光學器件和光組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光學器件和光組件，光學器件包括：二維光纖陣列和補償塊；二維光纖陣列的端面被整體斜拋；二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；補償塊設(shè)置在二維光纖陣列和另一光學器件之間；任意兩束光經(jīng)過二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到補償塊的一端面，經(jīng)過補償塊的另一端面折射后平行射到另一光學器件的一端面，并且，第一入射光束從二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過補償塊，到達另一光學器件的一端面之間的距離λ1與第二入射光束從二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過補償塊，到達另一光學器件的一端面之間的距離λ2相等。本發(fā)明提供的光學器件和光組件工藝簡單和生產(chǎn)成本較低，便于批量生產(chǎn)。
【專利說明】光學器件和光組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種光學器件和光組件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光通信技術(shù)的發(fā)展,在光交換、動態(tài)光分插復用(reconfigurable opticaladd/drop multiplexer,簡稱ROADM)和在線監(jiān)控等領(lǐng)域,對大容量高性能光開關(guān)的需求日益增強。但由于目前光開關(guān)中的重要組件二維光纖陣列(Fiber Array，簡稱FA)的關(guān)鍵參數(shù)回波損耗或回損(Return Loss，簡稱RL)—般僅能達到30dB~40dB，造成系統(tǒng)中噪音偏大，限制了光開關(guān)的應用范圍。
[0003]目前，主要通過以下方法提高二維FA的RL。平拋FA端面，在FA與待組合元器件(如光學玻璃)之間填充與光纖折射率一致的匹配液。采用這種方法設(shè)計的二維FA的RL可以達到60dB以上。但是，很難獲得折射率與光纖的折射率完全匹配的材料；并且，將匹配液有效封裝在兩者之間的難度極高，成本高，難以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種光學器件和光組件，用于提高二維FA的RL同時降低工藝難度和生產(chǎn)成本。
[0005]第一方面 ，本發(fā)明提供的一種光學器件包括:二維光纖陣列和補償塊；
[0006]所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和另一光學器件之間；
[0007]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補償塊的一端面，經(jīng)過所述補償塊的另一端面折射后平行射到所述另一光學器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光學器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光學器件的一端面之間的距離入2相等。
[0008]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光學器件的一端面之間的距離λ通過λ =Ll+(L2/n)+L3計算獲得；其中，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補償塊的另一端面入射到所述另一光學器件的距離，η為所述補償塊的折射率。
[0009]結(jié)合第一方面，或，第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述補償塊為一種光學器件，所述補償塊的形狀為楔形。
[0010]結(jié)合第一方面，或，第一方面的第一種和第二種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。[0011]結(jié)合第一方面，或，第一方面的第一種至第三種可能的實現(xiàn)方式中，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述二維光纖陣列的端面被整體斜拋8度。
[0012]本發(fā)明提供的光學器件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與另一光學器件之間設(shè)置有補償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光學器件中二維光纖陣列的回損，回損可以達到60dB以上，本發(fā)明提供的光學器件工藝簡單和生產(chǎn)成本較低，便于批量生產(chǎn)。
[0013]第二方面，本發(fā)明提供一種光組件，包括:二維光纖陣列、補償塊和光學器件；
[0014]其中，所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和所述光學器件之間；
[0015]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補償塊的一端面，經(jīng)過所述補償塊的另一端面折射后平行射到所述光學器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述光學器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述光學器件的一端面之間的距離λ 2相等。
[0016]結(jié)合第二方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述光學器件的一端面之間的距離λ通過A=Ll+(L2/n)+L3計算獲得；其中，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補償塊的另一端面入射到所述光學器件的距離，η為所述補償塊的折射率。
[0017]結(jié)合第二方面，或者，第二方面的第一種可能實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述光學器件偏轉(zhuǎn)后的中心光軸與所述光學器件的原中心光軸的有一定的夾角α，所述夾角α的大小與所述補償塊的出射光與所述二維光纖陣列的中心光軸的夾角的大小相同。
