專利名稱：波分復(fù)用光耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于光通信領(lǐng)域中的波分復(fù)用通信系統(tǒng)的波分復(fù)用耦合器，尤其涉及使用光濾波器的波分復(fù)用光耦合器。
背景技術(shù)：
PON(Passive Optical Network，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))作為一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于FTTx(Fiber To The x，x＝HHome，PPremise，CCurb or the like，光纖到家庭、企業(yè)、路邊，等等)，用于把光通信引入到用戶和基站之間的所謂通道系統(tǒng)(access system)。為此使用了針對(duì)從用戶到基站的上游數(shù)據(jù)以及從基站到用戶的下游數(shù)據(jù)具有不同波長(zhǎng)的光通量。此外，還有一種復(fù)用的情形，使用具有其他不同波長(zhǎng)的諸如圖像的模擬信號(hào)。例如，把1310nm波段用于上游數(shù)據(jù)，1490nm波段用于下游數(shù)據(jù)以及1550nm波段用于圖像信號(hào)。因此，在設(shè)置于基站端和用戶端的OLT(Optical LineTermination，光學(xué)線路終端)或ONT(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)中需要有用于復(fù)用/分離具有各自波長(zhǎng)的信號(hào)的波分復(fù)用光耦合器。
在背景技術(shù)中，用于上述目的的波分復(fù)用光耦合器通過(guò)如圖6所示的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了復(fù)用/分離三種波長(zhǎng)λ1，λ2，λ3，使用了三段分別具有三種帶通濾波器的光耦合器201，202，203，帶通濾波器通過(guò)串聯(lián)連接的三種不同波長(zhǎng)來(lái)構(gòu)成傳輸波長(zhǎng)(參見(jiàn)，例如，JP-A-54-17044)。該光耦合器稱為3端口耦合器，且使復(fù)用兩種波長(zhǎng)的入射光從光纖223(構(gòu)成公共端口，即光入射端口)入射時(shí)，兩種波長(zhǎng)區(qū)域的出射光通量可以分別從構(gòu)成兩個(gè)光出射端口的光纖224，225輸出。通過(guò)串聯(lián)連接3端口耦合器，可以分離3種或更多種波長(zhǎng)。此外，通過(guò)增加許多串聯(lián)連接，功能可以擴(kuò)展到復(fù)用/分離4種或更多種波段。此外，可以省略最后的光耦合器203。
至于3端口耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，已知一種在包括兩段光纖和準(zhǔn)直透鏡的雙芯準(zhǔn)直儀與包括一段光纖和準(zhǔn)直透鏡的單芯準(zhǔn)直儀之間插入帶通濾波器的類型，一種在以Y形分叉的光波導(dǎo)的分支部分插入帶通濾波器的類型，等等?？梢允褂镁哂?種邊緣濾波器(有長(zhǎng)波傳輸類型或短波傳輸類型)的光耦合器取代帶通濾波器，所述邊緣濾波器具有在三種波段的中部傳輸波段的邊緣部分(波長(zhǎng)邊緣)。
由于在利用每個(gè)濾波器的反射光的情形下不涉及濾波器的波長(zhǎng)特性的殘留反射的影響，到達(dá)背景技術(shù)的光耦合器的每個(gè)端口處的表征具有除預(yù)定波段以外的波長(zhǎng)的混合光所達(dá)到的程度的串?dāng)_阻量(隔離)通常為大約12dB，且即使是能夠適切地調(diào)整傳輸波動(dòng)，其上限最多達(dá)到大約18dB。因此，很難獲得針對(duì)所有通道的高的隔離(20dB或更高)。
此外，為了串聯(lián)連接兩段(或三段)耦合器，必須環(huán)繞光纖進(jìn)行引導(dǎo)，在這種情形下，為了防止發(fā)生光損耗，光纖的纏繞半徑不能減小到等于或小于恒定程度。由于需要包含光纖的柜子，因此耦合器不能由像通常的3端口耦合器中一樣的小尺寸管子構(gòu)成，耦合器變得尺寸很大。
此外，許多三端口耦合器的串聯(lián)連接的數(shù)量會(huì)增加許多部件，成本也會(huì)隨著上述數(shù)量而增加。
作為用于解決上述問(wèn)題的措施，已知一種光耦合器，重疊地插入多個(gè)具有不同邊緣波長(zhǎng)的邊緣濾波器來(lái)替代插入1片上述光濾波器(參見(jiàn)，例如，美國(guó)專利4,474,424號(hào))。這是一種通過(guò)分別改變各光濾波器的角度來(lái)改變從各濾波器反射的光通量的方向從而把具有不同波長(zhǎng)的光通量耦合至不同光纖的光耦合器。因此，可以通過(guò)一個(gè)不需要串聯(lián)連接3端口耦合器的一個(gè)光耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)三種或更多種波長(zhǎng)的分離，可解決上述大尺寸的結(jié)構(gòu)或部件數(shù)量增加的上述問(wèn)題。
然而，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，主要利用了通過(guò)各光濾波器反射的光通量，因此，不能解決由于殘留反射導(dǎo)致的僅能獲得大約12dB的隔離的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題實(shí)施本發(fā)明，其目的是提供具有高隔離、小尺寸以及價(jià)格便宜且能夠用于分離3種波長(zhǎng)或更多種波長(zhǎng)的波分復(fù)用光耦合器。
當(dāng)復(fù)用具有多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)的波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)從一段輸入光纖入射時(shí)，本發(fā)明的波分復(fù)用光耦合器具有分離(分解)波長(zhǎng)并分送至多個(gè)輸出光纖的功能，且由以下元件構(gòu)成輸入輸出光纖，從其端面復(fù)用多種波長(zhǎng)；以及透鏡，用于將從光纖射出的光通量轉(zhuǎn)換成平行光通量。
第一光濾波器組包括對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)光濾波器，使得其傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍沿著增強(qiáng)平行光通量的方向連續(xù)縮小。順便提及的是，光濾波器組的各濾波器以關(guān)于透鏡光軸的彼此不同的角度固定，使得包括在平行光通量中的預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光通量分別在預(yù)定方向上被反射。
