本公開涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光耦合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，光網(wǎng)絡(luò)是目前通信所采用的一種最普遍的組網(wǎng)方式。由于光纖具有傳輸頻帶寬、容量大、損耗低、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)作為一種通信網(wǎng)絡(luò)不可或缺的手段。

在光纖通信系統(tǒng)中，光纖陣列結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于多路光信號(hào)引出，當(dāng)光信號(hào)傳輸至具有位置分辨能力的光電轉(zhuǎn)換器件中時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)光纖陣列信號(hào)的位置分辨。但在光電轉(zhuǎn)換器件與光纖進(jìn)行耦合時(shí)，為了防止光電轉(zhuǎn)換器件表面出現(xiàn)損傷，通常在光纖陣列與光電轉(zhuǎn)換器件之間添加耦合劑。也就是說，光纖陣列與光電轉(zhuǎn)換器件之間非直接耦合，兩者之間具有能夠傳輸光的微型耦合劑部位。微型耦合劑部位的存在雖然避免了直接接觸造成的損傷，但陣列光信號(hào)在耦合劑中會(huì)發(fā)生擴(kuò)散引起光信號(hào)的傳輸損失，進(jìn)而影響了光電轉(zhuǎn)換器件對(duì)陣列光信號(hào)的有效接收，從而降低了光電轉(zhuǎn)換器件的位置分辨率能力。

因此，有必要提供一種新的技術(shù)方案改善上述方案中存在的一個(gè)或者多個(gè)問題。

需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的目的在于提供一種光耦合結(jié)構(gòu)，進(jìn)而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個(gè)或者多個(gè)問題。

本公開的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過本公開的實(shí)踐而習(xí)得。

根據(jù)本公開實(shí)施例的第一方面，提供一種光耦合結(jié)構(gòu)，所述光耦合結(jié)構(gòu)包括：

光纖陣列，用于傳輸多路陣列光信號(hào)；

信號(hào)接收部，用于接收所述光纖陣列輸出的所述陣列光信號(hào)；以及

光匯聚部，位于所述光纖陣列和所述信號(hào)接收部之間，用于接收所述光纖陣列輸出的所述陣列光信號(hào)并使所述陣列光信號(hào)匯聚到所述信號(hào)接收部的信號(hào)輸入端的預(yù)設(shè)范圍，以使所述信號(hào)接收部在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)接收所述陣列光信號(hào)。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述光纖陣列包括光纖線陣列和光纖面陣列中的至少一個(gè)。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述光匯聚部與所述光纖陣列的輸出端緊密結(jié)合，而與所述信號(hào)接收部之間具有第一預(yù)定間隙；或者，所述光匯聚部與所述信號(hào)接收部的所述信號(hào)輸入端緊密結(jié)合，而與所述光纖陣列的輸出端之間具有第二預(yù)定間隙。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一預(yù)定間隙或者所述第二預(yù)定間隙內(nèi)填充對(duì)傳輸光信號(hào)波段透明的材料。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述光匯聚部在所述光纖陣列的輸出端的表面加工而成；或者，所述光匯聚部形成為獨(dú)立的微結(jié)構(gòu)陣列，該微結(jié)構(gòu)陣列與所述光纖陣列的輸出端的表面相耦合。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述光匯聚部通過表面鍍膜的方式形成于所述光纖陣列的輸出端的表面。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述光匯聚部采用與所述光纖陣列中的光纖相同的材料鍍膜制成。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述微結(jié)構(gòu)陣列通過耦合介質(zhì)與所述光纖陣列的輸出端的表面相耦合；所述耦合介質(zhì)包括光學(xué)膠。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述光匯聚部包括與所述光纖陣列對(duì)應(yīng)的透鏡陣列、棱鏡陣列和基于波動(dòng)光學(xué)的閃爍光調(diào)制陣列中的一個(gè)或多個(gè)。

