專(zhuān)利名稱：具有可變?nèi)肷浣堑墓鈱W(xué)薄膜的光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種光學(xué)裝置，適用于象光通信系統(tǒng)這樣的光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及到改變?nèi)肷涞焦鈱W(xué)裝置里的光學(xué)薄膜上的入射角的一種結(jié)構(gòu)。
最近幾年，使用二氧化硅光纖作為光學(xué)傳輸線的光通信系統(tǒng)已經(jīng)投入實(shí)際使用，因此希望能夠減小這種系統(tǒng)里使用的光學(xué)裝置的尺寸，并減少該裝置的費(fèi)用。
我們已經(jīng)知道，當(dāng)由單層或多層膜，其傳播光束時(shí)膜的折射率與光學(xué)介質(zhì)折射率不一樣，組成的光學(xué)薄膜位于光學(xué)介質(zhì)中時(shí)，該光學(xué)薄膜可以作為光學(xué)帶通、長(zhǎng)波通、短波通等濾波器。例如，用于光通信系統(tǒng)里的光學(xué)帶通濾波器，就是通過(guò)交替分層鍍一定厚度的高、低折射率的膜層而得到的。例如，高、低折射率的膜層相應(yīng)用二氧化鈦(TiO2)和二氧化硅(SiO2)形成。
我們知道光學(xué)放大器使用摻雜光纖，通常摻入稀土元素例如Er(鉺)。在光學(xué)放大器里，為了從不需要的噪聲光中提取放大了的光信號(hào)，經(jīng)常使用具有高精確度特性的光學(xué)帶通濾波器。在波分復(fù)用的系統(tǒng)里，為了使相鄰波長(zhǎng)信道的大量光信號(hào)迭加或從一希望的信道里選取光信號(hào)，需要使用具有高精確度特性的光學(xué)帶通濾波器。
在加工光學(xué)薄膜時(shí)，上述的高度精確的特性，可以通過(guò)精確控制光學(xué)薄膜的厚度或?qū)Χ鄬幽ぞ_控制每層膜的厚度而獲取。然而，例如在加工一帶通濾波器時(shí)，僅僅依靠加工工藝，往往很難控制一納光量級(jí)的高度精確的通光中心波長(zhǎng)。相應(yīng)地，光學(xué)薄膜的特性要精細(xì)地加以修正，通常不僅僅是通過(guò)在加工時(shí)控制膜厚，還在加工完后通過(guò)調(diào)整入射到光學(xué)薄膜上的入射角，這樣來(lái)改變光學(xué)薄膜的等效膜厚。然而，改變?nèi)肷涞焦鈱W(xué)薄膜上的光線的入射角的機(jī)構(gòu)，往往總是尺寸龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光學(xué)裝置會(huì)因有這一機(jī)構(gòu)而增加尺寸及費(fèi)用。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供含有光學(xué)薄膜的光學(xué)裝置，不僅能改變?nèi)肷涞奖∧ど系墓饩€的入射角，而且還能夠減少尺寸和費(fèi)用。
依照本發(fā)明，提供了一個(gè)光學(xué)裝置，包含一準(zhǔn)直裝置，用于將激發(fā)窗口發(fā)出的光線轉(zhuǎn)變成平行光束，以及將平行光束輸出到一光路中；一個(gè)光學(xué)薄膜，用于將從準(zhǔn)直裝置輸出的平行光線透射出去；一個(gè)支承裝置，有一個(gè)與光路傾斜的軸線，用于支承光學(xué)薄膜使薄膜可以繞軸線旋轉(zhuǎn)；光學(xué)薄膜相對(duì)垂直于軸線的平面傾斜。
在本發(fā)明的光學(xué)裝置里，入射到光學(xué)薄膜上的平行光束的入射角可以通過(guò)繞支承裝置的軸線旋轉(zhuǎn)光學(xué)薄膜而加以改變。相應(yīng)地，可以使用一簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)改變光學(xué)薄膜的入射角，因而可以降低光學(xué)裝置的費(fèi)用，減小其尺寸。
把光路與軸線所成的夾角稱為第一傾斜角，而把光學(xué)薄膜與垂直于軸線的平面所成的夾角稱為第二傾斜角，光學(xué)薄膜入射角的變化范圍上限為第一傾斜角和第二傾斜角之和，而其下限為第一傾斜角和第二傾斜角之差的絕對(duì)值。
通過(guò)參考附圖，它們示出了本發(fā)明的一些最佳實(shí)施例，研究下面的描述說(shuō)明及附后的權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的上述目的及其他目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，以及實(shí)現(xiàn)其的方法將變得更明顯，本發(fā)明本身也就更好理解了。