一系列輸出光纖，其端面設(shè)置在這樣的位置在這些位置上由各個(gè)光濾波器反射的平行光通量被透鏡聚焦。
在具有這種結(jié)構(gòu)的波分復(fù)用光耦合器中，用于傳輸預(yù)定波長(zhǎng)范圍的第二光濾波器組設(shè)置在透鏡第一面和一系列輸出光纖的各端面之間，用于耦合由第一光濾波器組的各光濾波器反射的光通量。
盡管波分復(fù)用光耦合器的基本功能通過(guò)第一濾波器組而獲得，然而通過(guò)提供第二光濾波器組，可以清除第一濾波器組的殘留反射部分，因此，提升了波長(zhǎng)中的隔離。
優(yōu)選的是，透鏡是梯度指數(shù)棒形透鏡，且輸入光纖和一系列輸出光纖以這樣的方式支撐，即使得其光軸彼此平行。
通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，光耦合器的光軸基本上可以排成一條直線，且可以提供小尺寸以及便于集成的光耦合器。
優(yōu)選的是，使得設(shè)置成主要靠近透鏡一側(cè)的第一光濾波器組的光濾波器與透鏡的端面緊密接觸。
用于使光入射其上并出射光的梯度指數(shù)棒形透鏡的端面可以通過(guò)平面來(lái)構(gòu)成，從而，容易使平板形光濾波器與該平面緊密接觸。此外，容易使棒形透鏡的端面相對(duì)光軸傾斜，且通過(guò)使光濾波器與端面緊密接觸，可以容易地調(diào)整其角度。此外，通過(guò)使用其中光濾波器和透鏡彼此緊密接觸的帶濾波器的透鏡，可以減少部件數(shù)量，且有助于光耦合器的集成。
此外，優(yōu)選的是，由直接形成在梯度指數(shù)棒形透鏡端面上的介電多層膜構(gòu)成光濾波器。
通過(guò)在透鏡端面上直接形成光濾波器，容易大規(guī)模生產(chǎn)帶濾波器的透鏡。
此外，優(yōu)選的是，通過(guò)直接形成在相對(duì)于與屬于第一光濾波器組的光纖緊密接觸的端面的一側(cè)處的透鏡的一部分端面上或直接形成在各輸出光纖的端面上的介電多層膜來(lái)構(gòu)成第二光濾波器組的至少一部分光濾波器。
通過(guò)在透鏡或輸出光纖的端面上直接形成第二光濾波器組，顯然有助于波分復(fù)用光耦合器的集成。
優(yōu)選的是，由保持構(gòu)件(毛細(xì)管或套圈等類似構(gòu)件)保持輸入光纖和一系列輸出光纖，該保持構(gòu)件具有沿其縱向的多個(gè)細(xì)小的平行孔。
通過(guò)構(gòu)成所謂多芯光纖尾段，有助于光纖的操作和對(duì)準(zhǔn)。
優(yōu)選的是，除了上述組成元件，加入下列元件透鏡，用于對(duì)傳輸經(jīng)過(guò)第一光濾波器組的所有光濾波器的光通量進(jìn)行聚焦；以及輸出光纖，其端面設(shè)置在耦合被聚焦光通量的位置上。
從而，也能夠利用傳輸經(jīng)過(guò)第一光濾波器組的所有光濾波器的光。
優(yōu)選的是，在通過(guò)梯度指數(shù)棒形透鏡這種情形下形成透鏡，使得設(shè)置成主要靠近透鏡一側(cè)的第一光濾波器組的光濾波器與透鏡端面緊密接觸，且優(yōu)選的是，與上述類似地在其上直接形成介電多層膜。
與上述類似地，將很容易使得梯度指數(shù)棒形透鏡的端面關(guān)于光軸傾斜，因此，很容易通過(guò)使光濾波器與端面緊密接觸來(lái)設(shè)置光濾波器的角度。此外，可以減少部件數(shù)量并有助于集成。
優(yōu)選的是，由保持構(gòu)件保持輸出光纖，該保持構(gòu)件具有沿其縱向的細(xì)小孔。從而，有助于光纖的對(duì)準(zhǔn)。
優(yōu)選的是，如下構(gòu)成具有兩段與輸入光纖平行設(shè)置的輸出光纖的波分復(fù)用光耦合器，用于復(fù)用/分離三種波長(zhǎng)。
用于傳輸具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量并反射具有第三波長(zhǎng)的光通量的第一光濾波器直接形成在第一梯度指數(shù)棒形透鏡的端面上用于傳輸具有第一波長(zhǎng)的光通量并反射至少具有第二波長(zhǎng)的光通量的第二光濾波器的光入射面固定在第一透鏡的端面上，第一透鏡的該端面以關(guān)于透鏡光軸彼此不同的角度與第一濾波器緊密接觸。
第三輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置，即在該位置上由第一光濾波器反射的具有第三波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第一透鏡聚焦。
用于傳輸具有第三波長(zhǎng)的光通量且反射具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量的第三光濾波器直接形成在第三輸出光纖的端面和/或與用于通過(guò)具有第三波長(zhǎng)的光通量的端面相對(duì)的第一透鏡端面的一部分。
第二輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置，即在該位置上由第二光濾波器反射的具有第二波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第一透鏡和第一光濾波器聚焦。
用于傳輸至少具有第二波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一波長(zhǎng)的光通量的第四光濾波器直接形成在第二輸出光纖的端面的一部分上和/或與用于通過(guò)具有第二波長(zhǎng)的光通量的端面相對(duì)的第一透鏡的端面。
第一輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置，即在該位置上傳輸通過(guò)第一和第二光濾波器的具有第一波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第二透鏡聚焦。
通過(guò)上述構(gòu)造，能夠以低成本提供小尺寸以及具有高隔離特性的適用于三種波長(zhǎng)復(fù)用的光的波分復(fù)用光耦合器。
優(yōu)選的是，以關(guān)于光軸的預(yù)定角度形成位于與第一透鏡相對(duì)的一側(cè)處的第二透鏡的端面，并直接在該端面直接形成第二光濾波器。
當(dāng)?shù)诙鉃V波器也直接形成在透鏡端面上時(shí)，能夠進(jìn)一步減少部件數(shù)量，也能有助于集成。
該三種波長(zhǎng)被設(shè)置成分別包括1260至1360nm的波長(zhǎng)范圍，1480至1500nm以及1550至1560nm的波長(zhǎng)范圍。通過(guò)選擇波長(zhǎng)范圍，能夠通過(guò)適于現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)的波長(zhǎng)范圍傳輸用于FTTx的上游和下游數(shù)據(jù)以及模擬圖像信號(hào)。
