专利名称：多光路准直装置的制作方法
技术领域：
所属技术领域本实用新型涉及一种光路准直装置，尤其是一种实现多光路间传输的多光路准直装置。
背景技术：
在光信号传输过程中，经常会用到如下的光学系统一根光纤输出的分散光被一准直透镜准直以获得一准直平行光束，然后该平行准直光束又被另一准直透镜聚焦以进入另一光纤传输，这样一个光学系统即为光信号传输过程中的光准直装置。不同的光学组件如滤波器、光隔离器、光调制器、棱镜等均可定位于该准直系统中的二准直透镜之间，以构成具有各种不同功能之光学模块。为了实现多光路间传输功能，通常采用多个透镜组合来替代单个透镜，具有该功能的准直系统通常称之为多光路准直装置。
图1所示是美国专利申请第09/968,841号揭露的一种多光路准直装置。该多光路准直装置1包括第一透镜组合10与第二透镜组合12，该第一、第二透镜组合10、12均包括一固定于一基板14上的透镜组合13，该透镜组合13包括复数个透镜15与复数根光纤16，该每一根光纤16直接贴合定位于相应的透镜15的焦点位置，且位于同一基板14上的复数透镜15彼此沿透镜光轴(未标示)的垂直方向肩并肩平行排列，位于该对基板14上的透镜15分别两两相对，且每一对相对透镜15光轴在同一直线上。
工作时，复数根光纤16输入光经与之贴合的对应复数个透镜15，分别耦合至另一相对设置的透镜15后经另一根光纤16输出，于该复数透镜对15之间的光束则为被准直的复数平行光束，于该平行光束位置处，可根据需要插入不同的光学组件以实现不同的光学功能。但是，该多光路准直装置利用多个准直透镜与多根光纤结合以达成多光路准直目的，其利用组件过多，成本过高，且体积庞大，难以实现密集安装与现代光集成的需求。另外，光纤16与透镜15直接贴合，使用时甚至制作时光纤16易于自透镜15端面脱落，使得制作难度高且整体器件稳定性差。
发明内容为了克服现有的多光路准直装置成本高、体积庞大以及稳定差的缺点，本实用新型提供一种多光路准直装置，该多光路准直装置成本低、体积小、稳定性高。
本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是其包括复数根光纤、至少一光纤固持装置与一光路耦合装置，该光纤固持装置包括一光纤插针，该光纤插针设置有容纳固持复数光纤的容置空间，该光路耦合装置包括两个透镜，该两个透镜组合形成复数对共轭焦点，复数根光纤分别定位于位于耦合装置同侧的焦点位置，以使该两个透镜耦合该复数根光纤的每一输出光束在耦合装置的另一侧的焦点位置汇聚。
本实用新型的有益效果是，其将复数根光纤固持于一个光纤插针内，利用两个透镜之间形成的多对共轭耦合焦点的光学特性，调整每一根光纤分别定位于一共轭焦点位置，仅需一对透镜便可以实现多光路之间的传输，使用组件少，节约成本与器件空间，且复数光纤固持于插针内，稳定性强。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有多光路准直装置的立体图。
图2是本实用新型多光路准直装置第一个实施例的剖面图。
图3A、B、C图是图2中光纤固持装置不同实施方式的截面图。
图4是本实用新型多光路准直装置第二个实施例的剖面图。
图5A至图5D是图4中光纤固持装置不同实施方式的截面图。
具体实施方式在
图1中，多光路准直装置20包括复数根输入光纤240、复数根输出光纤242、第一、第二光纤固持装置210、220及一光路耦合装置230。该光路耦合装置包括第一、第二透镜232、234固定定位于该第一、第二光纤固持装置210、220之间，该第一、第二透镜232、234为模制透镜(即由透明材料一体成形)，均包括一非球面端面236与一倾斜端面237，该二非球面端面236彼此邻近相对设置；该二倾斜端面237分别与该第一、第二光纤固持装置210、220相对且邻近设置；该第一、第二光纤固持装置210、220具有相同的结构，其均包括一外套管211、一套管212与一光纤插针213，该复数根输入、输出光纤240、242分别固持于该光纤插针213内，均包括有一裸光纤尾端243及与之相连的带包层的尾端244，该光纤插针213套装固定于该套管212内，该套管212固定于该外套管213内。
