光复合组件、光波长复用器/解复用器和光复合组件的制造方法

专利名称：光复合组件、光波长复用器/解复用器和光复合组件的制造方法
技术领域：
本发明涉及用于光纤通信的光复合组件，它或是具有光多路复用或是具有光解复用的功能；和采用该光复合组件的光波长多路复用器和光波长多路解复用器，具体地说，本发明涉及一种光复合组件，它或是包括光发射元件或是包括光接收元件，和采用该光复合组件的光波长多路复用器和光波长多路解复用。
背景技术：
在密集波分复用中，由于狭窄的波长间隔，波长必须准确地分离开来。因此，必须采用具有随峭波长特性的光滤波器。不过，该陡峭特性需要一种不少于100层的多层的涂层，以及不能增加的法线在滤色器表面的入射角，它在光耦合系统的结构上造成较多的限制。
根据上述条件，为了有效地多路复用/多路解复用在密集波长的间隔中靠得很近的光信号，在1978年提出了基于干扰滤色器的光多路解复用器。该基于干扰滤色器的光多路解复用器采用插入到两个棒状会聚透镜之间的光滤色器。
图21是常规的基于干扰滤色器的光多路复用器示意图，在图21中，光多路复用器/多路解复用器1100多路复用/多路解复用滤长为λ1和λ2的光，并包括第一棒状会聚透镜1000，第二棒状会聚透镜1001，以及通过滤长为λ1的光而反射波长为λ2的光的带通光滤色器(下文中简称为“BPF”)1002。光纤1003和1004连接到第一棒状会聚透镜1000的端部，而光纤1005则连接到第二棒状会聚透镜1001的端部。
从光纤1004输出的波长为λ2的光由第一棒状透镜1000转换成平行光。然后，该转换光朝着BPF1002传输并被BPF1002反射，被BPF1002反射的波长为λ2的光再一次经过第一棒状会聚透镜1000，并耦合到光纤1003。另一方面，从光纤1005输出的波长为λ1的光由第二棒状会聚透镜1001转换成平行光。然后，该转换光在经BPF1002通过后由第一棒状会聚透镜聚焦，也耦合到光纤1003。因此，波长为λ1的光和波长为λ2的光通过允许经过BPF1002或在那里反射而被多路复用。
为了要多路解复用波长为λ1和λ2的光，可把上述过程反向进行。就是说，从光纤1003输入波长为λ1和λ2的光，以从光纤1004分离出波长为λ2的光，而从光纤1005分离出波长为λ1的光。
然而，上述常规的基于干扰波色器的光多路解复用器连接到光纤1003到1005每个端部的用于光发送的额外光发射组件或用于光接收的额外光接收元件组件，这就导致装置的尺寸增加。而且，由于需要熔化接头等也会引起诸如插入损耗等的其它问题。
所以，已经提出包括光发射元件组件或是包括光接收元件组件的光学组件。例如，第H11-242130号日本专利公开公告揭示了这样一类的光学组件。图22示出在第H11-242130号日本专利公开公告中揭示的光学组件结构的图解说明。
在图22中，光学线件2100包括发射波长为λ1的光的光源，透镜2001，通过波长为λ1的光而反射波长为λ2的光的BPF2002，以及棒状会聚透镜2003。从光纤2005输出的波长为λ2的光由棒状会聚透镜2003转换成平行光。然后，该转换光朝BPF2002传输，且由BPF2002折射。由BPF2002反射的波长为λ2的光再经过棒状会聚透镜2003，并耦合过光纤2004。另一方面，从光源2000发射的波长为λ1的光由透镜2003聚焦，并也耦合进光纤2004，因此，波长为λ1的光和波长为λ2的光被多路复用。光学组件2100包括光源2000，它是发射波长为λ1的光发射元件，从而，实现了尺寸和插入损耗的减少。
正如上面所提到的，常规基于干扰滤色器的光多路复用器/多路解复用器1100有诸如装置的尺寸增加和插入损耗的增加问题，除那些问题以外，常规基于干扰滤色器的光多路解复用器使得它难于调节在光纤和棒状会聚透镜间的耦合，明确地说，为了要把由BPF1002反射的光耦合进光纤1003，有必要使得光纤1003和1004间的中心线与第一棒状会聚透镜1000的光轴相重合。于是，该光轴必须以小于10um的精确度来调整以便决定该光是否是从该光纤输出，同样，为了要把从光纤1005输出的光耦合进光纤003，有必要以小于10um的精确度来完成在第二棒状会聚透镜1001端部的光纤1005的定位以便决定该光是否是从该光纤输出。
而且，在光波长多路复用器或光波长多路解复用器中常规基于干扰滤色器的光多路复用器/多路解复用器1100的采用会导致装置尺寸的增加和光损耗的增加，这也是一个问题。
另一方面，在第H11-242130号日本专利公开公告中揭示的光学组件2100与采用图21中与多路复用器/多路解复用器的光传输装置相比制造过程，可是较小的。不过，光学组件2100需要复杂的制造过程。具体地说为了使得从光纤2005输出的光能被BPF2002反射，并把该反射光耦合进光纤2004，棒状会聚透镜2003的光轴必须与光纤2004和2005间的中心线相重合。因此，必须以小于10um的精确度来调整该光轴，以便决定该光是否是从该光纤输出。同样，为了要把从光源2000发射的波长为λ1的光输进棒状会聚透镜2003并把该输入光耦合进光纤2004，透镜2001和棒状会聚透镜的夹角必须以小于0.1度的精确度来调整。

发明内容
所以，本发明的一个目的是提供小型、易于制造和低损耗的光学复合组件，它包括光发射元件或是包括光接收元件，该光学复合组件可使得容易调整耦合系统的位置或反射角度。
本发明的另一目的是提供小型和低损耗的光波长多路复用器和光波长多路解复用器。
而且，本发明的另一目的是提供采用上述光学复合元件的光波长多路复用器和光波长多路解复用器。
本发明具有下列特征来达到上述目的。
本发明的第一方面是以一种光学复合组件为目的，它多路解复用用于把一预定波长范围的光转换成电信号的具有多个从输入光纤输出的光并把预定波长之外的光输出到输出光纤，这组件包括，光滤色器，它通过落在在预定波长范围内，要转换成电信号的光，并反射在预定波长之外的光；第一棒状会聚透镜，用于把从输入光纤输出的光转换成用于输进光纤的平行光并把被光滤色器反射的平行光到输出光纤的一个端部上，该会聚透镜放在输入和输出光纤与光滤色器之间；光转换部件，用于把经光滤色器通过的平行光聚焦在单点上；
光接收元件，用于接收由光转换部件解聚焦的光，并把接收到的光转换成电信号；以及定位部件，用于把第一棒状会聚透镜的光轴与在输入光纤和输出光纤间的中心线相重合。
根据第一方面，可以减少该光学组件的尺寸和插入损耗。而且，第一棒状透镜的光轴与在输入光纤和输出光纤间的中心线相重合，从而，可以容易调节耦合位置。
较佳的是，该定位部件可包括用于固定第一棒状会聚透镜的圆柱形透镜支架，重合第一棒状会聚透镜的轴与透镜支架的轴；以及外直径等于透镜支架直径的光纤支架光纤支架有两个用于固定输入光纤和输出光纤的定向小孔，使得能把两根光纤放置在离其轴等距的地方。
正如上述，透镜支架和光纤支架的外径是相等的，因此，只要使透镜支架的一端部与光纤支架的端部相接触，就可使光轴和在输入光纤和输出光纤间的中心线彼此重合。
同样较佳的是，定位部件可以是一个外壳，在其中有两个导向小孔，用于固定输入光纤和输出光纤，这就可把这两根光纤放在离第一棒状会聚透镜光轴等距的地方。
正如上述，第一棒状会聚透镜和光纤支架的外直径是相等的，因此，只要使第一棒状会聚透镜的端部与光纤支架的端部相接触，就可使不轴和在光纤间的中心线彼此重合。
例如，放在光滤色器如光接收元件间的光转换部件是用于把从光纤输出的平行光聚焦在光接收元件上的球形透镜。
在这种情况下，把平行光聚焦在光接收元件上的球形透镜的采用消除了光接收元件角度的精细调整的需要。
而且，例如，光转换部件包括用于把经光滤色器通过的平行光聚焦，放在光纤和光接收元件间的第二棒状会聚透镜，以及用于把已被第二棒状会聚透镜聚焦在光接收元件上之后已发散的光再聚焦的，放在第二棒状会聚透镜和光接收元件间的球形透镜。
在这种情况下，只需要把光滤色器的各个端部表面与第一棒状会聚透镜的端部表面以及第二棒状会聚透镜的端部表面相接触。因此，上述的光纤和透镜夹角的精细调整就不一定要完成，且对于一般目的用途，可以采用装备着透镜的光接收元件。
再进一步，放置在光滤色器和光接收元件间的是用于经光滤色器通过的平行光聚焦在光接收元件上的第二棒状会聚透镜。
在这种情况下，只需要把光滤色器的各个未端部表面和第一棒状会聚透镜的端部表面与第二棒状会聚透镜的端部表面相接触。因此，上述的光滤色器和透镜夹角的精细调整就不一定要进行，而且，即使被第二棒状会聚透镜聚焦的低强度光，也能被直接接收。因此，容易地把光接收元件放在最佳位置是可能办到的。
光学复合组件还包括用于把光接收元件放在由光会聚部件的作用决定的聚焦点上的光接收元件定位部件。
因此，只要完成一维的角度调整就可把光接收元件放在合适的位置。
更为较佳的是，光接收元件定位部件可能包括。
圆柱支架，它的轴与第一棒状会聚透镜的光轴相重合用于固定第一棒状会聚透镜，以及光接收元件支架，用于固定光接收元件，其外径与圆柱支架外径相等，其中光接收元件支架可以把光接收元件，锁定在当被转动时相应于焦点的位置，使得与圆柱形支架形成的相对角被调整到预定的角度。
因此，为调整光接收元件支架与圆柱形支架形成的相对角度，只需绕光轴转动光接收元件，就可把光接收元件放置在合适的位置。
本发明的第二个方面是以光学复合组件为目的，它输出由输入的电信号所调制的光，并多路复用该调制光和为输出到输出光纤的从输入光纤输出的具有多个波长的光，该组件包括用于发射由输入的电信号所调制的光的光发射元件用于转换从光发射元件发射的光成为平行光的平行光管；能通过从平行光管输入的，预定波长范围的光，并在输入到其内的光中间反射预定波长之外的光的光滤色器，它放在平行光管与输入和输出光纤之间。
放在光滤色器与输入和输出光纤之在，用于把从输入光纤输出的光转换成平行光，把这转换光输进光纤，和把由先滤色器反射的平行光以及经光滤色器通过的平行光聚焦在输出光纤的一个端部上的第一棒状会聚透镜，以及用于把第一棒状会聚透镜的光辆与在输入光纤和输出光纤间的中心线相重合的定位部件，。
根据第二个方面，可以减小光学组件的尺寸和插入损耗。同样，定位部件确保了在第一棒状会聚透镜的光轴和在输入光纤和输出光纤间的中心线之间的重合，由此，可以容易地调整耦合位置。
较佳的是，该平行光管可包括用于把从光发射元件发射的发射光聚焦在单点上的会聚透镜；以及在光滤色器和会聚透镜间，用于把由会聚透镜焦的光转换成平行光并把这转换的光输进光滤色器的第二棒状会聚透镜。
因此，从光发射元件发射的光被转换成平行光，并进入光滤色器。
更为较佳的是，光复合组件还可包括放在会聚透镜和第二棒状会聚透镜之间的防背反射部件，用来防止从会聚焦镜输出并由第二棒状会聚透镜的端部反射的返回到光发射元件的光。
因此，防止了由第二会聚透镜的端部反射的光返回到光发射元件。
例如，防背反射部件是光隔离器。
因此，光隔离器的使用确保了防止光返回到光发射元件。
而且，例如，防背反射部件通过第二棒状会聚透镜的端部转一角度可以防止背反射。
因此，第二棒状会聚透镜端部的角改变了在第二棒状会聚透镜，端部反射减为最小。
例如，会聚透镜是球形透镜。
因此，对一般目的使用，可能采用光发射元件，并同样可能增加被接收的光量。
而且，例如，会聚透镜是圆拱形端部的棒状会聚透镜，它的朝向光发射元件的，透镜末端是圆拱形的。