[0018]結(jié)合第二方面，或者，第二方面的第一種和第二種可能實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述補償塊為一種光學器件，所述補償塊的形狀為楔形。
[0019]結(jié)合第二方面，或者，第二方面的第一種至第三種可能實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。
[0020]本發(fā)明提供的光組件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與光組件中光學器件之間設(shè)置有補償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光組件中二維光纖陣列的回損，回損可以達到60dB以上，本發(fā)明提供的光組件工藝簡單和生產(chǎn)成本較低,便于批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的一種光學器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為計算λ時依據(jù)的各參數(shù)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明提供的一種光組件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0024]圖1為本發(fā)明提供的一種光學器件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的光學器件包括:二維光纖陣列11和補償塊12。
[0025]二維光纖陣列11的端面被整體斜拋。而不是將每層光纖單獨拋出角度，因此降低了工藝難度。理論上，端面被斜拋的角度越大，回損越大，為了同時兼顧耦合效率，建議將二維光纖陣列11的端面整體斜拋8度。
[0026]二維光纖陣列11的端面被斜拋后，會減少從二維光纖陣列的端面射出的光束被反射回端面的光束量，從而改善了從二維光纖陣列的端面的出射光束的回損。但斜拋后各層光纖與另一光學器件13的光程不一致，導致光學性能惡化；因此為了有效減少被反射回二維光纖陣列11的光束并保持光學性能，本實施例在二維光纖陣列和另一光學器件13之間增加了補償塊12。另一光學器件13可以是透鏡或準則器等。
[0027]二維光纖陣列的端面的出射光射到補償塊的斜面后，被反射回端面的光束進一步得到了減少，從而有效改善了二維光纖陣列11的回耗。補償塊采用的光學玻璃的折射率越高，補償塊的體積越小，補償塊的厚度越薄。補償塊的形狀可以是楔形，進一步可以是直角梯形。
[0028]為使二維光纖陣列11的光學性能不受影響，二維光纖陣列11與補償塊12的位置關(guān)系和補償塊的形狀需滿足以下條件:
[0029]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列11的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補償塊12的一端面，經(jīng)過所述補償塊12的另一端面折射后平行射到所述另一光學器件13的一端面。也就是說，二維光纖陣列輸出的光束經(jīng)所述補償塊折射后的中心光線相互平行。 [0030]并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列11的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列11的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊12，到達所述另一光學器件13的一端面之間的距離λ 2相等。
[0031]進一步，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊12，到達所述另一光學器件13的一端面之間的距離λ通過A=Ll+(L2/n)+L3計算獲得。如圖2所示，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補償塊的一端面的距離山2為所述一條出射光束在所述補償塊內(nèi)穿過的距離，從補償塊的一端面入射到補償塊的另一端面射出之間的距離。L3為所述一條出射光束從所述補償塊的另一端面入射到所述另一光學器件13的距離，η為所述補償塊的折射率。
[0032]根據(jù)以上條件，結(jié)合補償塊采用的材料，可計算出補償塊與所述二維光纖陣列的相對位置L、所述補償塊的上底長度d以及所述補償塊的下底與斜邊的夾角Θ。
[0033]本發(fā)明提供的光學器件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與另一光學器件之間設(shè)置有補償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光學器件中二維光纖陣列的回損，回損可以達到60dB以上，本發(fā)明提供的光學器件工藝簡單和生產(chǎn)成本較低，便于批量生產(chǎn)。
[0034]在上述實施例的基礎(chǔ)上，為了進一步改善二維光纖陣列11的回損，對斜拋后的二維光纖陣列11的端面進行研磨后，在二維光纖陣列11的端面上鍍增透膜，減少了從補償塊12反射回到二維光纖陣列11的端面的光束。
[0035]如圖3所示，本發(fā)明還提供一種光組件，包括:二維光纖陣列21、補償塊22和光學器件23。
[0036] 其中，所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；為了同時兼顧耦合效率，建議將二維光纖陣列21的端面整體斜拋8度。光學器件23可以是透鏡或準則器等
[0037]所述補償塊22設(shè)置在二維光纖陣列21和光學器件23之間。補償塊采用的光學玻璃的折射率越高，補償塊的體積越小，補償塊的厚度越薄。補償塊的形狀可以是楔形，進一步可以是直角梯形。
[0038]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列21的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補償塊22的一端面，經(jīng)過所述補償塊22的另一端面折射后平行射到光學器件23的一端面。也就是說，二維光纖陣列輸出的光束經(jīng)所述補償塊折射后的中心光線相互平行。