本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述透鏡陣列包括凸透鏡陣列或者凹透鏡陣列。

本公開的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本公開的一種實(shí)施例中，通過上述光耦合結(jié)構(gòu)，利用微型光匯聚部使光纖陣列輸出的陣列光信號(hào)匯聚到信號(hào)接收部的信號(hào)輸入端的預(yù)設(shè)范圍，以使所述信號(hào)接收部在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)接收所述陣列光信號(hào)。這樣，一方面，信號(hào)接收部可以有效地接收所述陣列光信號(hào)，減少了光纖陣列輸出的陣列光信號(hào)傳輸至所述信號(hào)接收部的過程中的光損失；另一方面，使得包含信號(hào)接收部的光電轉(zhuǎn)換器件提高了對(duì)接收到的陣列光信號(hào)的位置分辨率能力，進(jìn)而保證了包含光電轉(zhuǎn)換器件和光纖陣列的光纖傳輸系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示意性示出本公開示例性實(shí)施例中光耦合結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2示意性示出本公開示例性實(shí)施例中另一光耦合結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的范例；相反，提供這些實(shí)施方式使得本公開將更加全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施方式中。

此外，附圖僅為本公開的示意性圖解，并非一定是按比例繪制。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部分，因而將省略對(duì)它們的重復(fù)描述。

本示例實(shí)施方式中提供了一種光耦合結(jié)構(gòu)。參考圖1中所示，所述光耦合結(jié)構(gòu)100可以包括光纖陣列101、信號(hào)接收部103和光匯聚部102。其中，所述光纖陣列101可以用于傳輸多路陣列光信號(hào)。所述信號(hào)接收部103可以用于接收所述光纖陣列101輸出的所述陣列光信號(hào)。所述光匯聚部102位于所述光纖陣列101和所述信號(hào)接收部103之間，可以用于接收所述光纖陣列101輸出的所述陣列光信號(hào)并使所述陣列光信號(hào)匯聚到所述信號(hào)接收部103的信號(hào)輸入端的預(yù)設(shè)范圍，以使所述信號(hào)接收部103在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)接收所述陣列光信號(hào)。

通過上述光耦合結(jié)構(gòu)100，一方面，信號(hào)接收部103可以有效地接收所述陣列光信號(hào)，減少了光纖陣列輸出的陣列光信號(hào)傳輸至所述信號(hào)接收部103的過程中的光損失；另一方面，使得包含信號(hào)接收部103的光電轉(zhuǎn)換器件提高了對(duì)接收到的陣列光信號(hào)的位置分辨率能力，進(jìn)而保證了包含光電轉(zhuǎn)換器件和光纖陣列的光纖傳輸系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

下面，將參考圖1至圖2對(duì)本示例實(shí)施方式中的上述光耦合結(jié)構(gòu)100的各個(gè)部分進(jìn)行更詳細(xì)的說明。

本示例實(shí)施方式中，所述光纖陣列101用于傳輸多路陣列光信號(hào)。在一示例性實(shí)施例中，所述光纖陣列101可以包括光纖線陣列和光纖面陣列中的至少一個(gè)。其中，所述光纖線陣列可以是多個(gè)單根光纖并列平行設(shè)置成光纖線陣列，參考圖1所示。所述光纖面陣列可以是直接一體制成的包括多路光纖的光纖陣列結(jié)構(gòu)，參考圖2所示。當(dāng)然也可以是其他形式的光纖陣列，本示例實(shí)施方式對(duì)此不作特殊限制。

所述信號(hào)接收部103用于接收所述光纖陣列101輸出的所述陣列光信號(hào)。示例性的，所述信號(hào)接收部103可以是一段光纖陣列、光電轉(zhuǎn)換器件，或者包含這些器件的具有位置分辨能力的光學(xué)系統(tǒng)或其他光學(xué)結(jié)構(gòu)，本示例實(shí)施方式對(duì)此不作特殊限制。所述光電轉(zhuǎn)換器件可以是光電倍增管、硅光電倍增管、電荷耦合元件(ccd，charge-coupleddevice)、電子倍增ccd(emccd，electron-multiplyingccd)等等。