圖1是本發(fā)明的第一個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。
圖2A和圖2B是與圖1相似的剖視圖，示出了第一個(gè)最佳實(shí)施例里光學(xué)薄膜上入射角的變化范圍。
圖3表示了一個(gè)光學(xué)帶通濾波器的中心透射波長(zhǎng)改變量與其上的入射角的關(guān)系圖。
圖4是本發(fā)明的第二個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。
圖5是本發(fā)明的第三個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。
圖6是本發(fā)明的第四個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。
圖7是本發(fā)明的第五個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。
圖8是圖7的光學(xué)裝置的橫截面視圖。
圖9示出了圖7和圖8所示的第五個(gè)最佳實(shí)施例加以改進(jìn)后的光學(xué)裝置的橫截面視圖。
圖10是依據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。
圖11是一個(gè)光學(xué)帶通濾波器的透射損耗與波長(zhǎng)關(guān)系的曲線圖。
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)最佳實(shí)施例加以詳細(xì)的描述。
圖1是依據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。由一個(gè)光纖2的激光端2A給出一個(gè)激發(fā)窗口。在光纖2中傳播的光線從激發(fā)端2A輸出。一個(gè)準(zhǔn)直裝置用于將激發(fā)端2A發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成平行光線，并將平行光線輸出到光路OP中，準(zhǔn)直裝置包括一個(gè)與激發(fā)端2A相對(duì)的透鏡4，還包括一個(gè)金屬套6，其上有一個(gè)小孔6A用于安裝光纖2，一個(gè)固定金屬套6及透鏡4的套筒8。光纖2安在細(xì)孔6A中，以使激發(fā)端2A與金屬套6的末端面齊平。光纖2的固定可以用如光膠實(shí)現(xiàn)。
套筒8有一個(gè)直徑較小的內(nèi)置孔8A及一個(gè)直徑相對(duì)較大的內(nèi)置孔8B。在本最佳實(shí)施例中，內(nèi)置孔8A和8B相互同軸。透鏡4用諸如壓入配合法來(lái)安裝在內(nèi)置孔8A內(nèi)。金屬套6放在內(nèi)置孔8A內(nèi)一定深度這樣從激發(fā)端2A發(fā)出的光經(jīng)透鏡4轉(zhuǎn)換成基本平行的光束，而插入內(nèi)置孔8A的金屬套6通地諸如激光焊接法來(lái)固定到套筒8。
金屬套6有虛的中心軸CA，而細(xì)孔6A相對(duì)中心軸6A偏心。相應(yīng)地，經(jīng)準(zhǔn)直裝置輸出的平行光束的光路OP相對(duì)中心軸CA傾斜。
一個(gè)用于支承光學(xué)薄膜14的支承裝置，有一虛的中心軸AOS，此軸相對(duì)于光路OP傾斜。光學(xué)薄膜14可以線軸AOS旋轉(zhuǎn)。支承裝置包括一套管10，其外徑比套筒8的內(nèi)置孔8B的直徑稍小。套管10的一個(gè)端面10A與支承裝置的中心軸AOS相垂直，而另一端面10B相對(duì)于垂直于軸AOS的一個(gè)平面傾斜。套管10是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式地插入套筒10內(nèi)，其端面10A與套筒8的內(nèi)置孔8A和8B之間的凸臺(tái)緊靠。由于在本最佳實(shí)施例中內(nèi)置孔8A與8B共軸，支承裝置的中心軸AOS與金屬套6的中心軸CA完全重合。也可以使內(nèi)置孔8B與內(nèi)置孔8A不同心，從而使軸AOS與中心軸CA不完全一致，并使它們互相平行。支承裝置還包括一個(gè)透明板12，可由玻璃或類(lèi)似材料制成。透明板12有第一表面12A，它的圓周部分固定在套筒10的斜端面10B上，而第二表面12B基本整個(gè)鍍上光學(xué)薄膜14。在本最佳實(shí)施例中第一表面12A與第二表面12B相互平行。
