分波器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种分波器，该分波器包括沿光路依次设置的光纤插芯、第一透镜和滤波器，光纤插芯的出射光经过透镜后入射光入射到滤波器，滤波器接收入射光后出射输出光，其中，分波器还包括第一固定管和三维调节器，第一固定管沿光路贯穿地开设第一通孔，第一透镜设置在第一通孔中，滤波器安装在固定管上，三维调节器可分离地安装在分波器中，三维调节器可分离地与第一固定管连接并可驱动第一固定管在三维方向上的移动。通过对透镜的位置调节实现光纤插芯与透镜之间的位置变化，便可改变出射光点在透镜焦平面上的位置，而三维调节器对位移的精确控制便可方便简单地实现入射光的入射角度精确调节，继而实现简便且有精确地对透射光的中心波长可调。
【专利说明】分波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及分波器领域，尤其涉及一种中心波长可调的分波器。
【背景技术】
[0002]分波器是用于波分复用等传输方式中的无源光器件，其作用是将从一根光纤传输来的不同波长的复合光信号，按不同光波长分开，所以分波器又称为光分波器。
[0003]参照图1，图1是现有一种密集型光波复用(DWDM)分波器的结构图。该分波器包括玻璃管11、双尾光纤12、透镜13和滤波片14，透镜13设置在玻璃管11中，双尾光纤12的光纤121和光纤122用于导通光。根据滤波片的入射角效向的原理，即随着入射滤波片的入射光的入射角的变化，滤波片的透射波长和半宽度均发生变化，而随着入射角的增大，透射光的中心波长将往短波偏移，且滤波片的透射率将变低，从而实现DWDM滤波片透射中心波长的可调。
[0004]参照图2，图2是现有的分波器对透射光中心波长进行调节的原理图。上述的分波器应用该滤波片的入射角效向的原理，为了实现入射滤波片角度的偏转，则需要通过调节光纤121和光纤122之间的间距dl来控制，其原因是光纤121和光纤122的不同间距dl相当于是改变了出射光在焦平面上的位置，通过将焦平面上的位置SI改变到位置S2时，则入射滤波片15的入射角为角度Θ，从而对透射光的中心波长进行调整。
[0005]由于不同的中心波长需要不同的入射角，所以需要不同光纤间距dl。同时由于双尾光纤的光纤间距生产成型后便不可调节，所以需要不断更换不同光纤间距的双尾光纤来满足入射角的不同需求。而双尾光纤生产难度大，且光纤间距精度难以控制，继而造成透射光的中心波长调节精度受到限制。传统DWDM分波器生产工艺必须带尾纤，接头只能加到尾纤上，造成整个器件体积大，并且光纤会占用盘线空间，使得整个通信系统模块将会更为庞大。
[0006]目前的光通信市场竞争越来越激烈，通信设备要求的体积越来越小，接口板包含的接口密度越来越高。传统的激光器、功能器件和探测器分离的光模块体积大，需求的器件种类多，已经很难适应现代通信设备的要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种对透射光的中心波长可简便地和精确地调节的分波器。
[0008]为了实现本发明的目的，本发明提供一种分波器，该分波器包括沿光路依次设置的光纤插芯、第一透镜和滤波器，光纤插芯的出射光经过透镜后入射光入射到滤波器，滤波器接收入射光后出射输出光，其中，分波器还包括第一固定管和三维调节器，第一固定管沿光路贯穿地开设第一通孔，第一透镜设置在第一通孔中，滤波器安装在固定管上，三维调节器可分离地安装在分波器中，三维调节器可分离地与第一固定管连接，三维调节器可驱动第一固定管在三维方向上的移动。