因此，透镜的圆拱形末端可以增加被接收的光量。
较佳的是，定位部件包括用于固定第一棒状会聚透镜，与第一棒状会聚透镜的轴重合的透镜支架的轴的圆柱透镜支架，以及光纤支架，其外径与透镜支架的外径相等，该光纤支架具有用于固定输入光纤的输出光纤的两个引导小孔，使得能把这两根光纤放置在离其轴等距的地方。
而且，较佳的是，其外径与第一棒状会聚透镜外径相等的定位部件是一外壳在其中有两个引导小孔以便把输入光纤和输出光纤固定，使得把这两根光纤放在离第一棒状会聚透镜轴等距离的地方。
更为较佳的是，光学复合组件还可包括光发射定位部件，用于当在把光发射元件调整到预定角度时放置光发射元件定位部件，使得从平行光管输出的平行光在经光滤色器的第一棒状会聚透镜通过后能被聚焦到输出光纤的端部上。
因此，只要通过调整光发射元件到预定角度，就可以把光发元件放在合适的位置。
例如，光发射元件定位部件可包括圆柱支架，用于固定第一棒状透镜，与第一棒状会聚透镜的轴重合的圆柱形支架的轴；以及光发射元件支架，它的，外径与圆柱形支架的外径相等，用于紧固光发射元件，以及光发射元件支架，可以这样来锁定发射元件，使得在被转动时，从平行光管输出的平行光聚焦在输出光纤的端部上，以便把与圆柱形支架形成的相对角调整到预定角度。
在这种情况下，只要转动光发射元件支架来调整与圆柱形支架形成的相对角就可以把光发射元件放在合适的位置。
本发明的第三个方面是以光学复合组件为目的，它输出由输入的电信号调制的光并多路复用该调整光和从输入光纤输出的具有多个波长的光输出到输出光纤用于该组件包括用于发射由输入的电信号调制的光并把该发射光聚焦到单点上的光发射元件。
用于由光发射元件聚焦的光转换成与光辆平行传播的平行光的第一棒状会聚透镜。
放置在第一棒状会聚透镜与输入和输出光纤之间的光滤色器，该光滤色器通过从第一棒状会聚透镜输出的预定波长范围的光并反射在输入其内的光中间的预定波长之外的光；放在光滤色器与输入和输出光纤之间的第二棒状会聚透镜，该第二棒状会聚透镜把从输入光纤输出的光转换成用于输进光滤色器的平行光，并把由光滤波器反射的平行光和经光滤色器通过的平行光聚焦在输出光纤的末端上，以及用于把第二棒状会聚透镜的轴与输出光纤的重合的定位部件，其中在光滤色器和第二棒状会聚透镜之间的交界表面被转了一个这样的角度，使得由光滤色器反射的平行光和经光滤波器通过的平行光被聚焦在输出光纤的端部上。
根据上述的第三个方面，可以减少光学组件的尺寸和插入损耗。同样，定位部件确保了第二棒状会聚透镜的光轴和输出光纤轴的重合，从而可以容易地调整耦合位置，而且，平行于光轴传播的平行光是从第一棒状会聚透镜输出的从而可以容易地调整耦合位置。
较佳的是，该光学复合组件还可包括第一单元，包括光发射元件和第一棒状会聚透镜的，以及第二单元，包括光滤色器，第二棒状会聚透镜，和定位部件的第二单元，其中第一单元和第二单元可在搭配和不搭配下运作。
因此，即使光发射元件变坏，在不中断输入光的传输来替换光发射元件是可能的。同样，平行于光轴传播的平行光从是第一棒状会聚透镜输出的，从而使用者在替换光发射元件时不需要完成高精度定位。
本发明的第四个方面是以光学复合组件为目的，它输出由输入的电信号调制的光并多路复用该调制光和从输入光纤输出的具有多个波长的光用于输出到输出光纤，该组件包括，用于发射由输入的电信号调制的光并把该发射光聚焦到单点上的光发射元件；用于把由发射元件聚焦的光转换成与光轴平行传播的平行光的第一棒状会聚透镜；放在第一棒状会聚透镜与输入和输出光纤之间的光滤色器，该光滤色器通过从第一棒状会聚透镜输出的预定波长范围的光并反射在输入其内的光中间的预定波长之外的光；放在光滤色器与输入和输出光纤之间的第二棒状会聚透镜，该第二棒状会聚透镜把从输入光纤输出的光转换成用于输进光滤色器的平行光，并把由光滤色器反射的平行光的经光滤色器通过的平行光聚焦在输出光纤的端部上；以及用于把第二棒状会聚透镜的轴与在输入光纤和输出光纤间的中心线重合的定位部件；其中光波色器装置着这样成角度的，面向第一棒状透镜的端部，使得来自第一棒状会聚透镜的平行光被折射并聚焦在输出光纤的端部上。
根据上述的第四个方面，可以减小光学组件的尺寸和插入损耗。同样，定位部件确保了第二棒状会聚透镜的轴与在输入光纤和输出光纤间的中心线之间的重合，从而，可以容易地调整耦合位置，而且，在平行于光轴传播的平行光是从第一棒状会聚透镜输出的，从而可以容易地调整耦合位置。
较佳的是，该光学复合组件还可饭知第一单元包括光发射元件和第一棒状会聚透镜，以及第二单元包括光滤色器，第二棒状会聚透镜，和定位部件的第二单元，其中第一单元和第二单元可在搭配或不搭配下运作。
因此，即使光发射元件变坏，在不中断输入光的传输来替换光发射元件是可能的。同样，平行于光轴传播的平行光是从第一棒状会聚透镜输出的，因而，使用者在替换光发射元件时不需要进行高精度定位。
本发明的第五个方面是以光学复合组件为目的，它多路解复用从输入光纤输出的具有多个波长的光用于把预定波长范围内的光转换成电信号，并把在预定波长之外的光输出到输出光光纤，该组件包括光滤波器，它通过落在预定波长范围内要被转换成电信号的光，并反射在预定波长之外的光放置在输入和输出光纤与光滤色器间的第一棒状会聚透镜，该第一棒状会聚透镜把从输入光纤输出的光转换成平行光，用于输进光滤色器，并把由光滤色器反射的平行光聚焦到输出光纤的一个端部上；用于把经光滤色器通过的平行光聚焦的第二棒状会聚透镜；用于接收由第二棒状会聚透镜聚焦的光，并把所接收的光转换成电信号的光接收元件，以及用于把第一棒状会聚透镜的光轴与输入光纤的轴重合的定位部件，其中在光滤色器和第一棒状会聚透镜间的交界表面被形成这样的一个角，使得由光滤色器反射的平行光能聚焦到输出光纤的端部上。
根据上述的第五个方面，可以减小光学组件的尺寸和插入损耗。同样，定位部件确保了在第一棒状会聚透镜的光轴与输入光纤轴之间的重合，从而，能容易地调整耦合位置。
较佳的是，在光滤色器和第一棒状会聚镜间的交界表面被形成这样的一个角，使得经光滤色器通过的平行光在与光轴平行的方向传播。
因此，在与光轴平行传播的平行光是从光滤色器输出的，从而，可以容易地高速耦合位置。
更为较佳的是，该光学复合组件可包括第一单元，包括光接收元件和第二棒状会聚透镜，以及第二单元，包括光滤色器，第一棒状会聚透镜，和定位部件的第二单元，其中第一单元和第二单元可以在搭配和不搭配下动作。
因此，即使不接收元件变坏，在不中断输入光的传输来替换光接收元件是可能的，同样，平行于光轴传播的平行光是从光滤色器输出的，从而，使用者在替换光接收元件时不需要进行高精度定位。
本发明的第六个方面是以光学复合组件为目的，它为把预定波长范围的光转换成电信号，它多路多离复用从输入光纤输出的具有多个波长的光，用于把预定波长范围的光转换成电信号，并把，在预定波长之外的光输出到输出光纤，该组件包括光滤波器，它通过落在预定波长范围内要转换成电信号的光，并反射在预定波长之外的光第一棒状会聚透镜，它放在输入和输出光纤之间，该第一棒状会聚透镜把从输入光纤输出的光转换成平行光，用于输进光滤色器，并把由光滤色器反射的平行光聚焦到输出光纤的一个端部上，第二棒状会聚透镜，用于把经光滤色器通过的平行光聚焦在单点上；光接收元件，用于接收由第二棒状会聚透镜聚焦的光，并把所接收的光转换成电信号；以及定位部件，用于把第一棒状会聚透镜的光轴与输入光纤和输出光纤间的中心线重合。
根据上述的第六个方面，可以减小光学组件的尺寸和插入损耗。定位部件确保了在第一棒状会聚透镜的光轴与在输入光纤和输出光纤间的中心线的重合。从而，能容易地调整耦合位置。
较佳的是，光滤色器可以装备有成这样角度的，面向第二棒状会聚透镜的端部，使得经光滤色器通过的平行光能在平行于光轴的方向传播。
因此，在与光轴平行传播的平行光是从光滤色器输出的，从而，可以容易地调整耦合位置。
更为较佳的是，该光学复合组件可包括第一单元，包括光接收元件和第二棒状会聚透镜的，以及第二单元，包括光滤色器，第一棒状会聚透镜，和定位部件，其中第一单元和第二单元可以在搭配和不搭配下运作。
因此，即使光接收元件变坏，在不中断输入光的传输来替换接收元件是可能的，同样，平行于光轴传播的平行光是从光滤色器输出，从而，使用者在替换光接收元件时不需要进行高精度定位。
本发明的第七个方面是以光滤长多路解复用器为目的，它接收具有多个滤第的波长多路复用的光信号并多路解复用该接收到的信号成为以一个波长为基础的光信号，该多路解复用器包括波长多路分离部件，用于多路解复用接收到的已被波长多路复用的光信号成为至少一个或更多的波长带，提供给每个波长带的，用于多路解复用有两个或更多个波长带的光信号成为以一个波长为基础的原业光信号的光信号多路解复用部件，其中光信号多路解复用器装备有包括光接收元件的多个光复合组件，该多路解复用器多路解复用部分输入的光信号用来把多路解复用出来的信号转换成电信号，并输出其它光信号，其中多个光复合组件是串联连接的。
这样，使用了包括光接收元件的光复合组件，从而实现了装置尺寸的减小和损耗降到最低，同样，光信号在一个波长的基础上被多路解复用，从而在最后一级减小了积累的过量损耗，该损耗由于串联连接而造成的。因此，在本发明装置中所使用的光复合组件所需的插入损耗可能在其它装置中使用的一个光复合组件所需的较大。
较佳的是，光复合组件可以是上述光复合组件中的任一种。
本发明的第八个方面是以光波长多路复用器为目的，它波长多路复用了具有分成至少两个或更多个波长带的多个波长的光信号并输出一个已被波长多路复用的信号，该多路复用的信号，该多路复用具有包括在波长带中的多个波长并输出一个的已被多路复用信号的光信号多路复用部件作为在波长带中光信号，以及用于多路复用从每个光信号多路复用部件输出，在波长带中的光信号供输出的波长带光信号多路复用部件，其中光信号多路复用部件装备着包括光发射元件的多个光复合组件，该多路复用部件输出由输入的电信号调制的光信号并多路复用这调制信号和输入的光信号以供输出之用，以及多个光复合组件是串联连接的。
根据上述的第八个方面，采用了包括光发射元件的光复合组件，从而实现了装置尺寸的减小和把损耗降为最小。同样，光信号被分为多个波长带的供多路复用运用，从而在最后一级减小了积累的过量损耗，该损耗是由于串联连接而造成的。因此，在本发明中所用的光复合组件所需的插入损耗可能比在其它装置中所用的一个光复合组件所需的较大。
较佳的是，光复合组件可以是上述光学复合组件中的任一种。
本发明的第九个方面是用于制造光复合组件的光复合组件的制造方法为目的，该组件把从光发射元件发射的会聚光转换成与轴平行传播的平行光，该方法包括一个过程，把一根光纤平行光管可移动地从一对开的轴套一流插入其中，这光纤平行管把从其轴与光轴重合的光纤输出的光转换成与光轴平行传播的平行光；一个过程从对开的轴套的另一端插入固定棒状会聚透镜的透镜支架；一个过程，从准直套管的一端把透镜支架装入其内，以使透镜支架能在轴向移动；一个过程，决定棒状会聚透镜的位置，使得当光发射元件在发射光时，从光纤的输出成为最大；一个过程，紧固准直套管和透镜支架，在决定棒状会聚透镜位置过程中所决定的位置上紧固准直套管和光发射元件，以及一个过程，在紧固过程后拉出插入到纵剖套管中的光纤平行光管。
