專利名稱：用于將光耦合到光波導(dǎo)中的光學(xué)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于光耦合的光學(xué)組件，尤其是涉及用于將光從背向反射敏感的 光源耦合到光波導(dǎo)中的光學(xué)組件。
背景技術(shù)：
在光纖通信中，來自光源的光，例如來自激光器或發(fā)光二極管(LED)的光以高速 率使用數(shù)據(jù)流而被調(diào)制，并通過在兩個(gè)或多個(gè)地理位置之間的一段光纖而被傳輸。激光器 通常使用透鏡被耦合到光纖。光纖通信中的一個(gè)問題是從光纖到激光器光源的光反饋或背向反射會(huì)影響激光 器操作并在經(jīng)調(diào)制的光信號(hào)的上升和下降邊緣的計(jì)時(shí)中引起抖動(dòng)。光反饋的影響對(duì)單模激 光器，例如1310nm垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)或分布式反饋(DFB)激光器，是最嚴(yán)重的， 但對(duì)多模激光器例如850nm VCSEL或法布里-珀羅(FP)激光器也是明顯的。因此，存在著 對(duì)減少由于來自光纖頂端的反射而產(chǎn)生的進(jìn)入單模激光器和多模激光器的光反饋的需要。在通過引用并入本文的美國專利6，822，794或6，856，460中，Coleman等人公開 了一種衍射光學(xué)元件，其用于將激光器所發(fā)出的光發(fā)射到光纖中，同時(shí)減少進(jìn)入激光器的 光反饋。參考圖1A，示出了 Coleman等人的光耦合系統(tǒng)10。系統(tǒng)10具有激光器光源11、具 有衍射面15和折射面16的雙凸傳遞透鏡14、以及多模光纖12。衍射面15具有由圖B所 示的旋渦圖案所表示的空間非均勻光學(xué)相位延遲函數(shù)。旋渦圖案是徑向和軸向?qū)ΨQ圖案的 組合，并被構(gòu)造成在多模光纖12處產(chǎn)生特定的光束發(fā)射條件，在此處多模光纖12的中心被 避免。當(dāng)多模光纖12的中心被避免時(shí)，光耦合系統(tǒng)10的模式色散性能提高了。此外，進(jìn)入 激光器11的背向反射由于衍射面15的存在而減少了，這使遠(yuǎn)離光源11的孔17反射的光 重定向。在通過引用并入本文的美國專利6，807, 336中，van Haasteren公開了具有在數(shù) 學(xué)上由圓錐、錐面和螺旋面分量的和描述的表面的光學(xué)透鏡。該透鏡適合于將光發(fā)射到多 模光纖中，因?yàn)樘囟ǖ谋砻孑喞獙?dǎo)致在光纖頂端處產(chǎn)生環(huán)形光分布圖案，以便避免光纖的 中心。當(dāng)光纖中心被避免時(shí)，模式色散減少了。到激光器光源的光反饋也減少了。這些現(xiàn)有技術(shù)方法的一個(gè)缺點(diǎn)是對(duì)光學(xué)失調(diào)所增加的敏感度?，F(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜透 鏡在光纖頂端處產(chǎn)生相對(duì)大的斑點(diǎn)。由于大的斑點(diǎn)尺寸，聚焦的激光束可能在光纖處被截 短，導(dǎo)致功率損耗和可靠性問題?，F(xiàn)有技術(shù)的激光器到光纖耦合器的組件所需要的緊密公 差導(dǎo)致高制造成本。因此就存在著對(duì)用于將光耦合到光纖中的失調(diào)容忍光學(xué)組件的需要，該組件具有 進(jìn)入光源的低水平的光反饋。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種光學(xué)組件，其包括具有用于發(fā)射光的孔的光源、具有用于 接收光的孔的光波導(dǎo)、以及用于將從光源孔發(fā)射的光耦合到光波導(dǎo)孔中的透鏡，其中透鏡 具有由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度(sag)分量和旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量疊加而組成的垂度，其中由于從波
