種光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu),采用一帶傾角光纖頭與帶傾角的光學(xué)介質(zhì)通過連接件固定,連接件套入準(zhǔn)直器套筒的一端,準(zhǔn)直器套筒另一端固定一帶增透膜透鏡,該透鏡的焦點(diǎn)應(yīng)位于光纖頭和光學(xué)介質(zhì)形成的出光點(diǎn)上。采用該結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)制作方法節(jié)省大量光學(xué)材料,用作大口徑準(zhǔn)直器使用效果好,且體積相對縮小,具有高回程損耗,制作方便、制造成本降低,準(zhǔn)直器出射光偏離中心軸線的角度。它可廣泛應(yīng)用于需較大口徑長工作距離光學(xué)準(zhǔn)直器的光學(xué)無源器件或其他領(lǐng)域。
文檔編號G02B6/32GK2446537SQ0024068
公開日2001年9月5日 申請日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月18日
發(fā)明者吳礪, 凌吉武, 陳朝平, 黃金華, 張山從 申請人:福建華科光電有限公司