優(yōu)選的是，構(gòu)造具有三段與輸入光纖平行設(shè)置的輸出光纖的波分復(fù)用光耦合器，用于復(fù)用/分離四種波長(zhǎng)。
通過(guò)以下部件構(gòu)造波分復(fù)用光耦合器帶濾波器的第一透鏡，使得用于傳輸具有第一、第二和第三波長(zhǎng)的光通量并反射具有第四波長(zhǎng)的光通量的第一光濾波器與第一透鏡的端面緊密接觸；帶濾波器的第二透鏡，使得用于傳輸具有第一波長(zhǎng)的光通量并反射至少具有第二波長(zhǎng)的光通量的第二光濾波器與第二透鏡的端面緊密接觸；以及設(shè)置在形成有第一和第二光濾波器的第一和第二透鏡的端面之間的光濾波器芯片，用于傳輸具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量并反射至少具有第三波長(zhǎng)的光通量，并且與各光濾波器緊密接觸的端面以及光濾波器芯片的光入射面分別設(shè)有關(guān)于第一透鏡光軸彼此不同的角度。
第四輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置，即在該位置上由第一光濾波器反射的具有第四波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第一透鏡聚焦。
用于傳輸具有第四波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一、第二和第三波長(zhǎng)的光通量的第四光濾波器直接形成在第四輸出光纖的端面和/或與用于通過(guò)具有第四波長(zhǎng)的光通量的端面相對(duì)的第一透鏡端面的一部分之上。
第二輸出光纖設(shè)置在這樣的位置，即在該位置上由第二光濾波器反射的具有第二波長(zhǎng)的光通量傳輸經(jīng)過(guò)第一光濾波器并通過(guò)第一透鏡聚焦。
用于傳輸至少具有第二波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一波長(zhǎng)的光通量的第六光濾波器直接形成在第二輸出光纖的端面和/或與用于通過(guò)具有第二波長(zhǎng)的光通量的端面相對(duì)的第一透鏡端面的一部分之上。
第三輸出光纖設(shè)置在這樣的位置，即在該位置上由光濾波器芯片反射的具有第三波長(zhǎng)的光通量傳輸經(jīng)過(guò)第一光濾波器并通過(guò)第一透鏡聚焦。
用于傳輸至少具有第三波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量的第五光濾波器直接形成在第二輸出光纖的端面和/或與用于通過(guò)具有第三波長(zhǎng)的光通量的端面相對(duì)的第一透鏡端面的一部分上。
第一輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置，即在該位置上傳輸經(jīng)過(guò)第一、第二和第三光濾波器的具有第一波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第二透鏡聚焦。
通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，能夠以低成本提供小尺寸且具有高隔離特性的適用于四種波長(zhǎng)復(fù)用的光的波分復(fù)用光耦合器。
優(yōu)選的是，帶有濾波器的第一和第二透鏡的光濾波器是介電多層膜且至少其中任意一個(gè)直接形成在透鏡端面上。
從而，即使是在用于分離四種波長(zhǎng)的波分復(fù)用光耦合器中，能夠減少部件數(shù)量，有助于集成并能以低成本提供波分復(fù)用光耦合器。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供具有高隔離特性且用來(lái)復(fù)用/分離3種或更多種波長(zhǎng)的波分復(fù)用耦合器。此外，能夠減少部件數(shù)量，從而有助于其集成并降低成本。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的用于三種波長(zhǎng)的波分復(fù)用光耦合器的實(shí)施例的剖面示意圖；圖2A和2B是說(shuō)明表示第二組光濾波器模式的例子的示意圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的用于三種波長(zhǎng)或兩種波長(zhǎng)的波分復(fù)用光耦合器的實(shí)施例的剖面示意圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的用于三種波長(zhǎng)或兩種波長(zhǎng)的波分復(fù)用光耦合器的實(shí)施例的一個(gè)例子的剖面示意圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的用于四種波長(zhǎng)的波分復(fù)用光耦合器的實(shí)施例的剖面示意圖；以及圖6是表示背景技術(shù)的波分復(fù)用光耦合器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。此外，附圖中的相同部件附以相同的標(biāo)記并省略其說(shuō)明。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的波分復(fù)用光耦合器的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。根據(jù)光耦合器，復(fù)用三種波長(zhǎng)1310，1490，1550nm的光信號(hào)作為入射光從用于入射光的光纖23(公共端口)入射，1310nm和1490nm的信號(hào)分別從用于出射光的光纖24，25(第二，第三端口)出射，且1550nm的信號(hào)從用于出射光的光纖26(第一端口)出射。以下將通過(guò)設(shè)定第一波長(zhǎng)λ1為1550nm，第二波長(zhǎng)λ2為1490nm以及第三波長(zhǎng)λ3為1310nm來(lái)說(shuō)明。
用于入射光的光纖23和用于出射光的光纖24，25這三段光纖由毛細(xì)管28保持，其在圓柱形玻璃上具有細(xì)小的通孔，從而其光軸彼此平行以構(gòu)成三芯光纖尾段21。第一梯度指數(shù)棒形透鏡31設(shè)置成相對(duì)于三芯光纖尾段21的端面。
優(yōu)選地，三芯光纖尾段21和梯度指數(shù)棒形透鏡31的端面相對(duì)于光軸傾斜大約4至8°，使得端面的反射光通量不會(huì)返回至光纖，并且優(yōu)選地，為了便于集成兩個(gè)端面基本上彼此平行。
梯度指數(shù)棒形透鏡31用來(lái)把從光纖23出射的光轉(zhuǎn)換成平行光并會(huì)聚從相對(duì)側(cè)的端面入射的平行光以便耦合至光纖24，25。即，三芯光纖準(zhǔn)直儀20由三芯光纖尾段21和梯度指數(shù)棒形透鏡31構(gòu)成。