所述光匯聚部102位于所述光纖陣列101和所述信號(hào)接收部103之間，用于接收所述光纖陣列101輸出的所述陣列光信號(hào)并使所述陣列光信號(hào)匯聚到所述信號(hào)接收部103的信號(hào)輸入端的預(yù)設(shè)范圍，以使所述信號(hào)接收部103在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)接收所述陣列光信號(hào)。

本示例實(shí)施方式中，所述預(yù)設(shè)范圍即所述信號(hào)接收部103的信號(hào)輸入端的信號(hào)有效接收區(qū)域，也可以說是光纖信號(hào)的匯聚范圍，以達(dá)到抑制陣列光信號(hào)的擴(kuò)散的目的。所述有效接收區(qū)域例如可以是以該信號(hào)輸入端的端口為圓心的預(yù)設(shè)圓形區(qū)域，本示例實(shí)施方式對(duì)此不作特殊限制。

參考圖2所示，所述光匯聚部102可以是具有光學(xué)匯聚特性的光學(xué)結(jié)構(gòu)。光線201在光纖中是按照全反射角進(jìn)行全反射傳播，當(dāng)其離開光纖陣列101時(shí)會(huì)以一定的角度擴(kuò)散。本示例實(shí)施方式中，設(shè)置所述光匯聚部102以對(duì)傳播角內(nèi)的光線201實(shí)現(xiàn)匯聚效果，進(jìn)而減輕光纖陣列101輸出的陣列光信號(hào)的擴(kuò)散，從而提高光纖陣列101輸出的陣列光信號(hào)讀出的位置分辨率。

在一示例性實(shí)施方式中，所述光匯聚部102可以包括與所述光纖陣列101對(duì)應(yīng)的透鏡陣列、棱鏡陣列和基于波動(dòng)光學(xué)的閃爍光調(diào)制陣列中的一個(gè)或多個(gè)。

示例性的，所述透鏡陣列可以包括凸透鏡陣列或者凹透鏡陣列，本示例中采用凸透鏡陣列。本示例性實(shí)施例中，所述光匯聚部102可以采用幾何光學(xué)原理，包括但不限于棱鏡、凸透鏡等凸出結(jié)構(gòu)。甚至可以在光纖陣列101與信號(hào)接收部103之間填充有耦合材料的情況下，當(dāng)該耦合材料的折射率比光匯聚部102的折射率大時(shí)采用凹透鏡的設(shè)計(jì)。所述光匯聚部102也可以采用波動(dòng)光學(xué)原理，利用與光波長相近的微結(jié)構(gòu)對(duì)光進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到改變光輸出方向和效率的目的。本示例實(shí)施方式對(duì)光匯聚部103的具體光學(xué)結(jié)構(gòu)不作特殊限制，只要能實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的匯聚效果即可。

本示例實(shí)施方式中，所述光匯聚部102在所述光纖陣列101和所述信號(hào)接收部103之間的具體安裝位置可以包括以下兩種方式：

第一種方式：所述光匯聚部102與所述光纖陣列101的輸出端緊密結(jié)合，而與所述信號(hào)接收部103之間具有第一預(yù)定間隙104。也就是說所述光匯聚部102緊挨位于所述光纖陣列101的輸出端一側(cè)，該第一預(yù)定間隙104內(nèi)可以填充滿空氣或者為真空。在一示例性實(shí)施例中，所述第一預(yù)定間隙104內(nèi)可以填充對(duì)傳輸光信號(hào)波段透明的材料。

第二種方式：所述光匯聚部102與所述信號(hào)接收部103的所述信號(hào)輸入端緊密結(jié)合，而與所述光纖陣列101的輸出端之間具有第二預(yù)定間隙(圖未示)。也就是說所述光匯聚部102緊挨位于所述信號(hào)接收部103的信號(hào)輸入端一側(cè)，該第二預(yù)定間隙內(nèi)可以填充滿空氣或者為真空。在一示例性實(shí)施例中，所述第二預(yù)定間隙內(nèi)可以填充對(duì)傳輸光信號(hào)波段透明的材料。