4導(dǎo)反射的光在光源處形成環(huán)形斑點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量用于減少從波導(dǎo)反射的光回到光 源孔中的耦合，由此被反射的光的至少一部分圍繞光源孔，且其中旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的垂度分量是 沒有錐面垂度分量的球面垂度分量或非球面垂度分量之一。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光學(xué)組件的殼體與透鏡單片地集成，使得光源和光波導(dǎo) 被殼體支持。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，進(jìn)一步提供了用于當(dāng)來自光源的光被耦合到光波導(dǎo)中時(shí) 減少背向反射的方法，其包括提供用于將從光源的孔發(fā)射的光耦合到光波導(dǎo)的孔中的透 鏡，其中透鏡具有表面，該表面具有由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量和旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量的疊加組 成的垂度，其中由于從波導(dǎo)反射的光的至少一部分圍繞光源孔，旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量用于 減少從波導(dǎo)反射的光回到光源孔中的耦合，且其中旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量是沒有錐面垂度分量 的球面垂度分量或非球面垂度分量之一。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述示例性的實(shí)施方式，其中圖IA是包括具有衍射面的透鏡的傳統(tǒng)光耦合系統(tǒng)的圖示；圖IB是圖IA的光耦合系統(tǒng)的衍射面的平面2是根據(jù)本發(fā)明的用于耦合光的光學(xué)組件的等距視圖；圖3A示出圖2的透鏡表面的非球面垂度分量和圓錐形透鏡的錐面垂度分量的垂 度曲線；圖3B示出圖2的光學(xué)組件的透鏡表面的螺旋面垂度分量和分段螺旋面垂度分量 的垂度曲線；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的在光線頂端處聚焦的并從其反射回光源上的光的點(diǎn)列圖；圖5A和5B分別是根據(jù)本發(fā)明的以第一對(duì)焦距離聚焦到光纖頂端上的光和反射回 光源上的光的點(diǎn)列圖；圖5C和5D分別是根據(jù)本發(fā)明的以第二對(duì)焦距離聚焦到光纖頂端上的光和反射回 光源上的光的點(diǎn)列圖；圖6是作為圖2的光學(xué)組件的光纖的橫向位移的函數(shù)的光纖耦合效率的曲線；圖7是作為沿著圖2的光學(xué)組件的光軸(散焦)的位移的函數(shù)的光纖耦合效率和 背向反射的曲線；圖8是包括整體集成的殼體的本發(fā)明的光學(xué)組件的橫截面視圖；以及圖9A和9B是圖8的光學(xué)組件的殼體的等距視圖。
具體實(shí)施例方式雖然結(jié)合不同的實(shí)施方式和實(shí)例描述了本教導(dǎo)，但其意圖并不是教導(dǎo)被限制到這 樣的實(shí)施方式。相反，本教導(dǎo)包括各種替換、更改和等效形式，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí) 到的。參考圖2，本發(fā)明的光學(xué)組件20包括光源，例如具有孔22的垂直腔面發(fā)射激光器 (VCSEL) 21和具有孔25的多模光纖24，而透鏡23被布置在其間。VCSEL 21、透鏡23和多 模光纖24被同軸地布置。透鏡23具有表面26A和26B。表面26A具有表面輪廓或由兩個(gè)垂度分量描述的所謂的表面垂度非球面分量和螺旋面分量。在操作中，由VCSEL 21的孔 22發(fā)出的光聚焦到光纖24的孔25中，如右指向箭頭27所示意性的示出的。從光纖24反 射的光通過透鏡23傳播回到VCSEL 21，如左指向箭頭28所示的。表面26A的垂度中螺旋 面垂度分量的存在導(dǎo)致了被反射的光形成圍繞VCSEL 21的孔22的環(huán)形斑點(diǎn)29。作為結(jié) 果，被反射的光進(jìn)入VCSEL 21的孔22的耦合降低了，且進(jìn)入VCSEL 21的孔22的光反饋減 少了。光波導(dǎo)可代替光纖24來使用，且任何適當(dāng)?shù)墓庠纯纱鎂CSEL 21來使用。轉(zhuǎn)到圖3A和3B，以作為極坐標(biāo)系的徑向坐標(biāo)r和方位角Φ的函數(shù)的表面垂度值 的曲線示出來自圖2的透鏡23的表面26Α的非球面和螺旋面垂度分量，該極坐標(biāo)具有在透 鏡23的表面26Α的中心處的原點(diǎn)。在圖3Α中，線31和32分別將非球面垂度分量表示為 r和Φ的函數(shù)。垂度分量32并不隨著方位角Φ改變，因?yàn)榉乔蛎娣至渴切D(zhuǎn)對(duì)稱的。非 球面垂度分量Sa由下面的方程定義 其中c是曲率(曲率半徑的倒數(shù))，而k是二次曲線常數(shù)。必須注意，方程(1)的 函數(shù)Sa不包含與r成比例的項(xiàng)。僅為了說明的目的在圖3A中在35示出與r成比例的項(xiàng)。 它定義了錐面垂度分量并通常包括在透鏡垂度函數(shù)中，以在焦平面處產(chǎn)生環(huán)形斑點(diǎn)。然而 在本發(fā)明中，為了下面討論的原因而并不使用它。在圖3B中，線33和34分別表示作為r和Φ的函數(shù)的螺旋面分量。垂度分量不 隨著半徑r改變，并且是方位角Φ的線性函數(shù)。螺旋面垂度分量Sb由下面的方程定義 其中b是螺旋步長。在一個(gè)實(shí)施方式中，螺旋面具有兩個(gè)或多個(gè)半徑段，垂度分量由在36示出的齒狀