類似地，一段用于出射光的光纖26由毛細(xì)管29保持以構(gòu)成單芯光纖尾段22。第二梯度指數(shù)棒形透鏡32相對(duì)于單芯光纖尾段22的端面設(shè)置。優(yōu)選地，單芯光纖尾段22和梯度指數(shù)棒形透鏡32的彼此相對(duì)的端面相對(duì)于光軸有所傾斜，且基本上彼此平行以防止反射光通量返回至光纖。
梯度指數(shù)棒形透鏡32用來(lái)會(huì)聚從其位于與對(duì)著光纖尾段的一側(cè)相反的一側(cè)的端面入射的平行光以便耦合至光纖26。即，通過(guò)把單芯光纖尾段22和梯度指數(shù)棒形透鏡32結(jié)合起來(lái)構(gòu)成單芯光纖準(zhǔn)直儀10。
通過(guò)使梯度指數(shù)棒形透鏡(下文簡(jiǎn)稱為透鏡)31和32彼此相對(duì)來(lái)設(shè)置三芯光纖準(zhǔn)直儀20和單芯光纖準(zhǔn)直儀10以便能夠耦合平行光通量。
總共有4片光邊緣濾波器，根據(jù)其在本發(fā)明的光耦合器中的排列位置分成兩組。如圖1所示，第一組光濾波器41，42設(shè)置在透鏡31和32之間。第二組光濾波器43，44設(shè)置在第一透鏡31和用于出射光的光纖24，25之間。在本實(shí)施例的情形下，光濾波器41和第二組光濾波器43，44的薄膜直接形成在透鏡31和與多個(gè)濾波器集成的第一濾波器33的兩個(gè)端面上。分別地，光濾波器43必須僅對(duì)耦合至光纖24的光起作用，光濾波器44必須僅對(duì)耦合至光濾波器25的光起作用，且光濾波器43和44不對(duì)從光纖23入射的光起作用。如圖2A所示，薄膜至少覆蓋與毛細(xì)管28端面上的光纖24，25的端面24a，25a相對(duì)的透鏡31端面上的位置24b，25b(為了便于說(shuō)明而給出圖示圓形標(biāo)記，實(shí)際上并不存在)。根據(jù)本實(shí)施例，如圖2B所示，濾波器43，44的薄膜僅覆蓋透鏡31四分之一的端面。
光濾波器42還直接形成在透鏡32的端面上以構(gòu)成具有第二濾波器34的透鏡。
這里，屬于第一組的光濾波器41傳輸λ1，λ2并反射λ3。盡管光濾波器41設(shè)計(jì)成使具有波長(zhǎng)λ1，λ2的傳輸光通量能獲得關(guān)于反射光的等于或大于40dB的隔離，由于在具有波長(zhǎng)λ3的反射光中殘留了λ1，λ2的反射部分，因此隔離大約是12dB。
此外，光濾波器42傳輸λ1并至少反射λ2。不特別規(guī)定其關(guān)于λ3的特性。這是因?yàn)楣鉃V波器42設(shè)置成使光濾波器41的傳輸光在其上入射，因此，光λ3由光濾波器41反射且?guī)缀醪豢赡艿竭_(dá)光濾波器42，從而不會(huì)造成問(wèn)題。傳輸光和反射光的隔離與光濾波器41的相類似。
同時(shí)，屬于第二組的光濾波器43反射λ1，λ2并傳輸λ3。光濾波器的特性可以次于光濾波器41，42且使得所傳輸光的隔離小于30dB以獲得＞40dB的隔離條件。由于由光濾波器41，42產(chǎn)生的反射隔離已提供給反射光，因此隔離小于30dB的便宜濾波器對(duì)于第二組濾波器43，44已經(jīng)足夠。此外，光濾波器44反射λ1并傳輸λ2。基于類似于上述情況的原因，不特別規(guī)定其關(guān)于λ3的特性。使其具有類似于光濾波器43的隔離特性。
應(yīng)用升起(lift-off)法以便如上所述地在透鏡端面部分形成用于光濾波器的介電多層膜。即，在沒(méi)有形成介電膜的部分涂覆上樹(shù)脂等材料以形成掩膜并在其上形成介電膜。接著，基體上的樹(shù)脂被溶劑所溶解以便與介電膜一起除去，從而僅在端面部分粘著介電多層光濾波器。此外，透鏡的端面在形成光濾波器之前設(shè)置有抗反射膜?？狗瓷淠ぞ哂惺箯?250nm到1650nm的整個(gè)波段的反射率等于或小于0.5％的特性。優(yōu)選地，在光纖尾段一側(cè)也設(shè)置抗反射膜。
從光纖23入射的具有波長(zhǎng)λ1，λ2，λ3的各光信號(hào)中，信號(hào)λ3(1310nm)由作為長(zhǎng)波傳輸型光濾波器(LWPF)的光濾波器41反射，并入射在與光纖23完全相反地排列的光纖24上。盡管如上所述反射光包括大約-12dB的具有波長(zhǎng)1490nm和1550nm的殘留反射光通量，這些光通量都由選擇性地形成在第一透鏡31反面上的作為短波傳輸型光濾波器(SWPF)的光濾波器43以大約-28dB的隔離除去，以便阻斷光纖24的端面，從而可以保證等于或大于35dB的隔離。
光纖24相對(duì)光纖23完全相反地設(shè)置，使得光纖準(zhǔn)直儀中的光路關(guān)于光軸對(duì)稱，從而便于兩段光纖和透鏡的對(duì)準(zhǔn)且將插入損耗減至最低。三芯光纖尾段21的外包層和帶濾波器的透鏡33通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑60固定起來(lái)，在光路中留下小的空隙。
在通過(guò)光濾波器41傳輸?shù)墓馔恐?，?(1490nm)的光通量由光濾波器42(LWPF)反射，再次經(jīng)由光濾波器41傳輸，然后通過(guò)光濾波器44(SWPF)傳輸并耦合至光纖25。信號(hào)通過(guò)光濾波器41兩次，因此，能保證關(guān)于具有波長(zhǎng)λ3(1310nm)的光的充分大的隔離。此外，殘留的λ1(1550nm)的反射光由光濾波器44以約-28dB的隔離移去，且可保證等于或大于35dB的關(guān)于λ2的隔離。
為了對(duì)準(zhǔn)以便使光濾波器42的反射光耦合至光纖25，調(diào)整形成有光濾波器42的第二透鏡32(帶濾波器34的透鏡)的光軸角度，然后，具有光濾波器41的帶濾波器33的透鏡的外圍部分由粘結(jié)劑固定，在光路上留下小的空隙。此外，為了盡可能小地控制第二透鏡32相對(duì)于第一透鏡31的傾斜，通過(guò)事先把形成濾波器42的第二透鏡32的端面角度相對(duì)于透鏡光軸傾斜一定度數(shù)的角度，來(lái)進(jìn)行拋光處理。
通過(guò)光濾波器41和光濾波器42傳輸?shù)脑诓ǘ?310nm和1490nm的光通量成分都充分衰減約40dB，以形成其隔離等于或大于35dB的具有1550nm波長(zhǎng)的信號(hào)光通量。對(duì)準(zhǔn)單芯光纖尾段，以便使光通量以最小損耗耦合至光纖26，且第二透鏡32(帶濾波器的透鏡)和單芯光纖尾段22固定起來(lái)，在光路中留下小的空隙。
各個(gè)光濾波器的特性和各端口的特性總結(jié)如表1所示。


如上所述，經(jīng)光濾波器41和42傳輸?shù)墓馔狂詈现料鄳?yīng)于光纖26的第一端口。具有波長(zhǎng)λ3和λ2的光通量通過(guò)反射在光濾波器41和42處衰減40dB或更多。具有波長(zhǎng)λ1的光通量耦合至關(guān)于λ1具有充分隔離的第一端口。