根据上述的第九个方面，光纤平行管的采用使得能容易地制造选光复合组件。
本发明的第十个方面是以用于光复合组件的光复合组件的制造方法为目的，该光复合组件把输入的平行光聚焦在单点上，并把聚焦光输进光接收元件，该方法包括一个过程，把一根光纤平行光管可移动地从一纵剖套管一端插入其中，这光纤平行管把从其轴与光轴重合的光纤输出的光转换成与光轴平行传播的平行光；一个过程，从纵剖套管的另一端插入固定棒状会聚透镜的透镜支架，一个过程，从准直套管的一端插入透镜支架，使得透镜支架能在轴向移动；一个过程，决定棒状会聚透镜位置使得当光从光纤输出时从光接收元件的输出成为最大；一个过程，紧固准直套管和透镜支架，在决定棒状会聚透镜位置过程中所决定的位置上紧固准直套管和光接收元件；以及一个过程，在紧固过程后拉出插入到纵剖套管中的光纤平行光管。
根据上述的第十个方面，光纤平行光管的采用使得能容易地制造光复合组件。
本发明的这些和其它目的，特性，方面和优点从下面本发明附图的详细描述中变得更为清楚。


图1是根据本发明的第一实施例的光复合组件的截面图；图2是装在第一外壳4中的双纤芯玻璃壳体3的截面图；
图3是示出BPF5的波长特性的图示说明；图4是示出第一外壳4的另一结构的示范性图示说明；图5是根据本发明的第二实施例的光复合组件的截面图；图6是根据本发明的第三实施例的光复合组件的截面图；图7是根据本发明的第四实施例的光复合组件的截面图；图8是极据本发明的第五实施例的光复合组件的截面图；图9是根据本发明的第六实施例的光复合组件的截面图；图10是根据本发明的第六实施例的光复合组件的部件分解透视图；图11是第二外壳96的端部表面B的示意图，在它的上面投射了光纤1a和1b的端部，焦点22a，和中心位置361a。
图12是第三外壳36的另一结构的示范性图示说明；图13是根据本发明的第七实施例的光波长多路复用器50和光波长多路解复用器的结构，和使用上述装置的一个系统结构的图示说明。
图14是示出根据本发明的第八实施例的光复合组件结构的截面图；图15是示出根据本发明的第八实施例的光复合组件分解成两部分结构的截面图。
图16是示出根据本发明的第八实施例在光复合件内纵剖套管的位置的分解透视图。
图17A，17B，17C和17D是示出根据本发明的第八实施例的半导体激光平行我管100制造方法的图示说明。
图18是根据本发明的第九实施例的光复合组件的光学系统结构的图示说明；图19是示出根据本发明的第九实施例的光复合组件在光纤一侧光学系统的反射光路和传输光路的放大图；图20是示出根据本发明的第九实施例的光复合组件结构的图示说明，该光复合线件包括光接收元件而不是光发射元件。
图21是示出常规基于干扰滤色器的光学多路复用器结构的图示说明，以及图22是示出揭示于第H11-242130号的日本专利公开公告中的光复合组件结构的图示说明。
具体实施例方式
第一实施例图1是根据本发明的第一实施例的光复合组件的截面图，在本实施例中描述的光复合组件是接收来自波长为λ1到λ8的已被多路复用的信居中波长为λ4的光信号的光复合组件。图中的虚线代表光流。在图1中，光复合组件包括输入光纤1a，输出光纤16，棒状会聚透镜2，双纤芯玻璃壳体了，第一外壳4，BPF5，光接收元件6，第二外壳9和折射率匹配层10，输入光纤1a传输波长为λ1到λ8的已被多路复用的光信号，输出光纤16传输从棒状会聚透镜2输出的波长为λ1到λ3和λ5到λ8的已被多路复用的光信号。
棒状会聚透镜2是一棒状透镜，它的折射率在光轴上是最高的，但是随着离光辆距离的增大就变得较小，棒状会聚透镜2的尺寸为0.25节距(pitch)。此外，节距(Pitch)是在透镜内光束的弯转周期。具有上述折射率和大小的特性，棒状会聚透镜2把从输入光纤1a输出的光转换成用于输出的平行光，并把由BPF5反射的平行光聚焦在输出光纤16端部的单个点上。
双纤芯玻璃壳体了是玻璃壳体，它有两个用于往其中插入输入光纤1a和输出光纤16的引导小孔，并固定这两根光纤，双纤芯玻璃壳体3装在第一外壳4中，图2是装在第一外壳4中的双纤芯玻璃壳体了的截面图，双纤芯玻璃壳体3有一个往其中插入输入光纤1a的引导小孔1ha，和一个往其中插入输出光纤1b的引导小孔1hd。双纤芯玻璃纤芯玻璃壳体了的轴与引导小孔间的中心线重合。就是说，输入光纤1a和输出光纤1b被放置在离棒状会聚透镜2的光轴等距的地方，而光轴则与输入光纤1a和输出光纤1b间的中心线重合。
折射率匹配层10减小了费累斯耐尔(Frisnel)反射损耗，它是产生在光纤端部和空气的交界点上。
图3是示出BPF5的波长特性的图示说明。BPF5通过波长为λ4的光但是反射波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光。
光接收元件6装备有光接收芯片7和球形透镜8。球形透镜8把从BPF5输出的平行光聚焦到光接收芯片7上。光接收芯片7把接收到的光信号转换成电信号，并把转换的信号输出到连接到光接收元件的一个终端，光接收元件6放在能使从接收的光信号转换公的电信号能在最佳电平上输出的位置上。
第一外壳4是圆柱形外壳用来在其中安装双纤芯玻璃壳体3。第二外壳9是T形外壳，它有较小的和较大的孔，用来在其中安装棒状会聚透镜2，BPF5，和光接收元件6。第一外壳4和第二外壳9较小的圆柱孔具有相等的外径。第一外壳4和第二外壳9由诸如SUS304的金属制成。第二外壳9较小圆柱孔的端部和在折射率匹配层10-侧的第一外壳4的端部焊接用YAG(钇铝石榴石)焊料，以使棒状会聚透镜2的外围边缘与双纤芯玻璃壳体3的重合(就是说，使得第二外壳9较小圆柱孔的外围边缘与第一外壳4的重合)。第二外壳9和第一外壳是用来使棒状会聚透镜2的光轴和输入光纤1a和输出公纤1b间的中心线重合的定位部件。
接着，将详细描述上述光复合组件的制造方法。
首先，采用环氧树脂或UV(紫外)固化树脂把BPF5粘合到棒状会聚透镜2的端部表面，使得BPF5的端部表面与棒状会聚透镜2的焦点重合。注意，可以把BPF5蒸发到棒状会聚透镜2的端部表面上。
然后，在第二外壳9较小圆柱孔中安放棒状会聚透镜2，使得棒状会聚透镜2的另一端部表面处于第二外壳9的端部表面下方约10um处。然后，在第一外壳4中安装双纤芯玻璃壳体3，在玻璃壳体3中插入了各有抛光端部的输入光纤1a和输出光纤1b，使第一外壳4的端部表面与双纤芯玻璃壳体了的端部表面重合。
然后，把波长为λ1的光源连接到输入光纤1a的另一端部，而把光功率计连接到输出光纤1b的另一端部。于是把折射率匹配材料加到棒状会聚透镜2的凹陷端部表面，以便形成折射率匹配10。然后，第一外壳4和第二外壳9各自被紧固在调节夹具上，以使棒状会聚透镜2的外围边缘与双纤芯玻璃壳体3的重合。如果当第一外壳4靠近第二外壳9，当那两个外壳各被紧固到调整夹具上时，折射率匹配层与输入光纤1a和输出光纤1b的抛光端接触。结果，可从连接到输出光纤1b的光功率计得到输出值，从而决定光是否是从光纤1b输出。然后，参考先功率计，就可把第一外壳4和第二外壳9在光轴方向上进行各自的精细调节，而同时彼此面对以决定其向的连接成为最佳的位置，当最佳位置决定时，在第一外壳4和第二外壳9间的接触表面上施加YAG激光，以便来焊接那两个外壳，当棒状会聚透镜2的焦点与输入光纤1a和输出光纤1b的抛光端部重合时决定最佳位置。
然后，光接收元件6可移动地被附加到第二外壳9较大圆柱孔。然后把波长为λ4的光源连接到输入光纤1a，以便设置一个住得能接收任何光的位置，为了要在上述位置的附近把从光接收元件6输出的电光输出提到最大于是在垂直于棒状会聚透镜2光轴的平面上精细调整光接收元件6的位置，如果得到了最大输出级，就用YAG激光器把光接收元件6与第二外壳9焊接起来，由于光接收元件6的尺寸，就是说，光接收元件6比其它的部件都大。在垂直于光轴的平面上调节位置不会有太大的困难，在球形透镜8把来自BPF5的平行光聚焦到光接收芯片7的位置上时，可以得到最大输出级，这是用于制作上述光复合组件的过程。
接着，描述上述光复合组件的运作，从输入光纤1a输出的波长λ1到λ8的光，在没有费累斯耐尔反射的情况下通过折射率匹配层10，并进入棒状会聚透镜2，于是，波长为λ1到λ8的光被转换成平行光并进入BPF5。BPF5通过波长为λ4的光，但反射波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光。由BPF4反射的波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光在再一次经过棒状会聚透镜子后被聚焦到输出光纤1b的抛光端部，并耦合进输出光纤1b。焦点和从输入光纤1a输出光信号的输入点相对于棒状会聚透镜2的光轴是对称的。正如前面提到的，在输入光纤1b间的中心线与棒状会聚透镜2的光轴是重合的。就是说，焦点与输出光纤1b的抛光端是重合的。所以，波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光被耦合进输出光纤1b。
同时，经过BPF5的波长为λ4的平行光被光接收元件6的球形透镜8聚焦到光接收芯片7，并被转换成电信号。
如上所述，根据第一实施例的光复合组件包括光接收元件6，从而实现了装置尺寸和插入损耗的减小。
而且，棒状会聚透镜2和双纤芯玻璃壳体3，有相等的外径，而第二外壳9第一外壳4也有相等的外径，所以棒状会聚透镜2的光轴与在输入和输出光纤间的中心线重合，从而能容易地完成定位并使得为保证在光和光纤间的耦合的光轴调整变得容易。因此，要提供易于制造的光复合组件是可能的。
再进一步，通过使用球形透镜来用接收平行光能从BPF5接收到更多的光，接收到的光聚焦在光接收芯片7的某个地方，从而不必要进行光接收元件6的角度调整。
而且，根据本发实施例的光复合组件，由于连接到其同一侧的输入和输出光纤的结构，具有在安装方面的优点。
注意，棒状会聚透镜2的尺寸假设为0.25节距，但是，这尺寸并不是限制的，只要把光纤的抛光端放在透镜端部的焦点上，棒状会聚透镜2的尺寸可以是，例如，0.23节距。
同样，如果改变BPF5的波长特性，有可能提供人接收任意波长带的光复合组件。
在本实施例中假设棒状会聚透镜2和双纤芯玻璃壳体了有相等的外径，然而，如果第一外壳4和第二外壳9至少有相等的外径，则容易地完成定位是可能的。
同样，在其中安装双纤芯玻璃壳体3的第一外壳4的形状不限于如图1所描述的那样，图4是示出第一外壳4另一结构的示范性图示说明。正如图4所示，第一外壳4的一个进入点可能是L形的，以便固定第二外壳9的较小圆柱孔的端部，第一外壳4凹陷的端部内径与第二外壳9较小圆柱孔的外径相符合。因此，如果第二外壳9的较小圆柱孔端部插入第一外壳4的凹陷端部，则棒状会聚透镜2的光轴与输入光纤1a和输出光纤1b间的中心线重合。如上所述其形状不受限制，只要采用保证棒状会聚透镜2的光轴和输入光纤1a与输出光纤1b之间中心线重合的定位部件。
第二实施例图5是按照本发明的第二实施例的光复合组件的截面图，在图5中，与它们的按照第一实施例光复合组件的对应特起着相同作用的部件由相同的数字来标记，省略对其描述。
根据第二实施例的光复合组件包括接收发散光并把接收到的光转换成电信号的光接收元件62，放置在BPF5和光接收元件62间的棒状会聚透镜22，以及第二外壳92。
