专利名称：光耦合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光耦合装置，其用于在两个波导端面之间入射光线，其在可变长度元件的辅助下能够改变一个光波导(例如一光纤)的端面相对于其它光波导(例如一个光纤芯片)的端面的几何位置，其中可变长度元件通过一个固定装置承载两个光波导之一并通过两个固定块紧固到其它光波导上。
光耦合装置例如由WO98/13718而公知。这种耦合装置用于基于相控阵原理具有入射面的光滤波器中，光线在特定几何位置进入该入射面，该几何位置影响光滤波器的输出波长。基于相控阵原理的光滤波器由于其具有较低的输入衰减和高的串扰抑制，而尤其被用作光的波分复用操作(WDM)中的多路调制器或多路信号分离器。光滤波器具有作为其基本元件的多个弯曲的不同长度的光波导，这些波导形成一个移相器区域。
德国专利申请第DE4422651.9号描述了相控阵滤波器的中心波长可以通过将光线导入光波导的入射光波导的位置加以确立。以这种方式，光滤波器的中心波长可以通过入射光波导或入射滤波器的几何位置而精确调节。由于对光波导要求相对于彼此偏移，所以光波导不能直接彼此粘接。
在引言部分引用的光耦合装置中，固定块被紧固到芯片上，而光纤固定在可变长度的元件上。在这种情况下，可变长度元件可以振荡或弯曲，这将导致光纤暂时的或永久的失调(deadjustment)，尽管设置了一定程度的导管。
因此，本发明的目的是确保改进可变长度元件在平行于其延伸方向上的导管，并避免操作过程中的失调。
为了实现这个目的，在引言部分中提及的光耦合装置的特征在于，可变长度的元件或固定装置由弹性元件固定，该弹性元件为海绵状或多孔结构，并直接或间接地被支承在至少一个固定块上，并允许可变长度元件或固定装置在可变长度元件的长度方向上的移动，可变长度元件在此长度方向上伸长或缩短，并防止了可变长度元件的垂直于可变长度元件长度方向的移动。还必须紧固而远离其它光波导，也就是说芯片的可变长度元件压靠在光纤的固定装置上，以允许光纤相对于芯片的相对运动。弹性元件以这样一种方式构造，即最大程度地抑制垂直于平面的残余运动。由此实现的效果为，光纤相对于芯片的运动平行于芯片表面非常精确地发生，并且实质上没有与其垂直的失调发生。
由于弹性元件是海绵状或多孔结构，且因此弹性元件的壁厚相对于实心材料的壁厚减小，所以给弹性元件赋予了所需的弹性或弹簧特性。通过残留壁厚和孔尺寸之间的比例的选择，可以有利地在大范围内改变弹性。
在本发明中，进一步的优点在于固定块可以非常靠近光纤地粘结到第二光波导(光学波导芯片)上，从而，可以避免大的杠杆(lever)，从而显著地减小了在垂直于可变长度元件所需伸长方向的方向上的不期望的运动。
根据本发明的装置的有利构造的特征在于，可变长度元件、固定装置和弹性元件布置在两个固定块之间，且固定装置与可变长度元件被一体地设计，而弹性元件则独立于它们设计。在这种情况下，优点在于弹性元件的材料可以不考虑针对可变长度元件的材料的要求而加以选择。
根据本发明的装置的另一有利的构造的特征在于，可变长度元件、固定装置和弹性元件布置在两个固定块之间，并且固定装置、可变长度元件和弹性元件被整体设计。这种构造具有生产技术上的优点，并且还具有与该布置的操作可靠性和寿命相关的优点。
根据本发明的结构的另一有利构造的特征在于，可变长度元件、固定装置和弹性元件布置在两个固定块之间，并且固定装置和弹性元件被整体设计，而可变长度元件独立于它们设计。再者，可以在不关注可变长度元件的材料的情况下生产固定装置和弹性元件。
根据本发明的装置的另一有利构造的特征在于，可变长度元件、固定装置和弹性元件布置在两个固定块之间，并且固定装置、弹性元件和连接于其上的固定块被整体设计，而可变长度元件独立于它们设计。
根据本发明的装置的另一有利构造的特征在于，弹性元件由可变长度元件或固定装置中的狭槽形成，这些狭槽位于平行于可变长度元件的端面并垂直于其长度方向的平面内。这些狭槽可以尤其有利地被采用于可变长度元件、固定装置和弹簧元件，或者至少固定装置和弹簧元件彼此一体设计的情况下。狭槽的方向也是有利的，这是由于，如果狭槽旋转例如90°，则在垂直于芯片平面的临界方向上的稳定性就不再得以充分保证。
根据本发明的装置的另一有利构造的特征在于，设置了偶数个狭槽。从而可以使倾斜的趋势最小化。
根据本发明的装置的另一有利构造的特征在于，弹性元件由可变长度元件或固定装置中的孔形成，这些孔位于平行于可变长度元件端面并垂直于其长度方向的平面内。这种孔易于机加工，并可以通过孔的大小来设定弹性元件的弹性系数。
根据本发明的装置的另一有利构造的特征在于，可变长度元件的长度以这样一种方式选择，即，弹性元件在可变长度的起始位置上处于预应力下。这保证了，如果其独立于可变长度元件而设计，则在可变长度元件收缩时，固定装置可以跟随该可变长度元件。
根据本发明的装置的另一有利构造的特征在于，两个固定块通过一连杆彼此相连，给包括两个固定块、可变长度元件、固定装置和弹性元件的结构提供了更大的稳定性。
根据本发明的装置的另一有利构造的特征在于，两个固定块通过一框架彼此相连，在两个固定块之间的顶部和底部上提供一相应的连杆，且该连杆与固定块被制造成一块，从而，两个固定块可以用后者连接到芯片上。
最后，根据本发明的装置的有利构造的特征在于，固定装置具有一套圈，光波导或光纤固定在其中。当然，还可以将光纤固定到没有套圈的弹性元件上，例如通过粘结剂粘合在V形槽中。尽管如此，由于配合的精度以及用于将光纤胶接到V形槽中的粘结剂的老化现象的避免，优选的是利用套圈。