由光濾波器41所反射和經(jīng)過(guò)光濾波器43所傳輸?shù)墓馔狂詈现料鄳?yīng)于光纖24的第二端口。在光濾波器41處，具有波長(zhǎng)λ2和λ1的光通量分別衰減約12dB。順便提一句，由于這些光學(xué)薄膜的特質(zhì)，與傳輸光通量相比反射光通量的隔離特性通常較差一些。由光濾波器41反射的光通量中，部分光通量傳輸通過(guò)濾波器43，使得具有波長(zhǎng)λ3的光通量耦合至關(guān)于λ3具有充分隔離的第二端口。
至于相應(yīng)于光纖25的第三端口，傳輸通過(guò)光濾波器41并由光濾波器42反射且隨后再次傳輸通過(guò)光濾波器41和光濾波器44的光通量被耦合至第三端口。在整個(gè)傳輸過(guò)程中，光濾波器41提供約40dB的衰減給具有波長(zhǎng)λ3的光通量。光濾波器41提供關(guān)于波長(zhǎng)λ3的約40dB的衰減給由光濾波器42反射的光通量。由此在第三端口處獲得對(duì)波長(zhǎng)λ3的充分隔離。同時(shí)，光濾波器42提供關(guān)于波長(zhǎng)λ1的衰減。在光濾波器42處的反射光通量關(guān)于波長(zhǎng)λ1的衰減預(yù)計(jì)不會(huì)達(dá)到40dB的高值。僅為約12dB或稍高一些。這樣，在光濾波器42處的反射光通量再次傳輸通過(guò)光濾波器41，并傳輸通過(guò)光濾波器44，其提供對(duì)于波長(zhǎng)λ1的進(jìn)一步衰減。因此，具有波長(zhǎng)λ2的光通量耦合至關(guān)于λ2有著充分隔離的第三端口。
如上所述，表1表示在第一至第三端口的每一個(gè)關(guān)于相應(yīng)波長(zhǎng)λ1-λ3所能夠獲得的充分隔離。
順便提及的是，在對(duì)準(zhǔn)和固定光纖26一側(cè)的第二透鏡32和單芯光纖尾段22過(guò)程中，對(duì)準(zhǔn)光纖25時(shí)需要調(diào)整透鏡32的角度，從而，使用事先固定透鏡和單芯光纖尾段所構(gòu)成的單芯光纖準(zhǔn)直儀并不好。因?yàn)楫?dāng)透鏡32的角度改變時(shí)，用于對(duì)光纖26聚焦的點(diǎn)也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，因此，角度和位置兩者需要同時(shí)優(yōu)化。如上例所述，首先固定透鏡32、隨后固定尾段22的操作是容易的。因此，在本實(shí)施例的情形下，優(yōu)選的是完成對(duì)準(zhǔn)固定所有部分，然后蓋上保護(hù)用的容器以便形成最后的模式。一個(gè)外部封裝結(jié)構(gòu)的例子是，直徑為5.5mm而長(zhǎng)度為約40mm。本發(fā)明可以通過(guò)例如幾個(gè)毫米直徑和幾十毫米長(zhǎng)度的小管封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)。
從而，可實(shí)現(xiàn)其所有端口的插入損耗等于或小于1.0dB且隔離等于或大于35dB的四端口型三種波長(zhǎng)WDM耦合器。
根據(jù)本實(shí)施例，為了便于相應(yīng)于三芯光纖尾段而選擇性地形成光濾波器43，44，采用呈線對(duì)稱矩形排列的四孔玻璃毛細(xì)管種的三個(gè)孔。從而，光濾波器的邊緣能以線形構(gòu)成并有利于形成升起(lift-off)用掩膜。當(dāng)孔中的間隔落在150至250μm的范圍內(nèi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)極好的濾波器排列而不會(huì)干涉各孔。
在上面所述的例子中，傳輸?shù)焦饫w26的波長(zhǎng)可以是1310nm或1490nm。此外，每個(gè)光濾波器還可以由帶通濾波器構(gòu)成。自然，所采用的波長(zhǎng)并不局限于上例中的三種波長(zhǎng)。例如，各波長(zhǎng)可以在1260至1360nm，1480nm至1500nm，以及1550至1560nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)選擇。
光濾波器43，44可以是任何形狀，只要各形狀僅對(duì)耦合至光纖24，25的光通量起作用而不對(duì)從光纖23入射的光起作用，且不局限于上述覆蓋端面四分之一的形狀即可。
此外，并不是必須在透鏡31的端面上形成光學(xué)濾波器43，44。其兩者或任意一個(gè)可以形成在三芯光纖尾段21的端面上，即，光纖的端面上。
下面，將參考圖3說(shuō)明第二實(shí)施例。根據(jù)第一實(shí)施例不必在透鏡或毛細(xì)管的端面上直接形成光濾波器薄膜，也可以利用光濾波器芯片。根據(jù)本實(shí)施例，不在第二透鏡的端面上形成光濾波器薄膜而采用光濾波器芯片。
在這種情形下，盡管光濾波器41的反射光類似地耦合和對(duì)準(zhǔn)到光纖24上，然后，光濾波器芯片52由真空吸附夾具保持并這樣對(duì)準(zhǔn)使得其中把反射光耦合到光纖25的損耗減到最低，然后，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑60固定到帶濾波器的透鏡33上，其外圍已形成有光濾波器41，43，44，從而形成三芯光纖準(zhǔn)直儀20。
圖4表示集成和安裝波分復(fù)用光耦合器的模式。如下所述進(jìn)行集成。在單芯光纖準(zhǔn)直儀10的一側(cè)，透鏡32和單芯光纖尾段22在玻璃管71的內(nèi)部光軸方向上對(duì)準(zhǔn)，然后固定粘結(jié)到一起，其外表面鍍金的金屬管73覆蓋其上并粘合，從而構(gòu)成單芯光纖準(zhǔn)直儀10。
同時(shí)，在完成了對(duì)準(zhǔn)的三芯光纖準(zhǔn)直儀20一側(cè)，尾段部分覆蓋有比尾段部分短的玻璃管72，類似于單芯側(cè)的金屬管74覆蓋其上以便粘合。由于玻璃管72作為間隔物，與透鏡和尾段粘結(jié)在一起的金屬管74的一部分制成中空狀態(tài)。單芯和三芯光纖準(zhǔn)直儀10，20在開(kāi)有多個(gè)孔的鍍金金屬管75的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)以便通過(guò)焊接固定，使得耦合損耗減到最低，隨后由焊料62固定地密封。然后，有機(jī)硅樹(shù)脂填充入金屬管75之中，端帽(未示出)蓋在其兩端，從而完成管型封裝。作為外部封裝結(jié)構(gòu)，直徑為5.5mm，長(zhǎng)度為約40mm。
類似于第一實(shí)施例，可實(shí)現(xiàn)其所有端口的插入損耗等于或小于1.0dB且隔離等于或大于35dB的四端口型三種波長(zhǎng)WDM耦合器。
將參考圖5說(shuō)明作為第三實(shí)施例的4波分復(fù)用光耦合器。同樣地在該情形中，耦合器具有類似于第一或第二實(shí)施例的功能，且能通過(guò)基本類似的步驟集成，除了波長(zhǎng)數(shù)目是4個(gè)以外。