函數(shù)表示。該分段的螺旋面垂度分量Sb2由下面的方程定義 / 1 \ 其中F是返回自變量的分?jǐn)?shù)，即，小數(shù)點(diǎn)右邊的部分的函數(shù)，而M是表面26A上的 螺旋段的數(shù)量。表面26A的完整的垂度S由下面的方程描述S = SA+SB (4)現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，示出三個(gè)點(diǎn)列圖。點(diǎn)列圖41表示聚焦到光纖24的孔25中的光。 點(diǎn)列圖42表示通過沒有螺旋面垂度分量Sb的傳統(tǒng)透鏡反射回VCSEL 21上的光。點(diǎn)列圖 43表示通過透鏡23反射回VCSEL 21上的光。圖2中示出VCSEL 21和透鏡23。圖4中的 線條44是200微米定標(biāo)線條。光纖孔25是具有50微米直徑的圓。VCSEL孔22是具有8 微米直徑的圓。使用具有下列輸入?yún)?shù)的ZEMAX 射線跟蹤軟件而獲得點(diǎn)列圖41和43 1/ c = 0. 567謹(jǐn)；k = -1. 42 ;b = 3微米；0. 19的光源數(shù)值孔徑(NA)和η = 1. 632的折射率， 其相應(yīng)于Ultem 1010材料在850nm波長處的折射率。對(duì)于點(diǎn)列圖42，b的值被取為零，以 表示傳統(tǒng)非球面透鏡。通過比較點(diǎn)列圖42和43可看出，由于從光纖45反射的大部分光以 環(huán)形圖案45圍繞光源孔22，包括具有只有3微米的b的方程(2)的螺旋面垂度分量導(dǎo)致進(jìn)入VCSEL孔22的背向反射的急劇減少。環(huán)形圖案45在沒有透鏡23的垂度中的錐面分量 的情況下形成。意外地并且有利地，當(dāng)在透鏡23的垂度中不存在錐面垂度分量35時(shí)，環(huán)形 光斑45在幾乎不增加光纖24的頂端處的斑點(diǎn)尺寸的情況下形成。技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可利用其它旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量來代替方程(1)的分量Sa以在 光纖24的頂端處獲得光聚焦。例如，可使用具有平均功率r項(xiàng)例如r2、r4、r6等的平均非球 面垂度分量。技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，方程(2)或(3)所定義的螺旋面垂度分量可代替另一 旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量來獲得圍繞光源的孔22的環(huán)形光斑45。現(xiàn)在參考圖5A到5D，示出了被聚焦到光纖頂端(圖5A、5C)上的光和反射回光源 (圖5B、5D)上的光的點(diǎn)列圖。使用通過具有由方程(4)定義的表面垂度S的透鏡聚焦的光 的ZEMAX模擬來得到圖5A到5D的點(diǎn)列圖。圖5A到5D的點(diǎn)列圖是以相同的標(biāo)度。圖5C 和5D的點(diǎn)列圖在偏離圖5A和5B的聚焦距離30微米的聚焦距離偏移處得到，以示出景深。 可觀察到的，圖5A和5C的焦斑是連續(xù)斑點(diǎn)，而圖5B和5D的焦斑是環(huán)形斑點(diǎn)。在操作中， 圖5A和5C的連續(xù)斑點(diǎn)被布置在接收光纖24的孔25內(nèi)，而圖5B和5D的環(huán)形斑點(diǎn)圍繞光 源21的孔22。已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，避免由方程(4)定義的垂度分量S中的錐面分量35允許光纖側(cè) 面處的斑點(diǎn)尺寸保持緊湊，簡化了將光耦合到光纖24中的任務(wù)，同時(shí)減少了如上所述的光 反饋。可獲得存在于光纖孔25的中心處的具有非零光功率的緊湊連續(xù)斑點(diǎn)，而同時(shí)有圍繞 VCSEL孔25的環(huán)形反射斑點(diǎn)。