棒状会聚透镜22的尺寸为0.25节距。由于在第一实施例中描述的相同理由，该0.25节距大小的棒状会聚透镜把经过BPF5的平行光聚焦在透镜端部的单个点上。
光接收元件62装备有球形透射82，它是把扩大的光束聚焦的限定透镜。球形透镜82把来自棒状会聚透镜22的发散光聚焦到光接收芯片7上，光接收元件62是通用的。广泛应用的，装备透镜的光接收元件，光接收元件62是放在接收到来自棒状会聚透镜22的光的位置，并从那里以最大输出级输出。
第二外壳92是T形外壳，用于安装棒状会聚透镜2，BPF5，棒状会聚透镜22，和光接收元件62，一个端部用环树脂等粘接到棒状会聚透镜2的一个端部，而另一端部则粘结到棒状会聚透镜22的一个端部，的BPF5是安装在第二外壳92较小圆柱孔中，折射率匹配层10在棒状会聚透镜22的另一端形成，这里是第二外壳92与放在最佳位置的第一外壳4焊接的地方，第一外壳4包括双纤芯玻璃壳体3，输入光纤1a，和输出光纤1b，在第二外壳92的较大圆柱孔中，光接收元件62放在使输出级为最大的位置上，然后，先接收元件62与第二外壳92焊接。
接着，将描述上述光复合组件的运作。
棒状会聚透镜2把从输入光纤1a输出的波长为λ1到λ8的光转换成平行光，并进入BPF5，BPF5通过波长为λ4的光但反射波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光。正如第一实施例那样，由BPF5反射的波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光被耦合进输出光纤1b。
另一方面，棒状会聚透镜22把经过BPF5的波长为λ4的平行光聚焦到它的透镜端部，聚焦在透镜端部的光再以相应于光纤的NA(数值孔径)的发散光束传播，并进入球形透镜82。于是，进入球形透镜的光聚焦在光接收芯片7上，并转换成一个电信号。
正如上述，在第二实施例中采用通用的装备透镜的光接收元件62。因此，提供低成本的光学复合组件是可能的。
同样，只需要把BPF5的一个端部粘结到棒状会聚透镜2以及把BPF5的另一端部粘结到棒状会聚透镜22。因此，不需要这样两个透镜的高精度角调整。
注意，在第二实施例中，棒状会聚透镜22的尺寸假设为0.25节距，但是只要棒状会聚透镜22在向内或向外方向聚焦光，并输出发散光，则它就不受此限制。
第三实施例图6是按照本发明的第三实施例的光复合组件的截面图。在图6中，与它们的按照第一实施例光复合组件的对应特起着相同作用的部件由相同的数字来标识，并省略其描述。
按照第三实施例的光复合组件包括设有球形透镜的光接收元件63，放置在光接收元件63和BPF5间的棒状会聚透镜23，以及第二外壳93。棒状会聚透镜23沾结到BPF5的一个端部。
棒状会聚透镜23是一个节距小于0.25(例如，0.23节距)的棒状透镜，它的折射率在光轴上最大的，但是随着离那里的距离变大而开始变得较小。棒状会聚透镜23的焦点位于透镜端部之外。光接收元件63不装备球形透镜。把光接收元件63放在使得光接收芯片7位于棒状会聚透镜23焦点的位置上。
第二外壳93是T形的外壳，用来安装棒状会聚透镜2，BPF5棒状会聚透镜23，和光接收元件63，一个端部用环氧树指等粘结棒状会聚透镜2的一个端部，而另一端部则粘结到棒状会聚透镜23的一个端部，BPF5是安装在第二外壳93较小圆柱孔中，在其中安装双纤芯玻璃壳体3和光纤的第一外壳4在最佳的位置与第二外壳93焊接，在第二外壳93较大的圆柱孔中，把光接收元件63安装在使输出级变得最大的位置上，也就是，它是光接收芯片7位于棒状会聚透镜23焦点的地方，然后，光接收元件63与第二外壳93焊接。棒状会聚透镜23把经过BPF5的波长为λ4的光聚焦到位于透镜外的单个点上，光接收芯片7也放在这个焦点上。因此，光接收芯片7把这光信号转换成电光。与第一实施例的情况一样，波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光光被耦合进输出光纤1b。
即使当光轴未被校准时，无球形透镜的光接收元件也能探测到微弱的光，一旦光被探测到需要调节输出级使它变得最大，因此，定位能容易地完成。另一方面，如果在有球形透镜的光接收元件的情况下，即使当球形透镜接收了微弱的光，如果光轴未被校准，则光接收芯片未必能接收该光，结果，在有球形透镜的光接收元件的情形下，要调整输出级使它变成最大是困难的。
因此，在第三实施例中，与采用有球形透镜的光接收元件的情况作比较，提供能使在先接收元件上较易调节焦点最佳位置的光复合元件是可能的。
第四实施例在第一到第三实施例中，已经描述了用于多路解复用信号的接收光复合组件。在第四实施例中，描述用于多路复用光信号的传输光复合组件。
图7是按照本发明的第四实施例的光学复合组件的截面图。在图7中，与它们的按照第一实施例光复合组件的对应物起着相同作用的部件由相同的数字来标记，并省略对其描述。
按照第四实施例的光学复合组件包括输出光纤14a，输入光纤14b，棒状会聚透镜24，光发射元件64，和第二外壳94。
输入光纤14b传输波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光信号，输出光纤14a传播波长λ1到λ8已被多路复用的光信号。与第一实施例的情况一样，输入光纤14b和输出光纤14b间的中心线与棒状会聚透镜2的光轴重合，就是说，输入光纤14b和输出光纤14a是放在相对于光轴对称的地方。
用环氧树脂等把棒装会聚透镜24的一端粘结到BPF5，而抛光其另一端把它偏为8度的角。棒状会聚透镜24是棒状透镜，和棒状会聚透镜2一样，它的折射率在光轴上是最大的，但是随着离那里的距离变大开始变得较小。光发射元件64装备着光发射芯片74和球形透镜84。光发射芯片74输出由输入电信号调制的光信号。球形透镜84把从光发射芯片74发射的光聚焦，并把该已聚焦的光输出到棒状会聚透镜24成角度的末端表面上。光发射元件64是放在能使从那里发射的光聚焦在棒状会聚透镜24成角度的末端表面的位置上。该聚焦的光在经过棒状会聚透镜24BPF5和棒状会聚透镜2之后耦合进输出光纤14a。
第二外壳94是T形外壳，用来安装棒状会聚透镜2，BPF5棒状会聚透镜24，和光发射元件64。一个端部用环氧树脂等粘结到棒状会聚透镜2的一个端部，而另一端部则沾结到棒状会聚透镜24的一个端部的BPF5是安装在第二外壳94较小圆柱由孔中，在其中安装双纤芯玻璃壳体3，输入光纤14b和输出光纤14a的第一外壳4在最佳的位置与第二外壳94焊接，在第二外壳94较大圆柱孔中，把光发射元件64安置在使从输出光纤14a输出的光功率变得最大的位置上，然后，光发射元件64与第二外壳94焊接。可以把光发射元件64的位置调整到与棒状会聚透镜2和24的光轴垂直的平面上。
接着，描述上述光复合组件的运作，棒状会聚透镜2把从输入光纤14b输出的波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光转换成平行光，并进入BPF5。BPF5反射进入BPF5的光，由BPF5反射的波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光再一次经过棒状会聚透镜2，并耦合进输出光纤14a。
球形透镜84把从发光射芯片74发射的波长为λ4的光聚焦，并进入棒状会聚透镜24。进入棒状会聚透镜24波长为λ4的光被转换成平行光。棒状会聚透镜2把该转换的光在经过BPF5之后聚焦，并耦合进输出光纤14a，因此就多路复用了波长为λ1到λ3和λ5到λ8的光以及波长为λ4的光。
正如上述，在第四实施例中，由于在其内装了发射装置，所以提供实现减小了尺寸和插入损耗的发送光复合组件是可能的。
同样，棒状会聚透镜2和双纤芯玻璃壳体3具有相等的外径，而第二外壳94和第一外壳4也具有相等的外径，这样，棒状会聚透镜2的我轴与输入光纤14b和输出光纤14a同的中心线重合。
结果，可容易地完成耦合发射光进入光纤，因此，提供易于制造的发送光复合组年是可能的。
而且，棒状会聚透镜2和24都在先前粘合到BPF5的末端表面。因此，不需要对这样的两个透镜作高精度的角调整。
再进一步，由于连接在相同一侧的输入和输出光纤的结构，根据本实施例的光复合组件可安装性的有优点。
同样，棒状会聚透镜24的端部是成角度的，从而，清除了从先发射元件64所发射光的背反射，以及当该反射光再一次进入光发射芯片74时，把所发生的噪声降为最小。结果，提供稳定的发送光复合组件是可能的。
通过改变从光发射元件64发射光的光波长和BPF5的波长特性，提供用任意波长带来多路复用光信号的发送光复合组件是可能的。
注意，在第四实施例中的棒状会聚焦透镜24成角度的端面角度假设为8度，但是只要反射光没有不到的效应，对此假设没有限制。
注意，在第四实施例中，为了要消除背反射，棒状会聚透镜24的端面假设为要成角度，但只要在透镜的端面上，额外地涂上AR镀层防反射镀层等，则透镜端部就可不成角度了。
同样，只要棒状会聚透镜2的光轴与输入光纤14b和输出光纤14a间的中心线重合，第一外壳4和第二外壳94的形状也就不受上述形状的限状。
第五实施例在第五实施例中，描述了发送光复合组件。图8是按照本发明的第五实施例的光复合组件的截面图。在图8中，与它们的按照第二和第四实施例光学复合组件的对应物起着相同作用的部件由相同的数字标记，并省略对其描述。
在图8中，光复合组件包括端部圆形端棒状会聚透镜26，光隔离器25，第二外壳95，第三外壳27，和光发射元件65。该不争射元件65不装备球形透镜，圆形端棒状会聚透镜26把从光发射芯片74发射的光聚焦到棒状会聚透镜22的端面上。由于透镜圆形的顶部，圆形端棒状会聚透镜26可以放大NA而增加被接收的光量。
通过来自圆形端棒状会聚透镜26的光但又不通过来自棒形会聚透镜22的光的光隔离器25放在圆形端棒状会聚透镜26和棒状会聚透镜22之间，因此，在棒状会聚镜22端面反射的光不进入光发射芯片74。
第二外壳95是T形外壳，在一侧的圆柱孔中安装一个端部用环氧树脂等粘结到棒状会聚透镜2的一个端部和其另一端部粘结到棒状会聚透镜22的BPF5等，并在圆柱的另一侧安装光隔离器25，第三外壳27是圆柱外壳，用来在较小圆柱孔中安装圆形端棒状会聚透镜26，并在较大圆柱孔中紧固光发射元件65。
安装棒状会聚透镜2BPF5，棒状会聚透镜22，和光隔离器25的第二外壳95与安装双纤芯玻璃壳体3，输入光纤14b，和输出光纤14a的第一外壳4在最佳位置焊接，圆形端棒状会聚透镜26安装在第三外壳27中，使得从光发射元件65发射的光聚焦在棒状会聚透镜22的端面上。第二外壳95和安装圆形端棒状会聚透镜26的第三外壳27彼此焊接，在与棒状会聚透镜2和22以及圆形端棒状会聚透镜26的光轴垂直的平面上调节光发射元件65的位置，使得从那里发射出的光耦合进输出光纤14a。于是，光发射元件65与第三外壳27焊接。
把从光发射芯片74发射的光聚焦到棒状会聚透镜22的端面上，并进入棒状会聚透镜22。与在第四实施例的情况一样，进入棒状会聚透镜22的光耦合进输出光纤14a。在随后经过与在第四实施例的情况一样的过程后，从输入光纤14b输出的光耦合进输出光纤14a。