本发明的示例性实施例将通过附图
加以描述，附图示出了根据本发明的耦合装置的示例性实施例的侧视图。
附图示出根据本发明示例性实施例的耦合装置的侧视图，其中，两个固定块4、6被固定，例如粘结剂粘接在光学波导芯片2上。固定块中的一个4承载一可变长度的元件8。光纤10紧固在固定装置12上。可变长度元件8被夹在或粘结剂粘接在一个固定块4和光纤10的固定部分12之间。
可变长度元件8或固定部分12经由弹性元件14而支承在固定块6上。弹性元件由外部狭槽16和内部狭槽18形成。狭槽16、18也可以由孔来取代。在弹性元件14附近，其材料也可以是海绵状或多孔结构的。
对于弹性元件14，只需要弹性元件的壁厚相对于实心材料的壁厚得以减小，以给弹性原料14赋予所需的弹性或弹簧特性。通过选择剩余壁厚和孔尺寸之间的比例，可以在大范围内改变弹性。
在所示的示例性实施例中，两个固定块4、6经由一连杆20彼此相连，该连杆位于光纤芯片2的平面内。两个固定块4、6也可以经由一框架彼此相连，该框架垂直于光纤芯片2的表面而竖立，这就确保耦合装置整体是稳定的。在这个示例性实施例中，连杆可以制造成一体或彼此粘结剂粘接。
权利要求
1.一种用于在两个光波导端面之间入射光线的光耦合装置，其可以在可变长度元件的辅助下改变一个光波导(例如一光纤)的端面相对于其它光波导(例如一个光纤芯片)的端面的几何位置，该可变长度元件通过一个固定装置承载两个光波导之一，并通过一固定块紧固到另一个光波导上，其特征在于，可变长度元件(8)、或固定装置(12)由弹性元件(14)固定，弹性元件(14)为海绵状或多孔结构，并被直接或间接支承在至少一个固定块(4、6)上，并允许可变长度元件或固定装置在可变长度元件的长度方向上的移动，可变长度元件在该方向上伸长或收缩，并防止了可变长度元件垂直于可变长度元件的长度方向的移动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，可变长度元件(8)、固定装置和弹性元件(6)布置在两个固定块(4、6)之间，且固定装置与可变长度元件被一体地设计，而弹性元件独立于它们设计。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，可变长度元件(8)、固定装置和弹性元件(6)布置在两个固定块(4、6)之间，并且固定装置、可变长度元件和弹性元件被整体设计。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，可变长度元件(8)、固定装置(12)和弹性元件(14)布置在两个固定块(4、6)之间，并且固定装置和弹性元件被整体设计，而可变长度元件独立于它们设计。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，可变长度元件(8)、固定装置(12)和弹性元件(14)布置在两个固定块(4、6)之间，并且固定装置、弹性元件和连接于其上的固定块(6)被整体设计，而可变长度元件独立于它们设计。
6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，弹性元件(14)由可变长度元件(8)或固定装置中的狭槽(16、18)形成，该狭槽位于垂直于可变长度元件长度方向的平面内，开口边缘垂直于芯片平面定位。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，提供偶数个狭槽。
8.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，弹性元件(14)由可变长度元件(8)或固定装置中的孔形成，该孔位于平行于光波导端面并垂直于可变长度元件长度方向的平面内。
9.如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，可变长度元件的长度以这样一种方式选取，即，弹性元件在可变长度元件的起始位置上处于预应力下。
10.如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，两个固定块(4、6)通过一连杆(20)彼此相连。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，两个固定块由一框架彼此相连，在两个固定块之间的顶部和底部上提供一相应的连杆。
12.如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，固定装置为一套圈，光波导(10)或光纤紧固于其中。
全文摘要
本发明涉及一种用于在两个光波导端面之间耦合光线的光耦合装置,其中,利用纵向可变化元件(8)能够改变一个光波导端面的几何位置。所述元件支承两个光波导(10)中的一个,并通过固定块(4、6)固定到另一个光波导上。纵向可变化元件被海绵状或多孔弹性元件(14)固定,该弹性元件(14)直接或间接地被支承在至少一个固定块(6)上,并允许纵向可变化元件通过该纵向可变化元件在其纵向上的伸展或收缩而纵向位移。相对于所述纵向可变化元件的纵向,所述弹性材料还限制纵向可变化元件的垂直位移。
文档编号G02B6/30GK1361876SQ00810554
公开日2002年7月31日 申请日期2000年7月21日 优先权日1999年7月21日
发明者沃尔夫冈·施韦克, 格哈德·海斯, 赫尔穆特·阿尔布雷克特, 罗伯特·艾格纳 申请人:Scc特殊通讯电缆两合公司