在光耦合器的情形中，復(fù)用1310，1490，1550，1625nm這4種波長(zhǎng)的光信號(hào)從輸入光纖123入射，1310，1490，1550nm這3種信號(hào)分別從輸出光纖124，125，126出射而1625nm的信號(hào)從輸出光纖127出射。以下將通過(guò)設(shè)定第一波長(zhǎng)λ1為1625nm，第二波長(zhǎng)λ2為1550nm，第三波長(zhǎng)λ3為1490nm以及第四波長(zhǎng)λ4為1310nm來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
輸入光纖123和輸出光纖的三段光纖124，125，126由毛細(xì)管128支撐，使得其光軸彼此平行以便形成四芯光纖尾段121。梯度指數(shù)棒形透鏡31設(shè)置成與4芯光纖尾段121的端面相對(duì)。
透鏡31用來(lái)把從光纖123出射的光通量轉(zhuǎn)換成平行光通量并會(huì)聚從相對(duì)側(cè)的端面入射的平行光以便耦合至光纖124，125，126。即，4芯光纖準(zhǔn)直儀120通過(guò)結(jié)合4芯光纖尾段121和透鏡31而被構(gòu)成。
類似地，一段輸出光纖127由毛細(xì)管29保持以構(gòu)成單芯光纖尾段22。梯度指數(shù)棒形透鏡32相對(duì)于單芯光纖尾段22的端面設(shè)置。
總共有6片光邊緣濾波器或帶通濾波器，根據(jù)其在本發(fā)明的光耦合器中的排列位置分成兩組。如圖5所示，第一組光濾波器141，142，152設(shè)置在第一透鏡31和第二透鏡32之間。第二組光濾波器143，144，145設(shè)置在第一透鏡31和輸出光纖124，125，126之間。在本實(shí)施例的情形下，光濾波器141和光濾波器143，144，145的薄膜直接形成在第一透鏡31的兩個(gè)端面上并集成為帶濾波器的透鏡。順便提及的是，如圖5所示，光濾波器143，144，145的薄膜形成為僅覆蓋第一透鏡31端面上的一部分(例如，四分之一部分)以便僅對(duì)分別耦合至光纖124，125，126的光通量起作用。光濾波器142的薄膜也直接形成在第二透鏡32的端面上以構(gòu)成帶濾波器的透鏡。光濾波器152是光濾波器芯片。
這里，屬于第一組的光濾波器141傳輸λ1，λ2，λ3并反射λ4。盡管光濾波器141設(shè)計(jì)成所傳輸?shù)木哂胁ㄩL(zhǎng)λ1，λ2，λ3的光通量獲得關(guān)于反射光通量的等于或大于40dB的隔離，由于在波長(zhǎng)為λ4的反射光中殘留有λ1，λ2，λ3的反射成分，因此，隔離大約是12dB。
此外，光濾波器142傳輸λ1并至少反射λ2。不特別規(guī)定其關(guān)于λ3，λ4的特性。由于光濾波器142設(shè)置成使得光濾波器141，152的傳輸光通量入射其上，因此λ3，λ4的光通量由光濾波器141，152反射并幾乎不到達(dá)光濾波器142，從而不會(huì)造成問(wèn)題。傳輸光或反射光的隔離類似于光濾波器141的隔離。
此外，光濾波器芯片152傳輸λ1，λ2并至少反射λ3。不特別規(guī)定其關(guān)于λ4的特性。這是因?yàn)楣鉃V波器芯片152設(shè)置成使得光濾波器141的傳輸光入射其上，從而λ4的光由光濾波器141反射并幾乎不會(huì)到達(dá)光濾波器芯片152，因此不會(huì)造成問(wèn)題。傳輸光或反射光的隔離類似于光濾波器141的隔離。
同時(shí)，屬于第二組的光濾波器143反射λ1，λ2，λ3并傳輸λ4。光濾波器的特性可以比光濾波器141，142的特性稍差一些，傳輸光的隔離可以設(shè)為低于30dB。此外，光濾波器144至少反射λ1，λ2并傳輸λ3。類似于上述原因不特別規(guī)定其關(guān)于λ4的特性。其隔離特性設(shè)成類似于光濾波器143的隔離特性。光濾波器145至少反射λ1并傳輸λ2。類似于上述原因不特別規(guī)定其關(guān)于λ3，λ4的特性。其隔離特性設(shè)成類似于光濾波器143的隔離特性。
在具有波長(zhǎng)λ1至λ4的從光纖123入射的各光信號(hào)中，信號(hào)λ4(1310nm)由作為長(zhǎng)波傳輸型光濾波器(LWPF)的光濾波器141反射并入射在與光纖123完全相反地排列的光纖124上。盡管反射光包括具有大約-12dB的波長(zhǎng)為λ1至λ3的殘留光通量，然而這些光通量由光濾波器143移除，所述光濾波器143是選擇性地形成在第一透鏡31反面上、從而以大約-28dB的隔離阻斷光纖124的端面的帶通光濾波器(BPF)，從而可以保證等于或大于35dB的隔離。
4芯光纖尾段的外包層和帶濾波器的透鏡通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑固定在一起，在光路中留下小的空隙。
在傳輸通過(guò)光濾波器141的光通量中，波長(zhǎng)為λ3(1490nm)的光通量由光濾波器芯片152(LWPF)反射并再次傳輸通過(guò)光濾波器141，然后傳輸通過(guò)光濾波器144(BPF)，以便耦合至光纖125。信號(hào)兩次傳輸經(jīng)過(guò)光濾波器141，從而可以保證關(guān)于具有波長(zhǎng)λ4(1310nm)的光有充分大的隔離。此外，波長(zhǎng)為λ2(1550nm)和λ1(1625nm)的殘留反射光通量由光濾波器144清除，可保證等于或大于35dB的隔離。
在傳輸通過(guò)光濾波器芯片152的光束中，波長(zhǎng)為λ2(1550nm)的光通量由光濾波器142(LWPF)反射并再次傳輸通過(guò)光濾波器152，141以及傳輸通過(guò)光濾波器145(BPF)，以便耦合至光纖126。由于信號(hào)兩次傳輸經(jīng)過(guò)光濾波器141，142，能夠保證關(guān)于波長(zhǎng)為λ4(1310nm)和λ3(1490nm)的光通量的充分大的隔離。此外，波長(zhǎng)為λ1(1625nm)的殘留反射光由光濾波器145清除，并保證等于或大于35dB的隔離。
為了對(duì)準(zhǔn)并把光濾波器芯片152的反射光通量耦合至光纖125，光濾波器芯片由真空吸附夾具保持并對(duì)準(zhǔn)，使得反射光通量的耦合至光纖125的損耗減到最低，然后固定到透鏡31(帶濾波器的透鏡)上，其外包層已經(jīng)通過(guò)環(huán)氧粘結(jié)劑60與光濾波器141連起來(lái)，而在光路中留下小的空隙。
接下來(lái)，調(diào)整形成有光濾波器142的第二透鏡32(帶濾波器的透鏡)的光軸角度，然后把第二透鏡固定到帶濾波器的透鏡的外圍部分，所述透鏡已通過(guò)環(huán)氧粘結(jié)劑60和光濾波器芯片152粘在一起而類似地在光路中留下小的空隙。此外，為了使第二透鏡32相對(duì)于第一透鏡31的傾斜盡可能小，通過(guò)事先把形成有濾波器142的第二透鏡32的端面角度相對(duì)于透鏡光軸傾斜2度，來(lái)進(jìn)行拋光處理。