[0009]由上述方案可见，由于现有的分波器是通过不同的光纤间距dl来改变了出射光在焦平面上的位置，该方法非常不便且波长的调节精度难以控制，而研发人员巧妙地通过对透镜的位置调节，实现光纤插芯与透镜之间的位置变化，便可相当于改变出射光点在透镜焦平面上的位置，具体地，通过将安装有透镜和滤波器的固定管固定连接在三维调节器中，而三维调节器是可通过其在三维方向上设置的旋钮和螺杆对固定管的位置进行三维移动，从而实现透镜和滤波器的三维位置可调，通过对旋钮的控制便可方便简单地实现对入射滤波器的入射光的角度Θ调节，继而实现透射光的中心波长可调，同时由于三维调节器可配备高分辨率的螺杆和旋钮，使得透镜可在三维方向上精确地移动，从而可提高入射角度Θ的精确度，继而提高透射光的中心波长的分辨率以及精度。同时由于三维调节器是既可与第一固定管分离，亦可从分波器中分离，所以当通过三维调节器将第一固定管的位置进行调节完毕后，通过固定胶对第一固定管进行固定，再可将三维调节器从分波器中分离，从而完成分波器的装配。
[0010]更进一步的方案是，分波器还包括光纤插头，光纤插芯设置在光纤插头内。
[0011]由上可见，通过光纤插头保护光纤插芯和与光纤插芯连接的光纤，使得位置调整完毕后的第一固定管可与光纤插头通过固定胶进行固定连接，继而可将三维调节器从分波器中分离，其突破了现有滤波器受入射光的入射角的限制，实现分波器的高度集成和小型化，同时也便于使用。
[0012]更进一步的方案是，分波器包括检测装置，检测装置沿光路设置有第二透镜和探测器，输出光通过第二透镜后输入到探测器中。
[0013]由上可见，检测装置是用于检测输出光的功率或者输出光的中心波长，通过作为光功率计或者光谱仪的探测器进行检测，其目的是更好地对透镜和滤波器的位置进行调整，以达到最佳功率输出或者所需中心波长输出，检测和调整完毕后可将检测装置从分波器中移除，从而方便地完成出厂调校检测。
[0014]更进一步的方案是，检测装置还包括第一连接管和第二固定管，第二固定管沿光路贯穿地开设第二通孔，第二透镜设置在第二通孔中，第一连接管沿光路贯穿地开设有第三通孔，第二固定管设置在第三通孔中，第三通孔套在第一固定管外。
[0015]由上可见，通过第一连接管和第二固定管的设置，使得检测装置与第一固定管之间的装配拆卸更为简易方便，其也有利于提高生产加工效率。
[0016]更进一步的方案是，分波器沿光路的方向在所述滤波器的后级还设置有第三透镜，第三透镜接收输出光。
[0017]由上可见，第三透镜的设置可为分波器的输出光的光斑进行调整，使得分波器可输出不同大小的光斑以适应实际需求，能够提高分波器的适用性以及实用性。
[0018]更进一步的方案是，分波器还包括第三固定管和第二连接管，第三固定管沿光路贯穿地开设第四通孔，第三透镜设置在第四通孔中，第二连接管沿光路贯穿地开设有第五通孔，第一固定管和第三固定管设置在第二通孔中，第二连接管与三维调节器固定连接。
[0019]由上可见，通过第二连接管和第三固定管的设置，使得第三透镜与第一固定管之间的装配拆卸更为简易方便，其也有利于提高生产加工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是现有分波器的结构图。
[0021]图2是分波器对中心波长进行调节的原理图。
[0022]图3是本发明分波器第一实施例的结构图。
[0023]图4是本发明分波器第一实施例在对中心波长进行调节时的第一状态原理图。
[0024]图5是本发明分波器第一实施例在对中心波长进行调节时的第二状态原理图。
[0025]图6是本发明分波器第二实施例的结构图。
[0026]图7是本发明分波器第三实施例的结构图。
[0027]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0028]分波器第一实施例:
参照图3，图3是分波器2的结构图。分波器2包括光纤插头22、光纤插芯23、透镜固定管24、透镜25、滤波器26和三维调节器27。光纤插芯23、透镜25和滤波器26沿光路方向依次设置。光纤插头22由金属制成的金属插头，光纤插芯23为由陶瓷制成的陶瓷插芯，陶瓷插芯与光纤(未示出)连接，光纤插芯23用于与外部光纤连接并接收该光纤传输的光信号。光纤插芯23安装在光纤插头22内。