與在透鏡表面垂度中有錐面垂度分量的情況比較，較小的斑 點(diǎn)尺寸允許放寬制造公差，同時(shí)有減少的背向反射和進(jìn)入VCSEL孔22中的光反饋的益處。 放寬的制造公差導(dǎo)致相當(dāng)大的成本節(jié)約?，F(xiàn)在參考圖6，示出了作為光纖24的橫向位移的函數(shù)的光纖耦合效率的曲線。曲 線61相應(yīng)于使用具有表面26A的透鏡23得到的光纖耦合效率，表面26A具有由方程(4) 定義的垂度S，其中1/c = 0. 567mm ；k = -1. 42 ；and b = 3微米。相同的參數(shù)用于產(chǎn)生圖 4的點(diǎn)列圖41和43。曲線62在b = 0微米處得到，也就是說，曲線62相應(yīng)于傳統(tǒng)非球面 透鏡。在這兩種情況下使用0. 2的光源數(shù)值孔徑。與傳統(tǒng)透鏡的情況比較，使用非球面旋 渦透鏡23導(dǎo)致耦合效率減小大約3%，但沒有顯示橫向光纖位置公差的明顯減小。轉(zhuǎn)到圖7，示出作為沿著光軸的光纖位移的函數(shù)的計(jì)算出的光纖耦合效率和背向 反射的曲線。對(duì)具有方程(2)中10微米的螺旋步長b的透鏡的情況執(zhí)行該計(jì)算。使用光 源NA的兩個(gè)值24和30度。曲線71和72分別相應(yīng)于在24和30度的NA處的光纖耦合 效率。曲線73和74相應(yīng)于在相同的相應(yīng)NA值處的背向反射。左邊和右邊標(biāo)度分別是光 纖耦合效率和背向反射。可看到，對(duì)于在0. 4和0. 43mm之間的光纖的Z軸位置處的兩個(gè)NA 值，在可忽略的背向反射處可獲得超過65%的光纖耦合效率。對(duì)在850nm的預(yù)定波長處具有1. 632的折射率的透鏡材料Ultem 1010執(zhí)行前 述計(jì)算。一旦確定了材料和波長，螺旋透鏡步長高度b就保持為用于優(yōu)化螺旋面的頂部或 底部之間的光學(xué)相差的唯一變量。小于8微米、且優(yōu)選地小于6微米、以及最優(yōu)選地小于4 微米的步長高度值可用于VCSEL應(yīng)用。通過考慮一方面光反饋的減少與另一方面耦合效率 和光纖位置公差之間的折衷來選擇b的值。計(jì)算表明，b = 7微米的旋渦步長應(yīng)導(dǎo)致在光 纖處側(cè)的具有在4. 5微米半徑內(nèi)的10%和19%之間的環(huán)繞光能的焦斑，一些能量在中心模 式中存在。為了比較，標(biāo)準(zhǔn)非旋渦非球面透鏡耦合在4. 5微米半徑內(nèi)的大約55%的環(huán)繞光能。IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)要求在4. 5微米半徑內(nèi)的小于30%的環(huán)繞光能和在19微米半徑內(nèi)的大 于86%的環(huán)繞光能?？蓪⒐饫w稍微移出標(biāo)準(zhǔn)透鏡的焦斑，以便不違反IEEE要求，大約30% 在范圍從4. 5到6. 5um的半徑內(nèi)。此焦點(diǎn)外移動(dòng)將光纖處的斑點(diǎn)尺寸稍微增加大約與本發(fā) 明的旋渦透鏡相同的量；然而，在本發(fā)明的旋渦透鏡的情況下，進(jìn)入激光器的背向反射明顯 減少了。通常，使用下面的方程來計(jì)算具有步長b的旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱旋渦透鏡兩端的光學(xué)相差 Φ Φ = 2 π b (nL-l) λ ν (5)其中 是透鏡材料的折射率，λ ν是激光波長。例如，在應(yīng)用中的在850nm處具有7微米的步長b的Ultem 1010透鏡將在光纖 24的孔25處產(chǎn)生10 π的最大光學(xué)相位變化Φ。優(yōu)選地，10 π的相同最大相差可被用在各 種光學(xué)組件中，用于例如在并行收發(fā)機(jī)中或在光纖中的光耦合到激光耦合器。進(jìn)一步地，優(yōu) 選地，作為旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱分量34的幅度的步長b使得射到光纖上的光的超過90%的光功率耦 合到光纖中，而從光纖反射到光源上的光的少于10%的光功率被耦合回光源的孔中。例如 分別對(duì)光源21的孔22和對(duì)具有4+/-1微米和25+/-1的半徑的光纖24的孔25可獲得大 于90%和小于10%的這些值。如方程(2)和(3)所描述的聚焦透鏡的垂度函數(shù)中的螺旋面分量的存在導(dǎo)致光反 饋的相當(dāng)大程度的減少。可發(fā)現(xiàn)，考慮到多模光纖的改進(jìn)，不必通過將錐面分量包括在聚焦 透鏡的垂度函數(shù)中來形成光纖孔25內(nèi)的環(huán)，因?yàn)檫@樣的環(huán)的形成將不提高較新的光纖的 模式色散，同時(shí)增加在光纖頂端處的斑點(diǎn)尺寸。