此外，充分衰減傳輸通過(guò)光濾波器141，152和142的在λ2至λ4波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光通量的一部分，以形成具有等于或大于35dB的隔離的波長(zhǎng)為λ1(1625nm)的信號(hào)光通量。對(duì)準(zhǔn)單芯光纖尾段22，使得光通量以最小損耗耦合至光纖127，且第二透鏡32(帶濾波器的透鏡)和單芯光纖尾段22通過(guò)環(huán)氧粘結(jié)劑固定起來(lái)，而在光路中留下小的空隙。
所有這些部分都固定起來(lái)，然后包在金屬管內(nèi)部，金屬管填充有機(jī)硅樹(shù)脂。金屬管的兩端都由保護(hù)光纖的端帽密封起來(lái)，從而完成將波分復(fù)用光耦合器安裝到管型封裝。
此外，在本實(shí)施例的情形下，用于三種波長(zhǎng)的波分復(fù)用光耦合器也可以通過(guò)省略了如圖5中的斷線所示部分的單芯光纖準(zhǔn)直儀的結(jié)構(gòu)而被構(gòu)成。然而，也就沒(méi)有了形成有光濾波器142的透鏡，因此必須利用光濾波器芯片分別對(duì)準(zhǔn)耦合器。
在上述例子中，傳輸通過(guò)光纖127的波長(zhǎng)可以是除1550nm以外的其他波長(zhǎng)。此外，可以通過(guò)使用帶通濾波器構(gòu)造各個(gè)光濾波器。自然，所使用的波長(zhǎng)不局限于上述例子中的4種波長(zhǎng)。例如，各波長(zhǎng)可以在1260至1360nm，1460至1530nm，1530至1625nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)選擇。
此外，并不是必須在透鏡31的端面上形成光濾波器143，144，145。其中所有的或任意一個(gè)都可以形成在三芯光纖尾段121的端面上，即，光纖的端面上。
盡管任何上述關(guān)于波分復(fù)用光耦合器的實(shí)施例中都給出了關(guān)于用來(lái)分離波長(zhǎng)復(fù)用光的光信號(hào)分離器的功能的說(shuō)明，通過(guò)多路復(fù)用3至4種波長(zhǎng)的光信號(hào)也可以采用具有完全相同的結(jié)構(gòu)的光耦合器作為耦合到一段光纖上的光復(fù)用器。在這種情形下，上述說(shuō)明中的輸入光纖成為輸出光纖，且各輸出光纖成為用于入射光的輸入光纖。
此外，上述實(shí)施例中的波分復(fù)用光耦合器具有輸出3至4種波長(zhǎng)至不同端口的功能。然而，通過(guò)選擇光濾波器的特性，類似地可以實(shí)現(xiàn)例如用于輸出同時(shí)具有波長(zhǎng)1310nm和1490nm的信號(hào)至第一端口和1550nm的信號(hào)至第二端口的光耦合器，或者用于即使是輸入三種波長(zhǎng)的信號(hào)時(shí)也只把兩種波長(zhǎng)1310nm和1490nm的信號(hào)分別輸出至不同端口的光耦合器等等。
此外，本發(fā)明的波分復(fù)用光耦合器可以不僅集成到OLT，ONU，還可以不同地應(yīng)用到其他光電(O/E)或電光(E/O)裝置中。
權(quán)利要求
1.一種波分復(fù)用光耦合器，包括輸入光纖，用于從其端面射出多種波長(zhǎng)復(fù)用的光通量；透鏡，具有第一面和第二面，從輸入光纖射出的光通量輸入至該第一面，并且轉(zhuǎn)換成平行光通量的光通量從該第二面射出；第一光濾波器組，包括多個(gè)光濾波器，預(yù)定波長(zhǎng)范圍的光傳輸經(jīng)過(guò)該多個(gè)光濾波器，且該多個(gè)光濾波器分別沿著平行光通量前進(jìn)的方向?qū)?zhǔn)，以便以關(guān)于透鏡光軸的彼此不同的角度固定在透鏡第二面的一側(cè)，使得包括在平行光通量中的預(yù)定波長(zhǎng)范圍的光通量分別以預(yù)定方向反射；以及一系列輸出光纖，其端面設(shè)置在這樣的位置在這些位置上由第一光濾波器組的各光濾波器處理的平行光通量分別通過(guò)輸入至第二面并從透鏡第一面射出而聚焦；其中，用于傳輸預(yù)定波長(zhǎng)范圍的第二光濾波器組設(shè)置在透鏡第一面和一系列輸出光纖的各端面之間，用于耦合由第一光濾波器組的各光濾波器反射的光通量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，透鏡是具有對(duì)應(yīng)于第一面的第一端面和對(duì)應(yīng)于第二面的第二端面的梯度指數(shù)棒形透鏡，且輸入光纖和一系列輸出光纖以這樣的方式被保持即，使得其光軸彼此平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，使得設(shè)置成主要靠近透鏡第二端面一側(cè)的第一光濾波器組的光濾波器與透鏡的第二端面緊密接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，與透鏡的第二端面緊密接觸的光濾波器由直接形成在透鏡端面上的介電多層膜構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，屬于第二光濾波器組的光濾波器的至少一部分是介電多層膜并直接形成在透鏡第一端面的一部分上，該透鏡第一端面位于與屬于第一光濾波器組的光濾波器緊密接觸的透鏡端面的相反側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，第二光濾波器組的光濾波器的至少一部分是介電多層膜且直接形成在各輸出光纖的端面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，輸入光纖和一系列輸出光纖由保持構(gòu)件保持，該保持構(gòu)件具有沿其縱向的多個(gè)細(xì)小的平行通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用光耦合器，還包括具有第三面和第四面的透鏡，傳輸經(jīng)過(guò)第一光濾波器組的所有光濾波器的光通量從該第三面輸入，并且光通量從該第四面射出；以及至少一個(gè)輸出光纖，其端面設(shè)置在耦合聚焦光通量的位置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，透鏡是具有對(duì)應(yīng)于第三面的第三端面和對(duì)應(yīng)于第四面的第四端面的梯度指數(shù)棒形透鏡，且使得設(shè)置成主要靠近透鏡第三端面一側(cè)的第一光濾波器組的光濾波器與透鏡的第三端面緊密接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，與透鏡第三端面緊密接觸的光濾波器是介電多層膜并直接形成在透鏡的端面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，所述至少一個(gè)輸出光纖由保持構(gòu)件保持，該保持構(gòu)件具有沿其縱向的細(xì)小通孔。