正如上述，在第五个实施例中，光隔离器25阻止了由棒状会聚透镜22反射的光进入光发射芯片74，从而把在反射光进入光发射芯片74时发生的噪声降到最小。结果，提供稳定的发送光复合组件是可能的。
第六实施例根据第六实施例的光复合组件的结构使得要完成的光接收元件62的定位与在根据第二实施例的光学复合组件中所要完成的定位相比较要容易。图9是按照第六实施例的光复合组件的截面图。图10是根据第六实施例的光复合组件的分解透视图。在图9和10中，与它们的按照第二实施例光学复合组件的对应物起着相同作用的部件由相同的数字标记，并省略对其描述，在图9中，光复合组件包括安装有一个端部用环氧树脂等粘结到棒状会聚透镜2的一个端部，而另一端部则粘结到棒状会聚透镜22的一个端部的BPF5的第二外壳，和用来安装光接收元件62的第三外壳36。
第二外壳96是T形圆柱体，且它的较小圆柱孔与第一外壳4焊接。正如在第二实施例的情况一样，第二外壳96的较小圆柱孔和第一外壳4具有相等的外径。第三外壳36与第二外壳96较大圆柱孔的端面B焊接，第三外壳36和第二外壳96较大圆柱孔具有相等的外径。
第三外壳36有一偏中心的安装孔361用于安装光接收元件62的顶。安装孔361的内径与光接收元件62的外径相符。安装孔361的中心与在棒状会聚透镜22端面上焦点22a相重合，棒状会聚透镜22把波长为λ4的光聚焦在这一点上，光接收芯片7放在安装孔361的中心线上离棒状会聚透镜22的端部距离为其焦距的位置处。
棒状会聚透镜22的焦点22a被清楚地定义为一个预定位置，因为输入光纤1a和输出光纤1b以预定的间隔放在离该光轴等距的地方，一般来说，焦点22a是放在与输出光纤1b对面的位置上。因此，可以确定安装孔361在第三外壳36中的中心位置。安装孔361可在上述中心位置的周围形成。光接收元件62的顶部插进安装孔361，而光接收元件62则用焊接等来把它紧固在第三外壳36。
当把第三外壳36紧固至第二外壳96时，只需要在保持它的外边缘与第二外壳96的外边缘对准的情况下转动第三外壳36，直至第三外壳36安装孔361的中心与棒状会聚透镜22的焦点22a重合时为止。第三外壳36和第二外壳96是用于定位光接收元件位置的定位部件。
图11是第二外壳96的端面B的图解说明，在它的上面投影了光纤1a和1b的端部，焦点22a，和中心位置361a，参考图11，将详细描述第三外壳36的定位，注意，在图11中，焦点22在离光纤1b端点的一个位置被移动，但是焦点22a和光纤1b的端部一般是彼此相对的，因此，焦点22a与光纤1b的端部位置一致，如果在保持第三外壳36的外边缘与第二外壳96的外边缘对准的情况下转动第三外壳36，以使位于棒状会聚透镜22端面处的焦点22a与安装孔361的中心位置361a重合，中心位置361a绕在输入光纤1a和输出光纤端部间的中心旋转。当中心位置361a落在焦点22a上时，光接收元件62的输出级变得最大。因此，如果当中心位置361a落在焦点22a上时把第三外壳36和第二外壳96彼此焊接，则光接收芯片7可以位于最佳的位置，就是说，当第三外壳36与第二外壳96形成的相对角度变到预定角度时，光接收芯片7可位于最佳位置。
正如上述，在第六实施例中，安装光接收元件62的第三外壳36和第二外壳96的较大圆柱孔具有相等的外径，以便调节第三外壳36与第二外壳96形成的相对角度，从而能使光接收芯片7放在最佳位置，因此，非常容易地调整光接收元件62的位置是可能的，从而进一步便于制造光复合组件。
注意，第三外壳36和第二外壳96的形状，并不限于上述的那几种。例如，如图12所示，第三外壳36的进入点可以是L形的，以便固定第二外壳96的一个端部，也是在这个例子中，由第三外壳36与第二外壳96形成的相对角度只要转动第三外壳36就可调节，因此，把光接收芯片7放在合适的角度是可能的。
上述的结构能使根据第二实施例的光复合组件定位容易。不过，也在上述的另外实施例中，如果，采用了紧固光接收元件或光发射元件的外壳，可以较容易地制造光复合组件。
具体地说，根据第一实施例(参见图1)可以包括附加的外壳如下具有圆柱孔、轴与从BPF5发射的平行光的中心线重合，用来安装光接收元件6的外壳，该外壳与第二外壳9具有相等的外径，通过采用上述的附加外壳，光接收元件62的定位可以较易地完成。
同样，根据第三实施例(参见图6)的光复合组件可以包括附加的外壳如下具有圆柱孔，用来安装光接收芯片7的外壳，在其圆柱孔的轴上放着棒状会聚透镜23的焦点，该外壳的外径与第二外壳93的重合，通过采用上述的附加外壳，可以较易地完成光接收元件63的定位。
而且，根据第四实施例(参见图7)的光复合组件可以包括附加的外壳如下具有圆柱孔用来紧固光发射元件64的外壳，在圆柱孔的轴上放了在棒状会聚透镜24端面上的输入点，该外壳的外径与第二外壳94的相符。通过采用上述的附加外壳，可较易地完成光发射元件64的定位。
再进一步，根据第五实施例(参见图8)的光复合组件可以包括附加的外壳如下具有圆柱孔用来紧固光发射元件65的外壳，在该圆柱孔的轴上设置了在圆形端棒状会聚透镜26的端面上的输入点，该外壳和第三外壳27具有相等的外径，通过采用上述的附加外壳可较易地完成光发射元件65的定位。
第七实施例在第七实施例中，描述了用于光波长为λ1至λ8光信号的光波长多路复用的装置和用于光波长多路解复用的装置。图13是根据本发明的第七实施例的光波长多路复用器50和光波长多路解复用器60的结构图解说明，和使用上述装置的一个系统结构。在图13中，该系统包括光波长多路复用器50，光纤40，和光波长多路解复用器60。
光波长多路复用器50多路复用了波长为λ1到λ8的光信号，并输出这个已多路复用的信号。光纤40传输从光波长多路复用器50输出的光信号，并输入该输出信号到光波长多路解复用器60。光波长多路解复用器60多路解复用这个已多路复用的光信号，成为光纤40上传输的波长为λ1到λ8的原始光信号。
光波长多路复用器50包括光多路复用器59和8个发送光复合组件58。每个光复合组件58输出具有不同波长的一个光信号，而输出波长为λi(i＝1到8)光信号的光复合组件用参考数字58(#i)来标记。在下文，除了具有特定波长的发送光复合组件必须与其它的区别开来以外，那些光复合组件，即，光复合组件58(#1)到58(#8)，统称为发送光复合组件58。
发送光复合组件58的结构类似于在第四、第五或第六实施例中所描述的，发送光复合组件58分成两种类型，输出波长为λ1到λ4(第一波长带)的发送光复合组件58(#1)到58(#4)，和输出波长为λ5到λ8(第二波长带)的发送光复合组件58(#5)到58(#5)。
在第一波长带中，发送光复合组件58(#1)到58(#4)用降序(从光复合组件58(#4)到58(#3)到58(#2)到58(#1))串联放置。当两个发送光复合组件被连接时，把一个发送光复合组件的一根输出光纤连接到另一发送光学复合组件的一根输入光纤，发送光复合组件58(#1)最后输出波长为λ1到λ4的波长多路复用的光信号并把该波长多路复用的信号输进光多路复用器59。
同样地，在第二波长带中，发送光复合组件58(#5)到58(#8)用降序(从光复合组件按58(#8)到58(#7)到58(#6)到58(#5)的次序)串联放置。发送光复合组件58(#5)最后输出波长为λ5到λ8的波长多路复用的光信号并把该波长多路复用的信号输进光多路复用器59。
光多路复用器59多路复用从发送光复合组件58(#1)输出的波长为λ1到λ4的光信号和从发送光复合组件58(#5)输出的波长为λ5到λ8的光信号，并把合成的多路复用信号输进光纤40。
光波长多路解复用器60包括光多路解复用器69和8个接收光复合组件68，接收波长为λi光信号的接收光复合组件68用光复合组件68(#i)来标记，光多路解复用器69多路解复用从光纤40输入的波长为λ1到λ8的光信号成为在第一波长带的光信号和第二波长带的光信号，于是光多路解复用器69把在第一波长带的光信号输进接收光复合组件68(#4)，并把在第二波长带的光信号输进接收光复合组件68(#8)。
接收用光复合组件的结构类似于在上述第一到第三实施例或第六实施例中描述的光复合组件，接收用光复合组件68(#i)接收波长为λi的光信号，并把接收到的光信号变换成电信号，为了要多路解复用在第一波长带中的光信号，接收用光复合组件68(#1)到68(#4)按从光复合组件68(#4)到68(#3)到68(#2)到68(#1)的递减次序串联连接。为了要多路解复用在第二波长带中的光信号，接收用光复合组件68(#5)到68(#8)按从光复合组件68(#8)到68(#7)到68(#6)到68(#5)的递减次序串联连接。
接着，描述上述系统中的多路复用和多路解复用的运作。
首先，从发送用光复合组件58(#4)输出的波长为λ4的光信号受到在发送用光复合组件58(#3)内的BPF(未示出)的反射。于是该反射光信号与从发送用光复合组件58(#3)输出的波长为λ3的光信号多路复用，并输进发送用光复合组件58(#2)。按照上述的相同过程输进发送用光复合组件58(#2)的光信号分别被在发送用光复合组件58(#2)和58(#1)中的波长为λ2和λ1的光信号多路复用。结果，波长为λ1到λ4的多路复用的光信号被输进光多路复用器59，类似地，在第二波长带中的光信号在发送用光复合组件58(#8)到58(#5)中被多路复用，而该合成的多路复用信号被输进光多路复用器59。
光多路复用器59多路复用在第一波长带和第二波长带中的输入光信号，并把合成的多路复用信号输进光纤40，在光纤40上传输的波长为λ1到λ8的光信号进入光多路解复用器69，并被多路分离成在第一波长带中的光信号和在第二波长带中的光信号，在光多路解复用器69中多路解复用的、在第一波长带中的光信号被输进接收用光复合组件68(#4)，它装备着通过波长为λ4光信号的BPF5，从而只提取波长为λ4的光信号，并将提取的信号转换成电信号，波长为λ1到λ3的光信号受到BPF的反射，并被输进下一级的接收用光复合组件68(#3)，在接收用光复合组件68(#3)中，只提取波长为λ3的光信号，而波长为λ1和λ2的光信号被反射并被输进下一级的接收用光复合组件68(#2)，通过与上述过程相似的过程，波长为λ1和λ2的光信号各在其对应的接收用光复合组件中被提取。像在第一波长带中的光信号同样的过程，在第二波长带中的光信号，被输进接收用光复合组件68(#8)，并在其对应的接收用光复合组件68(#8)到68(#5)中多路解复用成波长为λ8、λ7、λ6、λ5的光。
接着，描述上述的光波长多路复用器50和光波长多路解复用器60的光损耗，在下文，光多路复用器59的多路复用损耗或光多路解复用器69的多路解复用损耗用Δ1标记，而发送用光复合组件58和接收用光复合组件68的插入损耗用Δ2标记。同样，多路解复用的数目用n标记(在本实施例中n＝8)。
在上述光波长多路复用器50和光波长多路解复用器60的例子中，在最后一级(在图13中发送用光复合组件58(#4)或58(#8))从发送用光复合组件输出的光的过量损耗和输进光波长多路解复用器的光的过量损耗是由在最后级的接收用光复合组件(在图1 3中，接收用光复合组件68(#1)或68(#5))造成的，表示为Δ1+(n/2-1)×Δ2(在上述计算中，如果n是奇数，n＝n+1)。