[0039]并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列21的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列21的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊22，到達光學器件23的一端面之間的距離入2相等。
[0040]進一步，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊22，到達光學器件23的一端面之間的距離λ通過A=Ll+(L2/n)+L3計算獲得。如圖2所不，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補償塊的一端面的距離；L2為所述一條出射光束在所述補償塊內(nèi)穿過的距離，從補償塊的一端面入射到補償塊的另一端面射出之間的距離。L3為所述一條出射光束從所述補償塊的另一端面入射到光學器件23的距離，η為所述補償塊的折射率。
[0041 ] 本發(fā)明提供的光組件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與光組件中光學器件之間設(shè)置有補償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光組件中二維光纖陣列的回損，回損可以達到60dB以上，本發(fā)明提供的光組件工藝簡單和生產(chǎn)成本較低,便于批量生產(chǎn)。
[0042]為了進一步改善二維光纖陣列21的回損，對斜拋后的二維光纖陣列21的端面進行研磨后，在二維光纖陣列21的端面上鍍增透膜，減少了從補償塊22反射回到二維光纖陣列21的端面的光束。
[0043]補償塊22對二維光纖陣列11的出射光有偏轉(zhuǎn)作用，為了彌補補償塊22對二維光纖陣列21的出射光的偏轉(zhuǎn)，在上述實施例的基礎(chǔ)上，如圖3所示，需要將光學器件23的中心光軸進行偏轉(zhuǎn)。光學器件23偏轉(zhuǎn)后的中心光軸與光學器件23的原中心光軸的夾角α，夾角α的大小與所述補償塊22的出射光與所述二維光纖陣列21的中心光軸的夾角的大小相同。
[0044]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光學器件，其特征在于，包括:二維光纖陣列和補償塊； 所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和另一光學器件之間； 任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補償塊的一端面，經(jīng)過所述補償塊的另一端面折射后平行射到所述另一光學器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光學器件的一端面之間的距離λ1與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光學器件的一端面之間的距離λ 2相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學器件，其特征在于，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述另一光學器件的一端面之間的距離λ通過λ = Ll+(L2/n)+L3計算獲得；其中，L1為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補償塊的另一端面入射到所述另一光學器件的距離，n為所述補償塊的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學器件，其特征在于，所述補償塊為一種光學器件，所述補償塊的形狀為楔形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的光學器件，其特征在于，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學器件，其特征在于，所述二維光纖陣列的端面被整體斜拋8度。
6.一種光組件，其特征在于，包括:二維光纖陣列、補償塊和光學器件； 其中，所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和所述光學器件之間； 任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補償塊的一端面，經(jīng)過所述補償塊的另一端面折射后平行射到所述光學器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述光學器件的一端面之間的距離λ1與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述光學器件的一端面之間的距離λ 2相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光組件,其特征在于,任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補償塊，到達所述光學器件的一端面之間的距離λ通過λ =Ll+(L2/n)+L3計算獲得；其中，L1為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補償塊的另一端面入射到所述光學器件的距離，n為所述補償塊的折射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光組件,其特征在于,所述光學器件偏轉(zhuǎn)后的中心光軸與所述光學器件的原中心光軸的有一定的夾角α，所述夾角α的大小與所述補償塊的出射光與所述二維光纖陣列的中心光軸的夾角的大小相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光組件，其特征在于，所述補償塊為一種光學器件，所述補償塊的形狀為楔形。
10.根據(jù)權(quán)利 要求8所述的光組件，其特征在于，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。
【文檔編號】G02B6/35GK103901548SQ201210584458
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】劉西社, 王世軍, 劉和元, 肖志勇 申請人:華為技術(shù)有限公司