由于套管10有一傾斜端面10B，以及透明板12的兩端面12A與12B互相平行這樣的結(jié)構(gòu)，光學(xué)薄膜14也就與支承裝置的軸AOS成一傾斜角。光學(xué)薄膜14可以是例如交替鍍SiO2低折射率介質(zhì)層及TiO2高折射率介質(zhì)層所形成的多層介質(zhì)膜。作為光學(xué)薄膜14的旋轉(zhuǎn)中心的支承裝置軸線AOS相對(duì)光路OP傾斜，以及光學(xué)薄膜14相對(duì)與軸線AOS垂直的平面傾斜，基于這樣的結(jié)構(gòu)，入射到光學(xué)薄膜14上的光線入射角可以通過(guò)相對(duì)套筒8轉(zhuǎn)動(dòng)套管10來(lái)加以改變。通常，入射角定為入射到兩個(gè)不同折射率介質(zhì)的界面的光線與入射點(diǎn)處該界面的垂直線所成的角度。
下面，我們將給出改變?nèi)肷涞焦鈱W(xué)薄膜14上的入射角的原理及入射角變動(dòng)范圍。參照?qǐng)D1，參考符號(hào)δ表示支承裝置的軸AOS與光路OP之間所成的角，而參考符號(hào)θ為光學(xué)薄膜14與垂直于軸AOS的平面所成的角。在套管10相對(duì)套筒8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)構(gòu)成的套筒8與套管10的相對(duì)位置關(guān)系中，下面兩種情形使得條件得以滿足，即包含光路OP及支承裝置的軸AOS的平面與光學(xué)薄膜14垂直。
圖2A和2B顯示了上述條件得以滿足的兩種情形。若兩種情形中透鏡4，金屬套6和套筒8位于相同的位置，圖2B中所示的套筒10的旋轉(zhuǎn)位置與圖2A中套管10的位置相差180°。圖2A中情形給出最大入射角θ+δ，而圖2B所示情形給出最小入射|θ-δ|。
當(dāng)套管10在圖2A所示條件及2B所示條件之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)包括光路OP及支承裝置的軸AOS的平面將逐漸與垂直于光學(xué)薄膜14的平面成傾斜角，相應(yīng)地，光學(xué)薄膜14上的入射角在最大入射角及最小入射角間連續(xù)變化。因而通過(guò)套管10的旋轉(zhuǎn)位置的調(diào)整，光學(xué)薄膜14的入射角可以設(shè)定在最大入射角與最小入射角之間的隨意角度。例如，若δ＝4°，θ＝8°，入射角可以在4°至12°之間調(diào)整。當(dāng)上面提到的最大入射角和最小入射角嚴(yán)格靠在透明板12的內(nèi)端面(第一端面12A)上時(shí)，這些角度也將近似地適用于透明板12的外端面(第二端面12B)上的光學(xué)薄膜14上。
盡管在前述最佳實(shí)施例中套管10可以相對(duì)套筒8自由轉(zhuǎn)動(dòng)，可以提供裝置使套管10鎖定在套筒8上，以便保持通過(guò)旋轉(zhuǎn)套管10后得到的某一希望的入射角，或者保證某一薄膜特性?？蛇x的方法之一是在得到期望的入射角度之后通過(guò)激光焊接等類(lèi)似方法來(lái)固定套管10到套筒8上。
本發(fā)明的唯一限制是條件傾斜角δ與θ都不能為0°。換句話說(shuō)，若傾斜角δ與θ中至少有一個(gè)為0°，則最大入射角就將與最小入射角相等，入射角就與套管10的旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)而保持常數(shù)。
下面將參照?qǐng)D3分析光學(xué)薄膜的膜特性與其上入射角之間的關(guān)系。圖3示出了光學(xué)薄膜用作光學(xué)帶通濾波器時(shí)的情形中，透過(guò)光學(xué)薄膜的光的中心透射波長(zhǎng)與入射角之間的關(guān)系圖。從圖3顯然可以看出，中心透射波長(zhǎng)隨入射角增大連續(xù)減小。這樣，利用本發(fā)明的機(jī)制，就可以通過(guò)改變?nèi)肷浣莵?lái)獲得一希望的光學(xué)薄膜特性。此外，由于旋轉(zhuǎn)套管10的機(jī)構(gòu)很簡(jiǎn)單，光學(xué)裝置可以減小尺寸和成本。
圖4示出了本發(fā)明的第二個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。在本最佳實(shí)施例中，圖1中的套管10及透明板12分別被套管10’及透明板12’所代替，套管10’相對(duì)的兩端面互相平行，而透明板12’的一個(gè)端面上鍍有光學(xué)薄膜14，并與另一端面相傾斜。采用這種結(jié)構(gòu)，就可以和前面第一個(gè)最佳實(shí)施例中一樣，使光學(xué)薄膜14與垂直于支承裝置的軸AOS的平面傾斜。而且，與第一個(gè)最佳實(shí)施例相似，用于安置光纖2的金屬套6的細(xì)孔6A相對(duì)金屬套6的中心軸CA偏心，可以使軸A OS相對(duì)光路OP傾斜。