這些較新的多模光纖的模式色散將不會(huì)提 高，因?yàn)槠淠Ｊ叫阅芤呀?jīng)提高了，而并不管光發(fā)射條件如何。事實(shí)上，已發(fā)現(xiàn)將錐面(有時(shí)稱為“負(fù)軸錐體”)包括在聚焦透鏡的總sag函數(shù)中是 有害的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，包括錐面分量導(dǎo)致光纖處總斑點(diǎn)尺寸的增加，增加了對(duì)失調(diào)的敏感性， 而包括由方程(2)或(3)定義的螺旋面分量不增加、或可忽略地增加光纖處的斑點(diǎn)尺寸，允 許對(duì)機(jī)械和光學(xué)公差留有更多余地。因此，由于具有減少的模式色散的多模光纖的可用性， 不必將光聚焦到環(huán)形強(qiáng)度輪廓中的光纖端部上，以便獲得減少的模式色散。所獲得的優(yōu)點(diǎn) 是增加的對(duì)準(zhǔn)公差，這在使用注模技術(shù)制造用于將光從VCSEL陣列耦合到光纖陣列中的低 成本旋渦透鏡耦合元件中很重要?，F(xiàn)在參考圖8，示出了本發(fā)明的光纖組件80的橫截面視圖。它相應(yīng)于圖2的組件 20。在組件80中，具有用于容納光纖24的光纖連接器套83的殼體81和用于容納并包圍 VCSEL 21和沒有示出的其它部件的圓柱形外殼整體地與透鏡23集成。殼體81優(yōu)選地通過 注模從熱塑性塑料樹脂例如Ultem 1010 (聚醚酰亞胺)而制造。與傳統(tǒng)加工過程比較，注 模過程的提高的機(jī)械公差有利地用于光學(xué)組件80的有效對(duì)準(zhǔn)。此外，注模是用于制造大量 殼體81的相當(dāng)廉價(jià)的制造過程。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9A和9B，示出了圖8的單體殼體81的等距視圖。通過將光纖24插入 光纖連接器套83中并將VCSEL 21連接到圓柱形外殼84來制造光學(xué)組件80。
權(quán)利要求
一種光學(xué)組件，其包括具有用于發(fā)射光的孔的光源、具有用于接收光的孔的光波導(dǎo)、以及用于將從光源孔發(fā)射的光耦合到光波導(dǎo)孔中的透鏡，其中所述透鏡具有表面，所述表面具有由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量和旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量疊加組成的垂度，其中由于從所述光波導(dǎo)反射的光在所述光源處形成環(huán)形斑點(diǎn)，所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量用于減少從所述光波導(dǎo)反射的光回到所述光源孔中的耦合，由此被反射的光的至少一部分圍繞所述光源孔，以及其中所述旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量是沒有錐面垂度分量的球面垂度分量或非球面垂度分量之一。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中從所述光源發(fā)射的光被聚焦成實(shí)質(zhì)上被布置在 所述光波導(dǎo)的所述孔內(nèi)的斑點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量是由方程&於表Ζ7Γ示的螺旋面分量Sb，其中Φ是極坐標(biāo)系的方位角，而b是螺旋步長。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量是由方程表示的分段螺旋面分量Sb2，其中Φ是極坐標(biāo)系的方位角，b是螺旋步長，V M)M是段的數(shù)量，且F是將值返回到小數(shù)點(diǎn)的右邊的分?jǐn)?shù)函數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中所述旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量是均勻的非球面垂度分量。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中透鏡表面的垂度中的所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量 導(dǎo)致在所述光纖的孔處的不大于10 π的光學(xué)相位變化。