[0029]透镜固定管24由陶瓷制成的陶瓷管，透镜固定管24沿光路方向贯穿地开设第一通孔，滤波器26为滤波片，该滤波片能够透射具有特定中心波长的光，并将部分不需要的光进行反射。透镜25固定地设置在透镜固定管24的第一通孔中，滤波器26固定地设置在第一通孔的端面上。
[0030]三维调节器27用于可调节安装在其安装位上的器件的三维位置，三维调节器27设置有安装位，该安装位与透镜固定管24固定连接，三维调节器27与壳体21固定连接。三维调节器27具有X轴螺杆271、X轴旋钮272、Y轴螺杆、Y轴旋钮(未标示)、Ζ轴螺杆273、Z轴旋钮274，其中，Z轴螺杆273与光路方向平行设置，X轴螺杆271与Y轴螺杆形成的平面与Z轴螺杆273垂直。X轴旋钮272、Υ轴旋钮和Z轴旋钮274设置在壳体21外壁上，通过旋转X轴旋钮272、Y轴旋钮和Z轴旋钮274，可使对应的X轴螺杆271、X轴螺杆和Z轴螺杆273对应地旋转，继而使得透镜固定管24可在三维方向上进行移动。更具体地，可参照由北京微纳光科仪器有限公司生产制造的型号为WN302WM23M的手动整体移动台，或者参照由北京联英精机科技有限公司生产制造的型号为ΤΖ301的精密光纤调整架。另外，除了手动对三维方向进行调整外，还在在螺杆上连接有步进电机，通过步进电机驱动螺钉的旋转从而同样实现透镜固定管24在三维方向上的移动。
[0031]参照图4和图5，图4和图5是分波器在对中心波长进行调节时的不同状态下的原理图。由于对透射光的中心波长进行调节时，首先要通过三维调节器将透镜25的位置进行调整，即要光纤插芯23的出射端面通过透镜25的位置调整后成为透镜25的焦平面，即如图3所示，透镜25移动到位置S4处，使得光纤插芯23的出射端面为透镜25的焦平面上，光纤插芯23的出射光从出射端面的位置S3处出射，出射光从位置S3出射后经过透镜25后，形成入射光入射到滤波器26，然后经过滤波器26对入射光的处理，使得入射光中特定中心波长的光透射并向往透射输出光，同时部分中心波长以外的光被滤波器26反射，该部分的反射光反射到透镜固定管24中。由于透镜固定管24由陶瓷制作而成，所以可对该部分的反射光进行吸收。
[0032]参照图5，对输出光的中心波长进行调节时，可调节三维调节器27的X轴旋钮和Y旋钮，使得透镜固定管24的位置在X轴螺杆和Y轴螺杆确定的平面上发生移动，即透镜25和滤波器26通过移动后由图4所示的位置S4移动到位置S5处。由于透镜25偏移光轴移动了距离d2，且透镜25的焦距为f，所以入射滤波器26的入射光将以入射角Θ入射，其中，Θ =arctan(d2/f)。根据滤波片的入射角效向的原理，滤波片的透射波长和半宽度均发生变化，所以从滤波器26透射的输出光的中心波长发生偏移，从而实现透射光的中心波长可简便地进行调节。
[0033]由于三维调节器27既可分离地安装在分波器中，三维调节器27亦可分离地与透镜固定管24连接，所以当通过三维调节器27将透镜25和固定管24的位置进行调节完毕后，通过固定胶将透镜固定管24与光纤插头22进行固定连接，再将三维调节器27与分波器I和透镜固定管24分离，从而完成分波器的装配。
[0034]另外，如果分波器I需要对透镜25和透镜固定管24的位置进行实时调整，则通过安装有三维调节器27的分波器1，使得分波器I可对对透镜25和固定管24的位置进行实时调整。
[0035]分波器第二实施例:
参照图6，图6是分波器第二实施例的分波器3结构图。在分波器第一实施例的基础上，分波器3增加了检测装置4，检测装置4包括连接管41、透镜固定管42、透镜43、单尾光纤44和探测器45。透镜固定管42沿光路方向贯穿地开设有第二通孔，透镜43设置在第二通孔中，连接管41沿光路方向贯穿地开设有第三通孔，透镜固定管42设置在第三通孔中，安装有透镜35和滤波器36的透镜固定管34设置在第三通孔中。继而使得光纤插芯33、透镜35、滤波器36和透镜43沿光路依次设置，从光纤插芯33出射的出射光经过透镜34和滤波器35后，由滤波器35出射的输出光入射到透镜43中，经过透镜43的汇聚将输出光输入到准直器中，最后通过光纤的传输输出入到探测器45中。探测器45可以为用于测量光功率的光功率计，还可以为检测中心波长的光谱仪。通过光功率计或光谱仪对输出光的检测，继而对透镜固定管34中的透镜35的位置进行调整。对透镜35的位置完成调整后，可对检测装置4从分波器3中进行拆卸。