按照前述原理，相對(duì)套筒8轉(zhuǎn)動(dòng)套管10’，可以改變光學(xué)薄膜14上的入射角。并且，旋轉(zhuǎn)支持光學(xué)薄膜14的機(jī)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。相應(yīng)地，在本最佳實(shí)施例中所得到的光學(xué)裝置的光學(xué)薄膜14上的入射角可變，而且裝置的尺寸和費(fèi)用都得到降低。
圖5是本發(fā)明第三個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。用于支持光纖2的金屬套6’的中心細(xì)孔6A’內(nèi)安置有光纖2。相應(yīng)地，光纖2的激光端2A作為激發(fā)窗口就位于金屬套6’的中心軸CA上。透鏡4和金屬套6’同軸地安放在具有光滑外圓周表面的套筒8’上。僅有上述結(jié)構(gòu)，從透鏡4出來(lái)的平行光線的光路OP不會(huì)與支承裝置的軸AOS傾斜。在本實(shí)施方式中，因而使用一個(gè)三棱鏡16固定在套筒8’的一個(gè)端面上，這樣使得從準(zhǔn)直裝置出來(lái)的平行光束的光路OP與支承裝置的軸AOS傾斜。
由于三棱鏡16固定在套筒8’的一個(gè)端面，支承裝置里的套管不可能再安置在套筒8’里。在本最佳實(shí)施方式中，因而將套筒8’放在套管10”里構(gòu)成支承裝置，可以使套管10”繞套筒8’轉(zhuǎn)動(dòng)。透明板12固定在套管10”的斜端面上，光學(xué)薄膜14鍍?cè)谕该靼?2上。作為光學(xué)薄膜14的旋轉(zhuǎn)中心的支承裝置的軸AOS，與金屬套6’的中心軸CA重合。
基于本最佳實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)，光路OP可以相對(duì)支承裝置的軸AOS傾斜，而光學(xué)薄膜14可以相對(duì)垂直于軸AOS的平面傾斜。相應(yīng)地，入射角可以通過(guò)繞套筒8’旋轉(zhuǎn)套管10”加以調(diào)整。并且，由于套筒10”的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，可以降低光學(xué)裝置的費(fèi)用，減小尺寸。
圖6是本發(fā)明的第四個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。在本最佳實(shí)施方式中，采用了與圖5中第三個(gè)最佳實(shí)施例中一樣的金屬套6’，因而，從透鏡4出來(lái)的平行光束的光路OP與金屬套6’的中心軸CA重合。為了讓支承裝置的軸AOS相對(duì)光路OP傾斜，套管10斜放在套筒8”里。更特殊地，套筒8”有一個(gè)較小直徑的內(nèi)置孔8A，用于安放透鏡4和金屬套6’，及一個(gè)較大直徑的內(nèi)置孔8B’用于安放可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的套管10。內(nèi)置孔8B’相對(duì)內(nèi)置孔8A傾斜。與前一最佳實(shí)施方式一樣，光學(xué)薄膜14相對(duì)垂直于支承裝置的軸AOS的平面傾斜。
光學(xué)薄膜14上的入射角可以通過(guò)繞套筒8”旋轉(zhuǎn)套管10來(lái)加以調(diào)整。并且，繞套筒8”旋轉(zhuǎn)套管10的機(jī)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，光學(xué)裝置的費(fèi)用及尺寸都得到減小。
圖7和圖8分別是本發(fā)明的第五個(gè)最佳實(shí)施例光學(xué)裝置的軸向剖面圖和橫向截面圖。也就是說(shuō)，圖8是沿圖7中線VIII-VIII的截面圖。光纖2插入并固定在金屬套6’的中央細(xì)孔6A’內(nèi)。透鏡4和金屬套6’同軸地安放在套筒8’內(nèi)。套筒8’比如用激光焊接法固定在一基座18上。從透鏡4出來(lái)的平行光束的光路OP與金屬套6’的中心軸CA完全重合。為了讓支承裝置的軸AOS相對(duì)光路OP傾斜，套管10安裝在基座18上的傾斜的槽18A上，可以前后滑動(dòng)，或轉(zhuǎn)動(dòng)。槽18A基本上是一半圓柱形，由與光路OP成一給定傾斜角的母線的軌跡所確定。這些母線平行于支承裝置的軸AOS。透明板12固定在套管10的斜端面上，這樣可使光學(xué)薄膜14相對(duì)于垂直于支承裝置的軸AOS的平面傾斜。
