专利名称：多光端耦合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及几种光信号的多端对多端传递器件，属于通信、计算机领域。
背景技术：
在通讯系统中，其技术解决的往往只是将本地的若干个信号端与远地的若干信号端进行信号连接，而不涉及在所有信号端之间进行任意的全部完全耦合连接。随着技术的发展，光纤技术的应用领域将不仅仅只局限于远程通讯，任意端的耦合需求会在类似无源本地光网络或者高频光信号集成电路连接这样的应用中被提出。
1xN的一路分多路-多路汇一路的光纤耦合器是一种公知技术，在中国专利申请98116856.6，99815419.9已披露。
发明内容
本发明提供了几种多光端耦合器件，这些器件能能应用于需要将N(N＞1)个光端进行信号耦合的场合，使得N个光信号端中的任意2个之间、任意一个信号端和另外的N-1个信号端之间都能收发光信号。这些多光端耦合器具有结构简单成本低廉的特点，并且能够在有限的空间内大量和密集使用。理论上，端口数量N可以是任意大于2的自然数，所受限制只取决于光信号因衰减和端口分配所造成的信号强度水平是否足够用于驱动。
本发明使用的关键技术是1xN的一路分多路-多路汇一路的光纤结构以及让光信号能从原路返回的装置及方法。让光信号能从原路返回的装置及方法主要有2种，一种是反射，另一种是利用光纤返回回路。其他使用到的方法还包括将光信号按光能量分为2部分的技术。
图1是一个1xN的一路分多路-多路汇一路的光纤结构。图2是2种多光端耦合器结构，2A是一个1xN结构的一路端末连接一个反射镜，M表示反射镜结构，圆圈中为放大的实际结构，光纤终端的光滑横截面镀上了全反射膜M，使得光信号可以返回1xN另一边的N个端。2B为一个1xN结构的一路端末连接一个光纤返回回路，通过这个返回回路光信号可以绕一圈后又反方向返回1xN结构。
图3是一个对称的多光端耦合器结构，从1xN汇合来的信号被2分支光纤平均分为2部分，一部分被送往对称端的1xN，另一部分则被光纤返回回路反向送回原来的1xN。
图4是一个对称的多光端耦合器结构，从1xN汇合来的信号被2分支光纤平均分为2部分，一部分被送往对称端的1xN，另一部分则被光纤终端的光滑横截面镀上的全反射膜M反向送回原来的1xN。
图5是一个对称的多光端耦合器结构，从2个1xN汇合来的信号被对接起来，对接处有个1/2透射1/2反射的结构“1/2M”，每个方向来的信号都有1/2通向对端，1/2原路返回。G是个负责固定、对准2端光纤的结构，为了结构牢固，还可以在G和2端光纤上使用粘胶。椭圆形里显示的是对接处实际的放大结构，LF为左边光纤，RF为右边光纤，2条光纤嵌在G的固定槽里尽量靠拢，其中LF末端光滑的截面镀了一半透射一半反射的膜“1/2M”。
具体实施例方式
1xN结构实际上是多个1分2、1分3、1分4等光纤结构串接、并接而成，如图1所示，它有2端，“1”端只有一条光纤，另一端有N(N＞1)个光纤端，N中的任何一个如果有光信号都会被传到“1”端，而“1”端发出的信号可以到达所有的N端。于是一个让光信号能从原路返回的装置加上一个1xN就能成为一个N光端耦合器。而从原路返回的装置我们现在知道，可以是反射镜也可以是返回光纤回路，反射镜的制作方法可以是将光纤末端打磨或切割得十分光滑，然后用镀镜、镀膜技术给光纤末端镀上一层反射膜M，可以一次将一批光纤同时进行镀膜工艺。将一根光纤绕一圈将末端再和原来光纤熔接在一起成为一个返回光路就成了另一种让光信号从原路返回的装置。由这2种装置加上1xN可以构成图2中的2A和2B的两种多光端耦合器。