12.一種波分復(fù)用光耦合器，包括輸入光纖，用于從其端面射出多種波長(zhǎng)復(fù)用的光通量；具有第一面和第二面的第一透鏡，從輸入光纖射出的光通量輸入該第一面并且轉(zhuǎn)換成平行光通量的光通量從該第二面射出；第一，第二和第三輸出光纖，其中兩個(gè)平行于輸入光纖設(shè)置，用于復(fù)用/分離三種波長(zhǎng)；用于傳輸具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量并反射具有第三波長(zhǎng)的光通量的第一光濾波器直接形成在相應(yīng)于第一透鏡第二面的第二端面上；第二光濾波器，用于傳輸具有第一波長(zhǎng)的光通量并反射至少具有第二波長(zhǎng)的光通量，使得固定在第一透鏡的第二端面上的第二光濾波器的光入射面以關(guān)于第一透鏡光軸的彼此不同的角度與第一濾波器緊密接觸；第三輸出光纖，其端面設(shè)置在這樣的位置即在該位置上由第一光濾波器反射的具有第三波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第一透鏡聚焦；用于傳輸具有第三波長(zhǎng)的光通量以及反射具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量的第三光濾波器直接形成在第三輸出光纖的端面和與第三輸出光纖的端面相對(duì)的相應(yīng)于第一透鏡第一面的第一端面中的至少一端面之上；第二輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置即，在該位置上由第二光濾波器反射的具有第二波長(zhǎng)的光通量由第一透鏡通過(guò)第一光濾波器聚焦；用于傳輸至少具有第二波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一波長(zhǎng)的光通量的第四光濾波器直接形成在第二輸出光纖的端面和與第二輸出光纖的端面相對(duì)的第一透鏡的第一端面中的至少一個(gè)端面之上；以及第一輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置即，在該位置上傳輸通過(guò)第一和第二光濾波器的具有第一波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第二透鏡聚焦。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，位于第一透鏡相對(duì)一側(cè)的第二透鏡的第三端面以關(guān)于第二透鏡光軸的預(yù)定角度設(shè)置，且第二光濾波器直接形成在第二透鏡的端面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，三種波長(zhǎng)分別包括波長(zhǎng)范圍1260至1360nm，1480至1500nm以及1550至1560nm。
15.一種波分復(fù)用光耦合器，包括輸入光纖，用于從其端面射出多種波長(zhǎng)復(fù)用的光通量；第一，第二，第三和第四輸出光纖，其中三個(gè)與輸入光纖平行設(shè)置，用于復(fù)用/分離四種波長(zhǎng)；第一透鏡，使得其中用于傳輸具有第一、第二和第三波長(zhǎng)的光通量并反射具有第四波長(zhǎng)的光通量的第一光濾波器與第一透鏡的第二端面緊密接觸；第二透鏡，使得其中用于傳輸具有第一波長(zhǎng)的光通量并反射至少具有第二波長(zhǎng)的光通量的第二光濾波器與第二透鏡的第三端面接觸；以及設(shè)置在具有第一和第二光濾波器的第一和第二透鏡的端面之間的光濾波器芯片，光濾波器芯片傳輸具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量并反射至少具有第三波長(zhǎng)的光通量；其中，各光濾波器的光入射面分別以關(guān)于第一透鏡光軸的彼此不同的角度設(shè)置；第四輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置即，在該位置上由第一光濾波器反射的具有第四波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第一透鏡聚焦；用于傳輸具有第四波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一、第二和第三波長(zhǎng)的光通量的第四光濾波器直接形成在第四輸出光纖的端面和與第四輸出光纖的端面相對(duì)的第一透鏡的第一端面中的至少一個(gè)端面之上；第二輸出光纖設(shè)置在這樣的位置即，在該位置上由第二光濾波器反射的具有第二波長(zhǎng)的光通量通過(guò)傳輸經(jīng)過(guò)光濾波器芯片和第一光濾波器而聚焦并通過(guò)第一透鏡聚焦；用于傳輸至少具有第二波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一波長(zhǎng)的光通量的第六光濾波器直接形成在第二輸出光纖的端面和與第二輸出光纖的端面相對(duì)的第一透鏡的第一端面中的至少一個(gè)端面之上；第三輸出光纖設(shè)置在這樣的位置即，在該位置上由光濾波器芯片反射的具有第三波長(zhǎng)的光通量傳輸經(jīng)過(guò)第一光濾波器并通過(guò)第一透鏡聚焦；用于傳輸至少具有第三波長(zhǎng)的光通量并反射具有第一和第二波長(zhǎng)的光通量的第五光濾波器直接形成在第三輸出光纖的端面和與第三輸出光纖的端面相對(duì)的第一透鏡的第一端面中的至少一個(gè)端面之上；并且第一輸出光纖的端面設(shè)置在這樣的位置即，在該位置上傳輸經(jīng)過(guò)第一、第二和第三光濾波器的具有第一波長(zhǎng)的光通量通過(guò)第二透鏡聚焦。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的波分復(fù)用光耦合器，其中，用于帶濾波器的第一和第二透鏡的光濾波器是介電多層膜且至少其中任意一個(gè)直接形成在透鏡的端面上。
全文摘要
一種波分復(fù)用光耦合器，包括用于多種波長(zhǎng)的輸入光纖；用于把來(lái)自輸入光纖的光轉(zhuǎn)換成平行光的透鏡；第一光濾波器組，包括沿平行光通量對(duì)準(zhǔn)使其以彼此不同的角度固定的光濾波器，使得預(yù)定波長(zhǎng)范圍的光通量在各方向上反射；以及光通量耦合所至的輸出光纖；其中用于傳輸預(yù)定波長(zhǎng)范圍的第二光濾波器組設(shè)置在透鏡第一面和一系列輸出光纖的各端面之間，用于耦合由第一濾波器組的各光濾波器所反射的光通量。
文檔編號(hào)G02B6/32GK1651948SQ20051000570
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者橋爪秀樹(shù), 陸海光, 武內(nèi)健一郎 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社