此处，考虑了装备着n级彼此串联连接的发送用光复合组件、但又不装备光多路复用器的光波长多路复用器和装备着n级彼此串联的接收用光复合组件、但又不装备光多路解复用器的光波长多路解复用器的光损耗。若是这样，在最后一级中从发送用光复合组件输出的光的过量损耗和输进光波长分解器的光的过量损耗(它是最后一级的接收用光复合组件中造成的)表示为(n-1)×Δ2。
例如，考虑Δ1＝Δ2＝0.5dB和n＝8的例子，若是这样，装备一只光多路复用器的光波长多路复用器和装备一只光多路解复用器的光波长多路解复用器的过量损耗是2dB。另一方面，具有8级彼此串联连接的发送用光复合组件的光波长多路复用器和有8级彼此串联连接的接收用光复合组件的光波长多路解复用器的过量损耗是3.5dB。
正如上述，在第七实施例中，光波长多路复用器50通过把波长分成两个波长带来多路复用要在光多路复用器中被多路复用的波长，而光波长多路解复用器为把波长分成两个波长带而多路解复用一个要在光多路解复用器中被多路解复用的波长。结果，降低光损耗是可能的。
而且，采用包括光发射元件或光接收元件的光复合组件能提供低损耗和小型的光波长多路复用器和光波长多路解复用器。
同样，更多的波长带能把过量损耗降得还要低。若是这样，发送用光复合组件可在光波长多路复用器中在一个波长带的基础上彼此连接起来，装备着与波长带数目一样多的输入接口的光多路复用器可以多路复用在每个波长带的光，同样，接收用光复合组件可在光波长多路解复用器中，在一个波长带的基础上彼此连接起来，装备着与波长数目一样多的输出接口的光多路解复用器可以多路解复用在每个波长带的光。
注意，在第七实施例中，已经描述了单向光通信，但是也可能在双向光通信中采用上述光复合组件，若是这样，在光波长多路复用器50中的发送用光复合组件58(#5)到58(#8)可用接收用光复合组件68(#5)到68(#8)来替代，光多路复用器59用波分复用(WDM)耦合器等来替代，这是为了在第一波长带和第二波长带中多路复用/多路解复用光信号，在光波长多路解复用器60中的接收光复合组件68(#5)到68(#8)可用发送用光复合组件58(#5)到58(#8)替代，光多路解复用器69用WDM耦合器等来替代，这是为了在第一波长带和第二波长带中多路复用/多路解复用光信号。结果，提供了实现双向通信的多路复用器/多路解复用器，此外，在这个情况下为了把光损耗降为最小，把被传输的光信号分成多个波长带。光多路复用器在一个波长带的基础上多路复用光信号，光信号从彼此串联连接的多个发送用光复合组件输出。光多路解复用器在一个波长带的基础上多路解复用被彼此串联连接的多个接收用光复合组件接收的光信号。
第八实施例在根据上述第七实施例的系统中，如果任何发送用光复合组件58损坏(例如，发送用光复合组件58(#6))，则必需把已损坏的发送用光复合组件58断开以便替换。结果从连接在前级(例如，发送用光复合组件58(#7)和58(#8))的发送用光复合组件输出的光传输被中断，因此，具有该波长的光信号传输被暂时停止。相似地如果任何接收用光复合组件68损坏(例如，接收用光复合组件68(#7))并被替换，连接在下一级(例如接收用光复合组件68(#6)和68(#5))的接收用光复合组件68接收的光信号传输被中断。
正如上述，在一个有多个光复合组件的多级结构的光学系统是采用本发明的光复合组件而构筑的情况下，替换任何损坏的光复合组件就要影响整个传输，所以在第八实施例中提出了能够解决上述问题的一种光复合组件。
图14是示出按照本发明的第八实施例的光复合组件的截面图，图15是示出按照第八实施例分解为两部分的光复合组件结构截面图。图16是示出按照本发明的第八实施例在光复合组件内纵剖套管位置的分解透视图。在图14、15和16中，光复合组件包括半导体激光平行光管单元100和光纤反射性耦合单元200。
半导体激光平行光管单元100包括光发射元件101，半导体激光器外壳102，棒状会聚透镜103，透镜支架104，准直套管105，纵剖套管106，支架107，和阳螺丝108。
光发射元件101是在顶盖(CAN)外壳内包括会聚透镜的半导体激光器。光发射元件101是这样放置的使得从那里发射的光聚焦在棒状会聚透镜103端面中心的单点上。用压力镶嵌进半导体激光器外壳102的光发射元件101与支架107粘结。
棒状会聚透镜103把从光发射元件101发出的光转换成平行光。面朝发光元件的棒状会聚透弹103的端部偏成一角来防止从光发射元件101发出的光受到反射并回到那里。如果为了消除背反射采用一层防反射薄膜则棒状会聚透镜103就不必偏成一角。棒状会聚透镜103是装在透镜支架104上。
透镜支架104是被嵌入准直套管105。透镜支架104的外径与准直套管105的内径基本上是相同的。准直套管105是用于固定半导体激光器外壳102和透镜支架104的定位部件，使得从光发射元件101发出的光能被棒状会聚透镜103转换成平行光，而这平行光以平行于棒状会聚透镜103的光轴方向输出，因此，光发射元件101和棒状会聚透镜103由半导体激光器外壳102和准直套管105紧固在相对于该光轴和与那里垂直的平面这两者的最佳位置。
纵剖套管106是在其侧面有纵向狭缝的圆柱体，而其内径等于透镜支架104的外径。支架107是固定半导体激光器外壳102，准直套管105，透镜支架104和纵剖套管106的部件。支架107是装在阳螺丝108中。
光纤反射性耦合单元200包括双纤芯玻璃壳体201，棒状会聚透镜202，BPF203，弹性体204，光纤外壳205，和阴螺丝206，光纤反射型耦合单元200把从发射元件101发射的光和从输入光纤11a输出的光多路复用，并把这多路复用的光输进输出光纤11b。
双纤芯玻璃壳体201是玻璃壳体用来在其内安装输入光纤11a和输出光纤11b。双纤芯玻璃壳体201的中心与棒装会聚透镜202的光轴重合，双纤芯玻璃壳体有两个钻孔；一个是贯穿中心，用于安装输出光纤11b而另一个则适当地离开上述钻孔，用于安装输入光纤11a，双纤芯玻璃壳体201和棒状会聚透镜202有相等的外径。
在双纤芯玻璃壳体201和棒状会聚透镜202间的交界面是抛光的和偏成一角度的，以消除背反射。如果反射光具有可忽略的效应，则交界而可以不抛光和偏成一角度。
棒状会聚透镜202把从棒状会聚透镜103输出的平行光经过BPF203聚焦到输出光纤11b的输入端上，同时也把从输入光纤11a输出并被BPF203反射的光聚焦到输出光纤11b的输入端上。棒状会聚透镜202的光轴与输出光纤11b的中心重合。
BPF203通过从光发射元件101发出的、在一个波长带的光，但是反射其波长在这个带之外的光。
在棒状会聚透镜202和BPF203间的蒸发的交界面是偏成一角的，以便把在从输入光纤11a的输出光中被BPF203反射的光聚焦到输出光纤11b的输入端上。因此，这偏成一角的端面夹角可以根据从棒状会聚透镜202光轴到输出光纤11b中心的距离来计算。
光纤外壳205是用来在其内安装棒状会聚透镜202和双纤芯玻璃壳体201的外壳。棒状会聚透镜202和双纤芯玻璃壳体201各自都从其各个端部插入到光纤外壳205中，以便具有表面接触，从而使得输出光纤1b的中心与棒状会聚透镜202的光轴重合。因此，可以容易地调整在输入和输出光纤与棒状会聚透镜间的耦合位置。
阴螺丝206是用于把阳螺丝旋入其中的部件，并紧固到光纤外壳205。弹性体204是诸如橡皮之类的弹性固体用于防止阳螺丝和阴螺丝被过度旋紧或被松开。
在下文，描述这光复合组件的动作。
在下面的描述中，假设波长为λ2到λ8的光从在棒状会聚透镜202光轴上的输入光纤11a输出的，而假设波长为λ1的光从光发射元件101发出的。同样，假设BPF203通过波长为λ1的光但反射波长在这个波长带之外的光。
从输入光纤11a输出的波长为λ2到λ8的光被棒状会聚透镜202转换成平行光，并进入BPF203。BPF203反射波长为λ2到λ8的光，棒状会聚透镜202把波长为λ2到λ8的反射光聚焦到输出光纤11b的输入端部，这个端点处在与输入光纤11a的输出端部不同的位置，这是由于在BPF203和棒状会聚透镜202间成角度的交界面之故，并耦合进输出光纤11b。
另一方面，从光发射元件101发出的波长为λ1的光被内建的棒状会聚透镜的作用聚焦到在棒状会聚透镜103端部的光轴。于是该聚焦的光被棒状会聚透镜103转换成与光轴平行传播的平行光，并从那里输出。从棒状会聚透镜103输出的平行光经过空气，并垂直地进入BPF203。于是该平行光经BPF203通过后进入棒状会聚透镜202。
平行光在一个点进入棒状会聚透镜202，这个点是反射从输入光纤22a输出的波长为λ2到λ8的光的点。因此，进入棒状会聚透镜202的平行光在那一点上被聚焦在输出光纤11b的输入端部上，并耦合进输出光纤11b。结果，波长为λ1的光和波长为λ2到λ8的光被多路复用。
根据上述动作的环境，如果由于半导体激光器的变坏，从光发射元件101来的发射光的输出级变低，使用者必须替换半导体激光平行光管100。为了替换该半导体激光平行光管单元100，使用者通过旋松阳螺丝108和阴螺丝206来隔离该半导体激光平行光管。
即使当半导体激光平行光管单元100被隔离，光纤反射型耦合单元200仍能有效运作，从而，从输入光纤11a输出的光受到BPF203的反射并耦合进输出光纤11b。因此，波长为λ2到λ8的光传输有序地进行而不会中断。
使用者可以通过用一新的半导体激光平行光管来替换隔离的半导体激光平行光管100从而恢复波长为λ1的光传输。从棒状会聚透镜103输出的光是平行于棒状会聚透镜103和202光轴传播的平行光。因此，容易把从棒状会聚透镜103输出的光耦合到棒状会聚透镜202，从而当替换部件时使用者不必进行高精度定位。
同样，纵剖套管106有可能使棒状会聚透镜202到半导体激光平行光管单元100的插入变得容易，从而使用者可以容易地替换部件。
这样，根据第八实施例，提供能容易地替换半导体激光器部件的光复合组件是可能的。
注意，在上述第八实施例中，假设波长为λ2到λ8的光从输入光纤11a被输出，但是当在进行双向传输时该光可能从输出光纤11b输入。
注意，在上述第八实施例中，为了把半导体激光平行光管单元100与光纤反射型耦合单元200连接，假设采用阳螺丝108和阴螺丝206，但对此是不受限制的。可以采用能使那两个单元搭配和不搭配的任意部件。例如，那两个单元可能用螺钉和螺母连接。
(制造方法)图17A，17B，17C和17D是示出根据本发明的第八实施例的半导体激光平行管100的制造方法。在下文，参考图17A，17B，17C和17D，描述半导体激光平行光管100的制造方法。
为了制造半导体激光平行光管100制造者使用单光纤平行光管300。单光纤平行光管300包括光纤310，单纤芯玻璃壳体302，棒状会聚透镜303，和支架304，棒状会聚透镜303和单纤芯玻璃壳体302安装在支架304中，单纤芯玻璃壳体302有一个钻孔，它的轴与棒状会聚透镜303的光轴重合，而光纤301就插入到这钻孔中，为了消除背反射，在单纤芯玻璃壳体302和棒状会聚透镜303间的交界面被偏成一角度。但是，该交界面可能是不被偏成一角的。
棒状会聚透镜303有这样一折射率分布，使得如果平行光从不是面对单纤芯玻璃壳体的一端进入的话，那么棒状会聚透镜把平行光聚焦到光纤301的一个端部上。