7.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)組件，其中所述光波導(dǎo)相對(duì)于所述透鏡布置，使得在操作 中，由所述光源發(fā)射的光的非零光功率出現(xiàn)在所述光波導(dǎo)孔的中心處。
8.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)組件，其中所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量具有一幅值，使得在 操作中，射到所述光波導(dǎo)上的光的超過90%的光功率被耦合到所述光波導(dǎo)中，而從所述光 波導(dǎo)反射到所述光源上的光的少于10 %的光功率被耦合回所述光源的孔中。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)組件，其中所述光源和所述光波導(dǎo)的孔分別是具有4+/-1 微米和25+/-1微米的半徑的圓。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其中所述光源氏VCSEL。
11.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)組件，其中所述光波導(dǎo)是光纖。
12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)組件，其中所述光波導(dǎo)是多模光纖。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)組件，還包括用于支持所述光纖和所述VCSEL的殼體。
14.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其中所述殼體與所述透鏡單片地集成。
15.一種用于將來自光源的光耦合到光波導(dǎo)中的方法，其包括(a)提供用于將從所述光源的孔發(fā)射的光耦合到所述光波導(dǎo)的孔中的透鏡， 其中所述透鏡具有表面，所述表面具有由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量和旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量疊 加組成的垂度，其中所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量用于減少從所述光波導(dǎo)反射的光回到所述光源孔中的耦合，以及其中所述旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量是沒有錐面垂度分量的球面垂度分量或非球面垂度分量 之一；以及(b)通過所述透鏡將來自所述光源孔的光發(fā)射到所述光波導(dǎo)孔。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量是螺旋面垂度分量。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量是均勻的非球面垂度分量。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述光源是VCSEL。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在步驟(b)中，由所述光源發(fā)射的光的非零光功率 出現(xiàn)在所述光波導(dǎo)孔的中心處。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在步驟(b)中，射到所述光波導(dǎo)上的光的超過 90%的光功率被耦合到所述光波導(dǎo)中，而從所述光波導(dǎo)反射到所述光源上的光的少于10% 的光功率被耦合回所述光源的孔中。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于從光源到光波導(dǎo)的光，例如光纖中的光的低反饋耦合的光學(xué)組件。該光學(xué)組件包括具有表面的非球面透鏡，該表面具有沒有錐面垂度分量的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱垂度分量，以及用于通過使相當(dāng)大部分的被反射的光圍繞激光器孔而減少從光纖頂端反射的光回到激光器孔中的耦合的旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱垂度分量。透鏡形狀和螺旋面的高度被選擇成使得聚焦到光纖頂端上的光被保持，光反饋減少。
文檔編號(hào)G02B6/26GK101930096SQ20101013322
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者盧克·格雷漢姆 申請(qǐng)人:Jds尤尼弗思公司