在槽18A內(nèi)旋轉(zhuǎn)套管10可以調(diào)整光學(xué)薄膜14上的入射角。相應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)套管10得到一個(gè)希望的入射角或薄膜特性后可以用激光焊接法等將套管10固定到基座18上，以保持住該入射角度。盡管圖中所示的槽18A的直徑比套管10的外徑要大，也可以讓它們的大小基本一樣，以減少光學(xué)薄膜14的轉(zhuǎn)動(dòng)中心即支承裝置的軸AOS的晃動(dòng)量。同樣在本最佳實(shí)施方式中的光學(xué)裝置可改變?nèi)肷涞焦鈱W(xué)薄膜14上的入射角，并降低裝置的費(fèi)用，減小尺寸。
圖9是圖7和圖8所示的第五個(gè)最佳實(shí)施例中的光學(xué)裝置加以改進(jìn)后的截面圖。在該改進(jìn)中，圖8中的基本半圓柱形的槽18A改成了做在基座18上的棱柱形槽18B。槽18B的沿軸方向(該方向與圖9紙平面垂直)相對(duì)光路OP傾斜(見(jiàn)圖7)，并且槽18B的寬度設(shè)計(jì)得比套管10的外徑要小。相應(yīng)地，套管10可移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)地安放在基座18上，在那樣方式下套管10的外圓周表面與槽18B的矩形開(kāi)口的一對(duì)平行縱棱相接觸。在這種接觸方式下，由于套管10是由基座18上槽18B的一對(duì)平行縱棱來(lái)支承的，使得套管10的位置可以精確固定。
圖10是本發(fā)明第六個(gè)最佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的軸向剖面圖。該光學(xué)裝置可以用作包含有摻有稀土元素如鉺(Er)的摻雜光纖的光學(xué)放大器的一部分。
光纖2的激發(fā)端面2A作為激發(fā)窗，光纖2偏心地固定在金屬套6上。透鏡4插入并固定在透鏡筒(套筒)20上。金屬套6插入透鏡筒20一個(gè)給定深度并用激光焊接法等固定在透鏡筒20上。透鏡筒20插入并固定到套筒21上，套筒21固定在一支架22上。套筒21通過(guò)一個(gè)圓柱形光學(xué)隔離器24聯(lián)接到套筒26上。套筒26有一斜端面26A，鍍有光學(xué)薄膜14的透明板12固定在套筒26的斜端面26A上。光學(xué)隔離器24固定在套筒21上，而套筒26可前后滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)地裝配在光學(xué)隔離器24的外圓周表面。相應(yīng)地，光學(xué)薄膜14上的入射角可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)套筒26而加以調(diào)整。
經(jīng)過(guò)光學(xué)薄膜14的平行光束經(jīng)耦合器(coupler)膜28分成反射光束和透射光束。耦合器膜28鍍?cè)诓ＡЩ?0上，玻璃基片30固定在一鏡筒32上。鏡筒32固定在支架22上。一個(gè)透鏡筒40插入并固定在鏡筒32上。一個(gè)透鏡42插入并固定在透鏡筒40上。一金屬套44也插入并固定于透鏡筒40，一個(gè)輸出光纖46固定在金屬套44的端頭上。從耦合膜28出來(lái)的透射光束經(jīng)透鏡42聚焦，并耦合到光纖46的激發(fā)端46A。自耦合膜28的反射光束穿過(guò)支架22上的孔22A進(jìn)入光電二極管48的光電探測(cè)區(qū)。光電二極管48固定在支架22的外表面。
一個(gè)由泵浦光源(未畫(huà)出)泵浦的摻雜光纖(圖中未畫(huà)出)連到光纖2的上游端。在摻雜光纖中，比如用鉺作摻雜物，用于放大1.55μm波段的光信號(hào)，在這種情況下，比如把泵浦光源的泵浦光波長(zhǎng)定為1.48μm。為了使用光電二極管48監(jiān)測(cè)放大后信號(hào)光的功率，光學(xué)薄膜14具有一個(gè)光學(xué)帶通濾波器的功能。在一個(gè)波分復(fù)用系統(tǒng)里，使用的光信號(hào)波長(zhǎng)準(zhǔn)確到1nm的數(shù)量級(jí)。相應(yīng)地，為精確地監(jiān)測(cè)波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)里的放大的光信號(hào)的功率，光學(xué)薄膜14(光帶通濾波器)的中心透射波長(zhǎng)最好也能精確到1nm或更小水平。