支架304和透镜支架104具有相等的外径，并装配到纵剖套管106。
制造者首先从纵剖套管106的一个端部，把单光纤平行光管300插入其中，并把安装棒状会聚透镜103的透镜支架104从另一端插进那里，以使棒状会聚透镜303的端部与棒部与棒状会聚透镜103的端部有紧密的接触。
接着，制造者把透镜支架104插进准直套管105。
接着，制造者对棒状会聚透镜103位置进行粗略调整，使得通过使准直套管105与半导体激光外壳102的端部相接触，并在与该光轴垂直的方向上移动准直套管105以及在该光轴方向上移动插入准直套管105中的透镜支架104，而将从安装在半导体激光器外壳102中的光发射单元101发射的光耦合进光纤301(见图17A)。制造者通过检测来自光纤的输出可以决定光是否已被耦合进最佳位置。
接着，制造者保持准直套管105的端部与半导体激光器外壳102接触，并在光轴方向移动插进准直套管105的透镜支架104，从而使得从光纤301的输出变得最大时来决定棒状会聚透镜103的位置。在上述的决定后制造者从准直套管侧发出YAG激光，把准直套管105和透镜支架104焊接起来，以在如上所述确定的位置(见图17B)紧固棒状会聚透镜103。
接着，制造者保持准直套管105的端部与半导体激光器外壳102相接触，并在垂直于光轴的方向移动调整支架105，从而在使得从光纤301的输出变得最大时来决定棒状会聚透镜103的位置。在上述决定之后，制造者用YAG激光辐照准直套管105和半导体激光器外壳102来焊接。因此，棒状会聚透镜103和光发射元件101的位置被最终决定(见图17C)。
最后，制造者从纵剖套管106拉出单光纤平行光管300，并加上支架107和阳螺丝，以完成半导体激光管平行光管单元100(见图17D)。
正如上述，根据上述的制造方法，在不利用双纤芯玻璃壳体和用于光纤反射型耦合单元200中的光平行光管的情况下，可以制造半导体激光器平行光管单元100，从而能容易地制造光复合组件。因此，按照第八实施例的光复合组件具有可制造性的优点。
如果把上述按照第八实施例的光发射元件101用光接收元件来替代，那末光复合组件也可起到光多路解复用器的作用，若是这样BPF203至少具备只能通过所需多路解复用的一个波长的光而反射其它波长的光的性质。上述多路解复用器的制造方法基本上与示于图17A，17B，17C和17D的类似，但是只在这一点上有区别，就是把准直套管105和透镜支架104焊接在一起，以使得把棒状会聚透镜103紧固在来自光接收元件的一个输出响应于从光纤301输出的光变得最大的地方。
第九实施例图18是示出根据本发明第九实施例的光复合组件光学系统结构的图解说明，图19示出根据第九实施例的光复合组件光纤一侧光学系统的反射光路和传输光路的放大图。
在第九实施例中，为固定光学系统组件的结构类似于第八实施例中的，因此，参考图14到16仅描述光学系统的结构，在图18和19中起到相似作用的部件用相同的数字标记。同样，与它们的示于第八实施例的对应物起着相同作用的部件用相同的数字来标记。
在图18中，光复合组件包括光发射元件101，棒状会聚透镜103a，BPF203a，和棒状会聚透镜202a。
为消除背反射，棒状会聚透镜202a面向光纤的端部偏成一个角度。如果反射光只有可忽略的影响，可不把上述端部偏成一角。在棒状会聚透镜202a和BPF203a间的交界面与光轴垂直。
BPF203a的另一端部偏成α度的角。将在下面讨论角α。BPF203a只通过波长为λ1的光而反射其它波长的光。
把输入光纤12a和输出光纤12b放在相对于棒状会聚透镜202a光轴对称的地方。
棒状会聚透镜202a把从输入光纤12a输出的光转换成平行光，并进入BPF203a。BPF203a只通过波长为λ1的光而反射波长为λ2到λ8的光。
棒状会聚透镜202a把被BPF203a反射的波长为λ2到λ8的光聚焦，并耦合进输出光纤126。
另一方面，通过内建棒状会聚透镜的作用，从光发射元件101发射的波长为λ1的光聚焦在棒状会聚透镜103a端部上的光轴上。于是，棒状会聚透镜203a把这聚焦光转换成在平行于光轴传播的平行光，并从那里输出。从棒状会聚透镜103a输出的平行光经空气通过，并进入BPF203a，这平行光受到BPF203a成角度的一端折射，以φ度的角进入棒状会聚透镜202a的端部。在下面将讨论角φ。
接着，描述角α和角φ。
如果假设从棒状会聚透镜202a的光轴到输出光纤12a的轴的距离为r，假设会聚透镜202a的轴向折射率为n，假设棒状会聚透镜202的折射率分布常数为g，以及假设玻璃块(未示出)的折射为n1，在它上面安装BPF203a，在角φ上光从棒状会聚透镜202a端部输出，角φ由下式表示φ＝ngr/n1(弧度)(1)此处，用g(0.294)，n(1.59)，r(0.0625(mm))，和n1(1.5)这些值代入方程，得到φ＝1.1。就是说，如果平行光以1.11度的角输进棒状会聚透镜202a的端部，则输入的平行光聚焦在离棒状会聚透镜202a另一端的光轴62.5μm的单点上。
玻璃块端部的角α必须满足下列方程(2)n1·sin(α-φ)＝n0·sinα (2)此处n0是空气折射率(n0＝1)。如果角α满足上述方程式，则从BPF203a的成角的端部输入的平行光会以角φ输进棒状会聚透镜202a的端部，并聚焦在光纤12a的端部上。
通过利用上面描述的方程(1)和(2)，角α被决定为近似2.22度。
如上所述，根据第九实施例，在BPF203a和棒状会聚透镜202a间的交界表面与光轴垂直，从而实现了简易的结构。
同样，平行光在与光轴平行的方向上从棒状会聚透镜传播到BPF203a。因此，有可能把光输进棒状会聚透镜202a成角端部的合适点。结果，使用者在替换光发射元件101时，不必要进行高精度定位。
如果根据第八实施例的上述光发射元件101用光接收元件来替代，则光复合组件也可起到光多路解复用器的功能。若是这样，BPF203a至少具备只能通过所需多路解复用的一个波长的光而反射其它波长的光的性质。
在第九实施例中，光以类似于第八实施例中所描述的方式从光发射元件101传播到棒状会聚透镜103a。因此，根据第九实施例的光复合组件制造方法，相对于光多路复用器和光多路解复用器这两者而言，类似于在第八实施例中所描述的。具体地说，为了制造光多路解复用器，制造者把单光纤平行光管可移动从其一个端部插入纵剖套管，并从纵剖套管的另一端插入在其内安装棒状会聚透镜103的透镜支架104，并把透镜支架104插入准直套管105，然后，制造者输出从光纤301来的光用来决定使得从光接收元件的输出变得最大时的棒状会聚透镜103的位置。于是制造者把准直套管105的透镜支架104焊接起来，把准直套管105和固定光接收元件的部件焊接起来。最后，制造者从纵剖套管106拉出单光纤平行光管以完成能起光多路解复用器的功能的光复合组件。
图20是示出根据第九实施例的光复合组件结构的图解说明。该光复合组件包括光接收元件而不是光发射元件。示于图20的光复合组件装备棒状会聚透镜103b，它的输出端是成角度的。这成角度的端部能使聚焦光作为其中心与光轴重合的光来输出，而不是被折射并在倾斜方向上输出。结果，该光被高精度地耦合进光接收元件101a。
在从BPF203a输出的平行光中心线从光轴失准S(mm)的情况下，棒状会聚透镜103b输出端部的角β由下式表示为βngS (3)如上所述，根据本发明的光复合组件包括光发射元件或光接收元件，都有光多路复用/多路解复用功能，从而实现尺寸和插入损耗的减小。同样，用于使两根光纤的中心线与棒状会聚透镜光轴重合的定位部件的使用能容易地定位输入和输出光纤。而且，由于连接在同一侧的输入和输出光纤的结构，提供在可安装性方面有优点的光复合组件是可能的。再进一步，即使在发射某个波长光的光发射元件和接收某个波长光的光接收元件被替换时，根据本发明的光复合组件不会中断其它波长光的传输。
尽管已详细描述了本发明，但是前面的描述在所有方面都是说明性的而不是限制性的。可以理解，在不背离本发明范围的情况下，可以作出许多其它的修改和变化。
权利要求
1.一种对从输入光纤输出的有多个波长的光进行多路解复用的光复合组件，用于把预定波长范围的光转换成电信号，并把预定波长之外的光输出到输出光纤，其特征在于，包括光滤色器，它通过要被转换成电信号的、处于预定波长范围的光，并反射预定波长之外的光；第一棒状会聚透镜，用于把从输入光纤输出的光转换成输进光滤色器的平行光，并把由光滤色器反射的平行光聚焦在输出光滤色器的一个端部，这个输出光滤色器放在输入和输出光纤与光滤色器之间；光会聚部件，用于把通过光滤色器的平行光聚焦在单点上；光接收元件，用于接收被光会聚部件聚焦的光并把接收到的光转换成电信号，以及定位部件，用于使第一棒状会聚透镜的光轴与输入光纤和输出光纤间的中心线重合。
2.根据权利要求1所述光复合组件，其特征在于，定位部件包括圆柱形透镜支架，用于固定第一棒状会聚透镜，透镜支架的轴与第一棒状会聚透镜；以及光纤支架，它的外径与透镜支架的外径相等，该光纤支架有两个引导小孔，用于固定输入光纤和输出光纤，使得这两根光纤放在离其一根轴等距的地方。
3.根据权利要求1所述光复合元件，其特征在于，其中该定位部件是在其内具有两个引导小孔的外壳，用于固定输入光纤和输出光纤，使得这两根光纤放在离第一棒状会聚透镜光轴等距的地方。
4.根据权利要求1所述光复合组件，其特征在于，其中放在光纤和光接收元件间的光会聚部件是一球形透镜，用于把从光滤色器输出的平行光聚焦在光接收元件上。
5.根据权利要求1所述光复合组件，其特征在于，其中光会聚部件还包括第二棒状会聚透镜，放在光滤色器和光接收元件之间，用于聚焦通过光滤色器的平行光；以及球形透镜，放在第二棒状会聚透镜和光接收元件之间，用于把被第二棒状会聚透镜聚焦后，已经发散的光再聚焦在光接收元件上。
6.根据权利要求1所述光复合组件，其特征在于，其中放在光滤色器和光接收元件间的该光会聚部件是第二棒状会聚透镜，用于把通过光滤色器的平行光聚焦在光接收元件上。
7.根据权利要求1所述光复合组件，其特征在于还包括光接收元件定位部件，用于把光接收元件放在由光会聚部件的动作而决定的焦点处。
8.根据权利要求7所述光复合件，其特征在于该光接收元件定位部件包括圆柱形支架，它的轴与第一棒状会聚透镜的光轴重合，用于固定第一棒状会聚透镜；以及光接收元件支架，用于固定光接收元件，它的外径与圆柱支架的外径相等，其中当被转动时，该光接收元件支架在相应于焦点的位置处锁定光接收元件，使得与圆柱支架形成的相对角被调整到预定的角度。
9.一种光复合组件，它输出由输入电信号调制的光，并多路复用该已调制的光和从输入光纤输出的具有多个波长的光，用于输出到输出光纤，其特征在于，包括光发射元件，用于发射被输入的电信号调制的光平行光管，用于把从光发射元件发射的光转换成平行光；光滤色器，它通过从该平行光管输入的预定波长范围的光并反射输入到那里的光之中预定波长之外的光，该滤色器放在平行光管与输入和输出光纤之间；第一棒状会聚透镜，它放在光滤色器与输入和输出光纤之间，用于把从输入光纤输出的光转换成平行光，把这已转换的光输进光纤，并把由光滤色器反射的平行光和通过光滤色器的平行光聚焦在输出光纤的一个端部；以及定位部件，用于重合第一棒状会聚透镜的光轴和输入光纤与输出光纤间的中心线。