该光纤插针213为圆柱体结构，包括一与光纤光轴垂直的端面214及成一定角度的倾斜端面215，该倾斜端面215凸伸出套管212并分别平行与之相邻的透镜232、234的倾斜端面237。请一并看图3，该光纤插针213进一步包括一通孔216，该通孔216平行于光纤光轴设置且可为以下3种结构之一如图3A，该通孔216的外壁217为一光滑圆柱面，光纤240、242的裸光纤尾端243规则紧密排列于通孔216内；如图3B，该外壁217上设置有复数根与光纤曲面相配合的弧形凹槽218，光纤240、242的裸光纤尾端243部分容置于该凹槽218内，部分容置于通孔216内；如图3C，该外壁217上与光纤光轴平行设置有复数V形或者U形槽219，光纤240、242的裸光纤尾端243绝大部分或全部固持于V形槽219内，上述三种插针结构中，复数光纤240、242与通孔216间的空隙均充满胶(图未示)，且其带包层的尾端344胶粘固定于光纤插针垂直端面214处，从而使得光纤240、242稳定固持于光纤插针213内。
请看图4，多光路准直装置30包括复数根输入光纤340、输出光纤342、第一、第二光纤固持装置310、320及一光路耦合装置330。该光路耦合装置包括第一、第二透镜332、334固定定位于该第一、第二光纤固持装置310、320之间，该第一、第二透镜332、334为模制透镜，均包括一非球面端面336及一微曲面337，该二非球面端面336彼此相对邻近设置；该微曲面337分别与该第一、第二光纤固持装置相对且邻近设置。
该第一、第二光纤固持装置310、320具相同的结构均包括一套管311、一光纤插针312及一固持部313，该固持部313包括一环柱体容置空间(未标示)，该容置空间平行于套管311与插针312间形成的容置空间(详后述)，该固持部313可与该光纤插针312一体成形，亦可单独制造并焊接或粘贴于插针312的端面；该复数输入、输出光纤340、342均包括有一裸光纤尾端343及与之相连的带包层尾端344，该裸光纤尾端343固持于插针312与套管311间的容置空间内，该带包层的尾端344固持于该固持部313的环柱体容置空间内，以保护光纤免受损坏；该光纤插针312套装固定于该套管311内。
请一并看图5A至图五D，该光纤插针312与该套管311间的容置空间可为以下4种结构之一，如图5A，套管311内壁313与插针312的外壁314为光滑圆柱面，该两圆柱面间隔形成一厚度略大于光纤直径的环柱体容置空间(未标示)，光纤340、342的裸光纤尾端343固持于该环柱体容置空间内；如第五B图，内壁313为光滑圆柱面，外壁314上沿光纤光轴方向设置有复数V形或U形凹槽315，光纤340、342的裸光纤尾端343固持于该凹槽315内；如图5C，套管311内壁313与插针312外壁314上均沿光纤光轴方向设置有复数V形槽316，且该复数V形槽316分别成对配合定位而形成复数容置空间(未标示)，光纤340、342的裸光纤尾端343固持于该容置空间内；如图5D，内壁313与外壁314上均沿光轴方向设置有复数与光纤曲面相配合的弧形凹槽317，且该弧形凹槽317分别成对配合定位，光纤340、342的裸光纤尾端343固持于每对弧形凹槽形成的容置空间(未标示)内，上述四种结构中，裸光纤尾端343与内壁313、外壁314间的空隙均充填胶(图未示)，且带包层的尾端344与固持部3 13的环柱体容置空间之间亦充填胶(图未示)，从而使得光纤340、342稳定固持于光纤固持装置310、320内。