圖11示出了一個(gè)光學(xué)濾波器里透射損耗(dB)與波長(zhǎng)(nm)的關(guān)系圖。當(dāng)信號(hào)光波長(zhǎng)設(shè)為1552nm時(shí)，圖10所示的光學(xué)裝置里的光學(xué)薄膜14應(yīng)具有曲線50所示的特性。僅靠確定光學(xué)薄膜的加工條件是很難得到這一特性的。在圖10的光學(xué)裝置中，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)套筒26改變光學(xué)薄膜14上的入射角來(lái)得到曲線52和曲線54之間的各種光學(xué)薄膜14特性的變化。相應(yīng)地，具有高精確特性的光學(xué)帶通濾波器的加工條件可以要求松一些。
經(jīng)過(guò)耦合膜28后的反射光束與透射光束的強(qiáng)度的比可以設(shè)定為例如1∶20。例如光電二極管48的監(jiān)測(cè)結(jié)果可以用于自動(dòng)電平控制(ALC)。在一個(gè)通常的ALC環(huán)路里，通過(guò)控制泵浦光的功率來(lái)保證光電二極管的輸出電平保持常數(shù)，這樣可以使光放大器輸出幅度保持在一個(gè)常數(shù)。
要使用光隔離器24的原因，是因?yàn)橐乐褂脫诫s光纖作光放大介質(zhì)的光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)引起的振蕩或其他情況的出現(xiàn)。
盡管在上述最佳實(shí)施方式中光纖的激發(fā)端是作為激發(fā)窗口，本發(fā)明本身并不局限于這種結(jié)構(gòu)形式。例如，象激光二極管這樣的光源可以用作激發(fā)窗口。在“準(zhǔn)直裝置將激發(fā)窗口出來(lái)的光轉(zhuǎn)變成平行光束并將平行光束輸出的光路”，中的“平行光束”應(yīng)作廣義的理解。即“平行光束”不僅指一束平行的光線，還可以指一束發(fā)散或會(huì)聚的數(shù)值孔徑(NA)比激發(fā)窗口發(fā)射的光束的要小的光線。在準(zhǔn)直裝置將激發(fā)窗口出來(lái)的光束轉(zhuǎn)變成一束平行光線的集合并將這些光線輸出到光路的情形中，所有光束在光學(xué)薄膜上的入射角精確互相相等，因而光學(xué)薄膜的特性可以高度精確地設(shè)定。
依照本發(fā)明，如上所述，能夠設(shè)計(jì)出一種含有光學(xué)薄膜而入射角可變的光學(xué)裝置，能夠降低費(fèi)用，減小尺寸。
本發(fā)明不局限于以上敘述的最佳實(shí)施例的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定，權(quán)利要求范圍之內(nèi)的任何變動(dòng)與調(diào)整均從屬于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，包括一個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直裝置，用于將從激發(fā)窗口出來(lái)的光束轉(zhuǎn)變成平行光束并將該光束輸出到一光路中一個(gè)光學(xué)薄膜，用于通過(guò)從所述準(zhǔn)直裝置里輸出的所述平行光束；以及一個(gè)支承裝置，其軸傾斜于所述光路，用于支承所述光學(xué)薄膜以使所述薄膜可以繞所述軸旋轉(zhuǎn)；所述光學(xué)薄膜相對(duì)于垂直于所述軸的一個(gè)平面傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)裝置，其中所述激發(fā)窗口是一光纖的激發(fā)端，以及所述準(zhǔn)直裝置包括有一個(gè)透鏡，與所述的光纖的所述激發(fā)端相對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中所述準(zhǔn)直裝還包括有一細(xì)孔的金屬套，細(xì)孔中用于安放所述光纖，以及一個(gè)第一套筒，用于支承所述金屬套及所述透鏡；以及所述支承裝置，包括有可相對(duì)于所述第一套筒旋轉(zhuǎn)的第二套筒；以及一個(gè)透明板，其第一面固定到所述第二套筒的一個(gè)端面，而其第二面上鍍有所述光學(xué)薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)裝置，其中所述金屬套的中心軸平行于所述軸或與所述軸重合，以及所述細(xì)孔與所述中心軸不同心，而所述光路相對(duì)于所述軸傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)裝置，其中所述準(zhǔn)直裝置還包括一個(gè)與所述透鏡相對(duì)的三棱鏡，而所述光路與所述軸傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