10.根据权利要求9所述光复合组件，其特征在于，其中平行光管包括会聚透镜，用于把从光发射元件发射的发散光聚焦在单点上；和第二棒状会聚透镜，它放在光滤色器和该会聚透镜之间，用于把被该会聚透镜聚焦的光转换成平行光并把该转换的光输进光滤色器。
11.根据权利要求10所述光复合组件，其特征在于，还包括防背反射部件，它放在该会聚透镜和第二棒状会聚透镜之间，用于防止从该会聚透镜输出并由第二棒状会聚透镜一端反射的光回到光发射元件。
12.根据权利要求11所述光复合组件，其特征在于，其中防背反射部件是光隔离器。
13.根据权利要求11所述光复合组件，其特征在于，其中防背反射部件通过把第二棒状会聚透镜的一端部偏成角度来防止背反射。
14.根据权利要求11所述光复合组件，其特征在于，其中防背反射部件是形成在第二棒状会聚透镜一端的防反射镀膜。
15.根据权利要求10所述光复合组件，其特征在于，其中会聚透镜是球形透镜。
16.根据权利要求10所述光复合组件，其特征在于，其中会聚透镜是圆形端棒状会聚透镜，它面朝光发射元件的透镜端部是圆拱形的。
17.根据权利要求9所述光复合组件，其特征在于，其中定位部件包括圆柱透镜支架，用于固定第一棒状会聚透镜，透镜支架的轴与第一棒状会聚透镜的轴是重合的；以及光纤支架，它的外径与透镜支架的外径相等，光纤支架具有两个引导小孔，用于固定输入光纤和输出光纤，使得这两根光纤放在离其轴的等距处。
18.根据权利要求9所述光复合组件，其特征在于，其中定位部件的外径与第一棒状会聚透镜的外径相等，定位部件是在其内具有两个用于固定输入光纤和输出光纤的引导小孔的外壳，使得这两根光纤就被放在离第一棒状会聚透镜的轴等距之处。
19.根据权利要求9所述光复合组件，其特征在于，还包括用于安置光发射元件的光发射元件定位部件，当被调节到预定角度时，使得通过光滤色器和第一棒状会聚透镜后的、从平行光管输出的平行光被聚焦在输出光纤的端部。
20.根据权利要求19所述光复合组件，其特征在于，其中光发射元件定位部件包括圆柱支架，用于固定第一棒状会聚透镜，圆柱支架的轴与第一棒状会聚透镜的轴重合；以及光发射元件支架，它的外径与圆柱支架外径相等，光发射元件支架用于紧固光发射元件，以及当被转动时光发射元件支架锁定光发射元件，这样从平行光管输出的平行光被聚焦在输出光纤的端部上，使得把与圆柱支架形成的相对角调节到预定的角度。
21.一种光复合组件，它输出由输入的电信号调制的光，并多路复用该已调制的光和从输入光纤输出的具有多个波长的光，用于输出到输出光纤，其特征在于，包括光发射元件，用于发射被输入的电信号调制的光并把所发射的光聚焦在单点上；第一棒状会聚透镜，用于把被光发射元件聚焦的光转换成与光轴平行传播的平行光；光滤色器，它放在第一棒状会聚透镜与输入和输出光纤之间，该光滤色器通过从第一棒状会聚透镜输出的预定波长范围的光，并反射在输入其内的光中预定波长之外的光；第二棒状会聚透镜，它放在光滤色器与输入和输出光纤之间，该第二棒状会聚透镜把从输入光纤输出的光转换成平行光，用于输进光滤色器，并把由光滤色器反射的平行光和通过光纤的平行光聚焦在输出光纤端部上；以及定位部件，用于重合第二棒状会聚透镜的轴与输出光纤的轴，其中在光滤色器和第二棒状会聚透镜间的交界表面被偏成一个角度，使得由光滤色器反射的平行光和通过光滤色器的平行光聚焦在输出光纤的端部。
22.根据权利要求21所述光复合组件，其特征在于，还包括；第一单元，包括光发射元件和第一棒状会聚透镜；以及第二单元，包括光滤色器、第二棒状会聚透镜和定位部件，其中第一单元和第二单元可操作成搭配和不搭配。
23.一种光复合组件，它输出由输入的电信号调制的光，并多路复用该已调制的光和从输入光纤输出的具有多个波长的光，用于输出到输出光纤，其特征在于，包括光发射元件，用于发射由输入的电信号调制的光，并把发射的光聚焦在单点上；第一棒状会聚透镜，用于把由光发射元件聚焦的光转换成与光轴平行传播的平行光；光滤色器，它放在第一棒状会聚透镜与输入和输出光纤之间，该光滤色器通过从第一棒状会聚透镜输出的预定波长范围的光，并反射在输入其内的光中间的预定波长之外的光；第二棒状会聚透镜，放在光滤色器与输入和输出光纤之间，该第二棒状透镜把从输入光纤输出的光转换成平行光，用于输进光滤色器之用，并把由光滤色器反射的平行光和通过光滤色器的平行光聚焦在输出光纤的一个端部上；以及定位部件，用于重合第二棒状会聚透镜的轴和输入光纤和输出光纤间的中心线，其中光滤色器装备着面向第一棒状会聚透镜的成角度的端部，使得从第一棒状会聚透镜来的平行光被折射并聚焦在输出光纤的端部。
24.根据权利要求23所述光复合组件，其特征在于，还包括第一单元，包括光发射元件和第一棒状会聚透镜；以及第二单元，包括光滤色器、第二棒状会聚透镜和定位部件，其中第一单元和第二单元可操作成搭配和不搭配。
25.一种光复合组件，它多路解复用从输入光纤输出的具有多个波长的光，用于把预定波长范围的光转换成电信号，并把预定波长之外的光输出到输出光纤，其特征在于，包括光滤色器，它通过处于预定波长范围内的将被转换成电信号的光，并反射预定波长之外的光；第一棒状会聚透镜，它放在输入和输出光纤与光滤色器之间，该第一棒状会聚透镜把从输入光纤输出的光转换成平行光，用于输进光滤色器，并把由光滤色器反射的平行光聚焦在输出光纤的一个端部；第二棒状会聚透镜，用于聚焦通过光滤色器的平行光；光接收元件，用于接收由第二棒状会聚透镜聚焦的光，并把这接收的光转换成电信号；以及定位部件，用于重合第一棒状会聚透镜的光轴和输入光纤的轴，其中光滤色镜和第一棒状会聚透镜间的交界表面被偏成一角度，使得由光滤色器反射的平行光聚焦在输出光纤的端部。
26.根据权利要求25所述光复合组件，其特征在于，其中在光滤色器和第一棒状会聚透镜间的交界表面被偏成一角度，使得通过光滤波器的平行光与光轴平行地传播。
27.根据权利要求26所述光复合组件，其特征在于，包括第一单元，包括光接收元件和第二棒状会聚透镜；以及第二单元，包括光滤色器、第一棒状会聚透镜和定位部件，其中第一单元和第二单元可操作成搭配和不搭配。
28.一种光复合组件，它多路解复用从输入光纤输出的具有多个波长的光，用于把预定波长范围的光转换成电信号，并把预定波长之外的光输出到输出光纤，其特征在于，包括光滤色器，它通过位于预定波长范围内的要被转换成电信号的光，并反射预定波长之外的光；第一棒状会聚透镜，它放在输入和输出光纤与滤色器之间，该第一棒状会聚透镜把从输入光纤输出的光转换成平行光，用于输进光滤色器，并把由光滤色器反射的平行光聚焦在输出光纤的一个端部上；第二棒状会聚透镜，用于把通过光滤色器的平行光聚焦在单点上；光接收元件，用于接收由第二棒状透镜聚焦的光，并把该接收到的光转换成电信号；以及定位部件，用于重合第一棒状会聚透镜的光轴和输入光纤和输出光纤间的中心线。
29.根据权利要求28所述光复合组件，其特征在于，其中光滤色器装备着面向第二棒状会聚透镜的成角度的端部，使得通过光滤色器的平行光与光轴平行地传播。
30.根据权利要求29所述光复合组件，其特征在于，包括第一单元，包括光接收元件和第二棒状会聚透镜；以及第二单元，包括光滤色器、第一棒状会聚透镜和定位部件，其中第一单元和第二单元可操作成搭配和不搭配。
31.一种光波长多路解复用器，它接收具有多个波长的已波长多路复用的光信号，并把已收到的信号多路解复用为在一个波长基础上的光信号，其特征在于，包括波长多路解复用部件，用于把已收到的波长多路复用光信号多路解复用为至少两个或更多个波长带；光信号多路解复用部件，它提供到各个波长带，用于把在两个或更多个波长带中的光信号多路解复用成原来的在一个波长基础上的光信号，其中光信号多路解复用器装备着包括光接收元件的多个光复合组件，它多路解复用一部分输入的光信号，用于把已多路解复用的信号转换成电信号，并输出其它的光信号，其中多个光复合组件是串联连接的。
32.根据权利要求31所述光波长多路解复用器，其特征在于，其中光复合组件是根据权利要求1、9和25中任一项所述的光复合组件。
33.一种光波长多路复用器，它波长复用具有多个波长的光信号并输出已多路复用的波长信号，所述多个波长被分成至少两个或更多个波长带，其特征在于，包括光信号多路复用部件，它提供给各个波长带，用于多路复用具有包括在波长带中的多个波长的光信号，并输出已多路复用的信号，作为在该波长带中的光信号；以及波长带光信号多路复用部件，用于多路复用从每个光信号多路复用部件输出的波长带中的光信号，以供输出之用，其中光信号多路复用部件装备着多个光复合组件，包括输出由输入的信号调制的光信号并多路复用已调制的光信号和输入的光信号的光发射元件，以供输出之用，以及多个光复合组件是串联连接的。
34.根据权利要求33所述光波长多路复用器，其特征在于，其中光复合组件是根据权利要求9和21至24中任一项所述的光复合组件。
35.一种光复合组件的制造方法，用于制造把从光发射元件发射的会聚光转换成与一根轴平行传播的平行光并输出该转换光的光复合组件，其特征在于，包括把一根光纤平行光管从纵剖套管的一端可移动地插入到其中的过程，光纤平行光管把从其轴与光轴重合的光纤输出的光转换成与光轴平行地传播的平行光。把固定棒状会聚透镜的透镜支架从纵剖套管的另一端插入其中的过程；把透镜支架从准直套管的端部装入其中的过程，使得透镜支架能在轴的方向上移动；决定棒状会聚透镜的位置的过程，使得当光发射元件在发射光时，从光纤的输出变得最大；在决定棒状会聚透镜位置的过程中所决定的位置上紧固准直套管和透镜支架以及紧固准直套管和光发射元件的过程，以及在紧固过程后把插入纵剖套管的光纤平行光管拉出的过程。
36.一种光复合组件的制造方法，用于把输入的平行光聚焦在单点上并把该聚焦光输进光接收元件的光复合组件，其特征在于，包括把一根光纤平行光管从纵剖套管的端部可移动地插入其中的过程，光纤平行光管把从其轴与光轴重合的光纤输出的光转换成与光轴平行地传播的平行光；把固定棒状会聚透镜的透镜支架从纵剖套管的另一端插入其中的过程；把透镜支架从准直套管的一端插入其中的过程，使得透镜支架能在轴的方向上移动；决定棒状会聚透镜的位置的过程，使得当光从光纤输出时，从光接收元件的输出变得最大；在决定棒状会聚透镜位置的过程中所决定的位置上，紧固准直套管和透镜支架以及紧固准直套管和光接收元件；以及在紧固过程后，把插入到轴套中的光纤平行光管拉出的过程。
全文摘要
一种光复合组件，它的光轴能被容易地调整的，它又是小型的并在易于安装性方面具有优点。把在其一端粘结有带通滤色器的一棒状会聚透镜2和安装着输入光纤1a和输出光纤1b的双纤芯玻璃壳体3紧固在一起。双纤芯玻璃壳体3具有与棒状会聚透镜2的外径相一致的外径。输入光纤1a和输出光纤1b间的中心线与棒状会聚透镜的光轴重合。从输入光纤1a输出的波长为λ4的光通过BPF5，并被光接收元件7接收，然后被转换成电信号。从输入光纤1a输出的其它波长的光被BPF5反射，并被耦合进输出光纤1b。
文档编号G02B6/34GK1447141SQ0310885
公开日2003年10月8日 申请日期2003年3月27日 优先权日2002年3月27日
发明者早田博則, 大平智亮 申请人:松下电器产业株式会社