请同时看图2和图4，根据模制透镜的光学特性与共轭耦合原理，制作本实用新型多光路准直装置时，透镜232与234、332与334的位置固定不变形成一固定的透镜组合，调整每一对输入、输出光纤240与242、340与342分别定位于透镜组合232与234、332与334两端共轭的焦点上，则输入光纤240、340输出分散光经透镜232、332耦合成一定角度的平行光束，该平行光束经由透镜234、334被聚焦进入相应的输出光纤242、342中，从而实现多光路准直。
本实用新型的多光路准直装置将多根光纤整合于单个光纤插针中固持，或者通过单个套管与单个插针之间的配合来固持多根光纤，仅需一对透镜组合即可达到现有技术需用多个透镜组合才能达成的功效，结构紧凑密集，适应现代光学集成的需要，且节约组件个数直接节约制造成本。且，本实用新型的多光路准直装置的透镜不限于模制透镜，其它具有准直光路功能的光学器件如自聚焦透镜(GRIN Lens)、一般光学透镜、C-Lens等均可适用于本实用新型，且，实质应用中本实用新型的多光路准直装置中的光纤固持装置210、310、220、320可任意组合使用，也可使用其中之一与其它的光纤固持结构结合使用以达成多光路传输的功效。
权利要求1.一种多光路准直装置，包括复数根光纤、一光纤固持装置与一光路耦合装置，其特征在于该光纤固持装置包括一光纤插针，该光纤插针设置有复数容置空间，复数光纤容纳固持于容置空间内，该光路耦合装置包括两个透镜，该两个透镜组合形成复数对共轭焦点，复数根光纤分别定位于耦合装置同侧的焦点位置，以使该两个透镜耦合该复数根光纤的每一输出光束在耦合装置的另一侧的焦点位置汇聚。
2.根据权利要求1所述的多光路准直装置，其特征是该容置空间为一系列位于该插针的中心位置的V形槽，复数根光纤胶固于V形槽内。
3.根据权利要求1所述的多光路准直装置，其特征是该容置空间为一系列位于该插针的中心位置的U形槽，复数根光纤胶固于U形槽内。
4.根据权利要求1所述的多光路准直装置，其特征是该容置空间为一通孔，且该通孔外壁设置有一系列与光纤曲面相配的弧形凹槽，复数根光纤胶固于通孔内。
5.根据权利要求1所述的多光路准直装置，其特征是该光纤固持装置进一步包括一固持部以固持该复数根光纤带包层的尾端，该复数根光纤的裸光纤尾端固持于该插针内。
6.根据权利要求1所述的多光路准直装置，其特征是该光纤固持装置进一步包括一中空圆柱体套管，该光纤插针为一圆柱体结构且套装于套管内，该容置空间定位于圆柱体表面。
7.根据权利要求6所述的多光路准直装置，其特征是该容置空间为一系列U形槽，复数根光纤胶固于插针外表面与套管内壁形成的空间内。
8.根据权利要求6所述的多光路准直装置，其特征是该容置空间为一系列V形槽，复数根光纤胶固于插针外表面与套管内壁形成的空间内。
9.根据权利要求6所述的多光路准直装置，其特征是该容置空间为一系列与光纤曲面相配合的弧形凹槽，该套管内表面包括一系列与该弧形凹槽相对的凹槽，复数根光纤胶固于插针外表面与套管内壁形成的空间内。
10.根据权利要求1所述的多光路准直装置，其特征是其进一步包括一光纤固持装置，该光纤固持装置包括一固持有复数根光纤的光纤插针，其位于两透镜另一侧焦点位置。
专利摘要一种能够实现多光路间传输的多光路准直装置，其包括复数根输入光纤、第一光纤固持装置、一光路耦合装置、第二光纤固持装置及复数根输出光纤；该第一、第二光纤固持装置分别包括一光纤插针套装固定于一套管内，该光纤插针包括复数凹槽分别与该复数根输入、输出光纤光轴平行设置，以分别容纳固持该复数根输入、输出光纤；该光路耦合装置固定定位于该第一、第二光纤固持装置之间，其包括第一、第二准直透镜，该复数根输入、输出光纤分别定位于该两透镜组合的共轭焦点位置，工作时，该第一透镜耦合输入光纤输出光束成一定角度平行光束出射，该一定角度平行光束再经由第二透镜耦合聚焦入相应特定输出光纤，从而实现多光路准直。
文档编号G02B6/32GK2557964SQ02227678
公开日2003年6月25日 申请日期2002年5月20日 优先权日2002年5月20日
发明者周明宝 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司