[0036]分波器第三实施例:
参照图7，图7是分波器第三实施例的分波器5结构图。在分波器第一实施例的基础上，分波器5增加了用于调整输出光光斑大小的透镜63。具体地，分波器5在沿光路设置有光纤插芯53、透镜55、滤波器56和透镜63。分波器5还包括透镜固定管54、透镜固定管62和连接管61，透镜固定管54、透镜固定管62和连接管61均沿光路贯穿地开设有通孔，透镜55设置在透镜固定管54的通孔中，滤波器56设置在透镜固定管54的通孔的端面上，透镜63设置在透镜固定管62的通孔中，透镜固定管54和透镜固定管62设置在连接管61的通孔中，连接管61固定连接在三维调节器57上。从光纤插芯53出射的出射光经过透镜55和滤波器56后，由滤波器56出射的输出光入射到位于滤波器56后级的透镜63中，经过透镜63的对输出光的光斑大小进行调整,最后向外输出经光斑调整的输出光。而输出光的光斑直径D可根据光纤插芯53内的光纤模场直径d3、透镜55的曲率半径R和透镜63的曲率半径r计算得出，其计算公式为D=d3Xr/R。当需要调整光斑大小的时候，只需更换具有不同曲率半径的透镜63即可实现对输出光光斑的调节。
[0037]由上可见，为了适应通信设备对光器件的要求，光模块正向高度集成的小封装发展，高度集成的光电模块使用户缩短研发和生产周期，减少元器件采购种类，降低生产成本。因此本发明的分波器巧妙地通过对透镜的位置调节，实现光纤插芯与透镜之间的位置变化，便可相当于改变出射光点在透镜焦平面上的位置，而通过对三维调节器对位移的精确控制便可方便简单地实现入射光的入射角度Θ精确地调节，继而实现透射光的中心波长可调。同时本发明的分波器还可以搭配检测装置或光斑调整透镜进行使用，继而更进一步提高分波器的适用性。
【权利要求】
1.分波器，包括沿光路依次设置的光纤插芯、第一透镜和滤波器，所述光纤插芯的出射光经过所述透镜后入射光入射到所述滤波器，所述滤波器接收所述入射光后出射输出光； 其特征在于: 所述分波器还包括 第一固定管，所述第一固定管沿所述光路贯穿地开设第一通孔，所述第一透镜设置在所述第一通孔中，所述滤波器安装在所述固定管的上； 三维调节器，所述三维调节器可分离地安装在所述分波器中，所述三维调节器可分离地与所述第一固定管连接，所述三维调节器可驱动所述第一固定管在三维方向上的移动。
2.根据权利要求1所述的分波器，其特征在于: 所述分波器还包括光纤插头，所述光纤插芯设置在所述光纤插头内。
3.根据权利要求1或2所述的分波器，其特征在于: 所述分波器包括检测装置，所述检测装置沿所述光路设置有第二透镜和探测器，所述输出光通过所述第二透镜后输入到所述探测器中。
4.根据权利要求3所述的分波器，其特征在于: 所述检测装置还包括第一连接管和第二固定管，所述第二固定管沿所述光路贯穿地开设第二通孔，所述第二透镜设置在所述第二通孔中，所述第一连接管沿光路贯穿地开设有第三通孔，所述第二固定管设置在所述第三通孔中，所述第三通孔套在所述第一固定管外。
5.根据权利要求1或2所述的分波器，其特征在于: 所述分波器沿所述光路的方向在所述滤波器的后级还设置有第三透镜，所述第三透镜接收所述输出光。
6.根据权利要求5所述的分波器，其特征在于: 所述分波器还包括第三固定管和第二连接管，所述第三固定管沿所述光路贯穿地开设第四通孔，所述第三透镜设置在所述第四通孔中，所述第二连接管沿光路贯穿地开设有第五通孔，所述第一固定管和所述第三固定管设置在所述第二通孔中，所述第二连接管与所述三维调节器固定连接。
【文档编号】G02B6/293GK104199149SQ201410477781
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】卢建南, 梁文富 申请人:光库通讯(珠海)有限公司