需要說明的是，除了上述兩種方式外，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整所述光匯聚部102的具體安裝位置。例如，所述光匯聚部102可以設(shè)置在所述光纖陣列101和所述信號(hào)接收部103之間的中間位置等，本示例實(shí)施方式中對(duì)此不作特殊限制。

本示例實(shí)施方式中，所述光匯聚部102可以包括與光纖陣列101一體成型的光匯聚部102，或者與光纖陣列101耦合的獨(dú)立光匯聚部102。下面對(duì)上述兩種結(jié)構(gòu)的光匯聚部102分別進(jìn)行說明。

第一種光匯聚部：與光纖陣列101一體成型的光匯聚部102，參考圖1所示，該光匯聚部102在所述光纖陣列101的輸出端的表面加工而成。

舉例來說，該光匯聚部102可以為凸透鏡陣列微結(jié)構(gòu)。該凸透鏡陣列微結(jié)構(gòu)可以在光纖表面處理得以實(shí)現(xiàn)。例如，在一示例性實(shí)施方式中，所述光匯聚部102可以通過表面鍍膜的方式形成于所述光纖陣列101的輸出端的表面。

示例性的，所述光匯聚部102可以采用與所述光纖陣列101中的光纖相同的材料鍍膜制成以一體形成于所述光纖陣列101的輸出端的表面，其中具體的鍍膜工藝可以采用現(xiàn)有成熟技術(shù)，不再贅述。

第二種光匯聚部：與光纖陣列101耦合的獨(dú)立光匯聚部102，該光匯聚部先形成為獨(dú)立的微結(jié)構(gòu)陣列，該微結(jié)構(gòu)陣列再與所述光纖陣列101的輸出端的表面相耦合。

舉例來說，可以采用與上述第一種光匯聚部中相同或相似的處理方式先制得一凸透鏡陣列微結(jié)構(gòu)，再將該凸透鏡陣列微結(jié)構(gòu)與所述光纖陣列101的輸出端的表面相耦合。在一示例性實(shí)施方式中，所述微結(jié)構(gòu)陣列可以通過耦合介質(zhì)與所述光纖陣列101的輸出端的表面相耦合。例如通過光學(xué)膠或者其他耦合介質(zhì)將該凸透鏡陣列微結(jié)構(gòu)與所述光纖陣列101的輸出端的表面相耦合。當(dāng)然所述微結(jié)構(gòu)陣列也可以通過其他方式與所述光纖陣列101的輸出端的表面相耦合，本示例實(shí)施方式中對(duì)此不作特殊限制。

本示例實(shí)施方式中，通過在光纖陣列輸出端表面進(jìn)行加工形成微結(jié)構(gòu)陣列，或者在光纖陣列輸出端配以相應(yīng)的單獨(dú)的微結(jié)構(gòu)陣列，如棱鏡陣列、凸透鏡陣列等匯聚光學(xué)結(jié)構(gòu)，使得光纖陣列輸出的陣列光信號(hào)產(chǎn)生匯聚效果，以實(shí)現(xiàn)在光纖陣列光信號(hào)傳出時(shí)通過微結(jié)構(gòu)陣列對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到抑制光信號(hào)擴(kuò)散的效果。這樣，信號(hào)接收部可以有效地接收所述陣列光信號(hào)，減少了光纖陣列輸出的陣列光信號(hào)傳輸至所述信號(hào)接收部的過程中的光損失，也使得包含信號(hào)接收部的光電轉(zhuǎn)換器件提高了對(duì)接收到的陣列光信號(hào)的位置分辨率能力，進(jìn)而保證了包含光電轉(zhuǎn)換器件和光纖陣列的光纖傳輸系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由所附的權(quán)利要求指出。