在实际应用中上述的两种多光端耦合器可能仍不能满足要求，为了提供更好的耦合端分布特性，我们可以将耦合端分布在2边，分别使用2个1xN结构来做成一个2N端的多光端耦合器。这2个1xN的“1”端都各自接入一个将光能量平均分配的2分支光纤，2分支光路的一支连接让光信号从原路反方向返回的装置，另一支则和对称端的那一支汇合连通。图3和图4就是这种结构的例子。
图5是使用另一种将光信号分为2部分技术的2N端多光端耦合器。这种技术不使用2分支光纤，只是将两个1xN的“1”端直接对准靠近接合，接合处有一个半透射半反射结构，2段光纤及半透射半反射结构放在一个用于固定的结构中，为了结构牢固，还可以使用粘胶。图5中椭圆里显示的是对接处实际的放大结构，LF为左边光纤，RF为右边光纤，2条光纤嵌在G的固定槽里尽量靠拢，其中LF末端光滑的截面镀了一半透射一半反射的膜“1/2M”。这种结构十分简单，但是对加工工艺的精度有较高要求。“1/2M”可以将任何一边来的光信号的一半传递给另一边，而剩下的一半光信号则反射回与原来信号相反的方向。
上述多光端耦合器还有一个特性，那就是可以方便地加入一个有源放大器而同时为N个光端的信号进行放大。只需要在1xN的“1”端放置一个有源放大器就可以了。上述多光端耦合器在使用中要注意的问题是N个端所接负载必须具有低光信号反射性，否则的话多次反射的结果会造成严重串扰。上述多光端耦合器的N个光路光程距离比较容易调整，光纤分叉的数量也是很少的，这就使得这种多光端耦合器具有使用简单成本低廉的特点。
权利要求
1.一种多光端耦合器的结构，其特征是它有一个一路分多路-多路汇一路的光纤结构，在一路那边的终端，有一个让光信号从原路反方向返回的装置。
2.根据权利要求1所述的多光端耦合器，其中让光信号从原路返回的装置可以是一路分多路装置一路那边终端的光纤光滑横截面镀上全反射膜，也可以是一个光纤返回回路结构。
3.一种多光端耦合器的结构，其特征是它有一个左右对称的结构，左右两边各有一个一路分多路-多路汇一路的光纤结构，两个一路端都各自接入一个将光能量平均分配的2分支光纤，2分支光路的一支连接让光信号从原路反方向返回的装置，另一支则和对称端的那一支汇合连通。
4.根据权利要求3所述的多光端耦合器，其中让光信号从原路返回的装置可以是分支光纤终端光滑横截面镀上全反射膜，也可以是一个光纤返回回路结构。
5.一种多光端耦合器的结构，其特征是它有一个左右对称的结构，左右两边各有一个一路分多路-多路汇一路的光纤结构，2个一路端的光路对准靠近接合，接合处有一个半透射半反射结构，2段光纤及半透射半反射结构放在一个用于固定的结构中，为了结构牢固，还可以使用粘胶。
6.根据权利要求5所述的多光端耦合器，其中半透射半反射结构可以是其中一个一路端的光纤终端光滑横截面镀上一半透射一半反射的膜。
全文摘要
本发明为几种多光端的光纤耦合器。它们能应用于需要将N(N＞1)个光端进行信号耦合的场合，使得N个光信号端中的任意2个之间、任意一个信号端和另外的N－1个信号端之间都能收发光信号。这些多光端耦合器具有结构简单成本低廉的特点，并且能够在有限的空间内大量和密集使用。理论上，端口数量N可以是任意大于2的自然数，所受限制只取决于光信号因衰减和端口分配所造成的信号强度水平是否足够用于驱动。
文档编号G02B6/287GK1683944SQ20041002685
公开日2005年10月19日 申请日期2004年4月14日 优先权日2004年4月14日
发明者曹学军 申请人:曹学军