)裝置，其中所述套筒有一個(gè)第一內(nèi)置孔以插入和固定所述金屬套及所述透鏡，以及一個(gè)第二內(nèi)置孔以安置可以前后移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)的所述第二套筒，相對(duì)于第一內(nèi)置孔傾斜的第二內(nèi)置孔，而所述光路相對(duì)于所述軸傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)裝置，其中還包括一個(gè)基座以固定所述第一套筒，所述基座上有一個(gè)半圓柱形槽該半圓柱形由相對(duì)于所述光路傾斜的母線的軌跡所確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)裝置，還包括一基座以固定所述第一套筒，所述基座上有一相對(duì)于所述光路傾斜的棱柱形槽；其中所述第二套筒可前后移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)地安放在所述槽的相對(duì)棱邊上，而所述光路相對(duì)于所述軸傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)裝置，其中所述第二套筒的所述端面相對(duì)于所述平面傾斜，而所述光學(xué)薄膜相對(duì)于所述平面傾斜。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)裝置，其中所述第二套筒的所述端面基本垂直于所述軸，以及所述透明板的所述第一面相對(duì)于所述第二面傾斜，而所述光學(xué)薄膜相對(duì)于所述平面傾斜。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)裝置，還包括一個(gè)裝置，用于將穿過(guò)所述光學(xué)薄膜的所述平行光束分成第一及第二分支光束；一個(gè)光電二極管，用于接收所述第一分支光束，并根據(jù)所述第一分支光束的光強(qiáng)將所述第一分支光束轉(zhuǎn)換成一電信號(hào)，并輸出該電信號(hào)；所述第二分支光束從一輸出窗口輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的光學(xué)裝置，其中所述激發(fā)窗口是一個(gè)第一光纖的一個(gè)激發(fā)端；所述準(zhǔn)直裝置包括與所述第一光纖的所述激發(fā)端相對(duì)的一個(gè)第一透鏡；所述輸出窗口是一個(gè)第二光纖的一個(gè)激光端；及所述光學(xué)裝置還包括一個(gè)第二透鏡，用于使所述第二分支光束聚焦并耦合到所述第二光纖的所述激發(fā)端中去。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)裝置，其中所述光學(xué)薄膜包含一多層介電膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)裝置，其中所述光學(xué)薄膜包括一個(gè)光學(xué)帶通濾波器。
全文摘要
一個(gè)光學(xué)裝置，包括一個(gè)準(zhǔn)直裝置，用于將從一激發(fā)窗口出來(lái)的光束轉(zhuǎn)變成平行光，并將該平行光輸出到一光路中，一個(gè)光學(xué)薄膜，用以通過(guò)從準(zhǔn)直裝置出來(lái)的平行光束，及一個(gè)支承裝置用于支承光學(xué)薄膜，使得光學(xué)薄膜可以繞相對(duì)于光路傾斜的一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。光學(xué)薄膜相對(duì)垂直于該軸的一個(gè)平面傾斜。通過(guò)繞軸旋轉(zhuǎn)光學(xué)薄膜可以改變平行光束在光學(xué)薄膜上的入射角。這樣，可以提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單含有光學(xué)薄膜且其上入射角可變的一光學(xué)裝置。
文檔編號(hào)G02B6/26GK1165961SQ96111659
公開(kāi)日1997年11月26日 申請(qǐng)日期1996年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月31日
發(fā)明者長(zhǎng)沼典久, 福島暢洋 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社