专利名称：可改变输出光波长及强度的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可改变输出光波长及强度的系统，尤其是涉及一种通过调整光学元件的设置角度以改变输出光波长及强度的系统。
可调式滤波器(tunable filter)是由特定折射率的透明材料所组成，通过光的入射角的变化来过滤出特定波长的光束。如图1所示，滤波器111及滤波器112分别贴合在平板玻璃101和102上，当由一波长为λ1、λ2、λ3所构成的光线入射到滤波器111上时，调整平板玻璃101设置的角度，滤波器111会反射波长为λ1的光束，并且使其余波长的光束通过。另外，当光线入射到滤波器112之后，调整平板玻璃102设置的角度，使滤波器112反射波长为λ2的光束，且过滤出波长为λ3的光束。
光衰减器(attenuator)是用以改变光线输出的强度，例如可以应用在接收机中，以便使接收机动态地调整所接收光的强度，避免接收机饱和的问题。如图2所示，光衰减器可为一吸收轮201，吸收轮201是在不同位置具有不同的光吸收量，例如波长为λ1的光束，通过吸收轮201后，输出的光束强度减弱，对应的强度改为λ1’。此外，更可通过调整吸收轮201的角度，达到提供不同光衰减量的目的。
因此，如何使可调式滤波器及光衰减器模块化，以达到光电产品轻、薄、短、小、多功能、及低成本的目的，实质上是一重要的课题。
因此，本发明是通过分别调整光学元件的角度，来过滤出特定波长的光束，并调整输出光束的强度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种可以改变输出光波长及强度的系统，它包括一光输入端、一第一光输出端、一第二光输出端、一第一旋转式光学元件、一第二旋转式光学元件、一第三旋转式光学元件。光输入端接收一第一光信号及一第二光信号，当第一旋转式光学元件角度调整时，可使第一光信号通过，第二光信号反射。第二旋转式光学元件能使第一光信号从第一光输出端输出，当第二旋转式光学元件角度调整时，自第一光输出端输出的第一光信号的强度改变。第三旋转式光学元件的角度是依照第一旋转式光学元件的角度作相对应的调整，以使第二光信号能从第二光输出端输出。
该第一旋转式光学元件具有一滤波器(filter)。该第一，第二和第三旋转式光学元件均为一平板玻璃。该第二旋转式光学元件设有多个全反射镀膜。该第二旋转式光学元件是一组反射镜。该第一，第二，第三旋转式光学元件均设有多个增透镀膜。
如上所述，通过本发明的可改变输出光波长及强度的系统，主要是利用三个旋转式的光学元件，调整其设置的角度，以使入射的光束因入射角的改变，使得滤波器可过滤出特定波长的光束，并可调整滤出光束的输出强度。
参照附图，以下将对依据本发明的可改变输出光波长及强度的系统进行详细的描述，本发明的优点和特征将会更加清楚地显现出来，附图包括图1为现有滤波器的示意图；图2为现有光衰减器的示意图；图3是本发明的第一较佳实施例的示意图；图4是本发明的第二较佳实施例的示意图；图5是本发明的第三较佳实施例的示意图。
准直器31接收一光信号，波长为λ1～λn。第一旋转式光学元件301可为一平板玻璃，且其贴合有或镀有一增透镀膜311及331。光线穿射于增透镀膜311后，入射于滤波器321。若第一旋转式光学元件301沿A方向旋转，则光线入射于滤波器321之入射角会产生改变。由于滤波器321为由特定折射率的材料组成的介电质薄膜滤波器，因此当光的入射角改变时，基于光的干涉效应，便可以由滤波器321滤出特定波长的光束。如图3所示，波长为λi光束(第一光信号)穿透滤波器321，而其余波长(λ1～λi-1及λi+1～λn)的光束(第二光信号)则由滤波器321所反射。
第二旋转式光学元件302可为一平板玻璃，其贴合有或镀有增透镀膜312及322。波长为λi的光束穿射于增透镀膜312后，于第二旋转式光学元件302中经数回反射后，由增透镀膜322穿透，并经准直器32平行输出。当第二旋转式光学元件302沿B方向旋转时，由于光输出的强度呈高斯分布，因此光线入射于准直器33中之强度会受第二旋转式光学元件302设置的角度影响。换言之，通过改变第二旋转式光学元件302的角度，可改变从准直器33中输出的光线的强度。
第三旋转式光学元件303可为一平板玻璃，其贴合有或镀有增透镀膜313及323。第三旋转式光学元件303角度系依照该第一旋转式光学元件的角度作相对应之调整，例如沿图中C方向旋转，以使穿射自第一旋转式光学元件301上的增透镀膜331的光束，即波长为λ1～λi-1及λi+1～λn的光束，能入射于第三旋转式光学元件303之增透镀膜313。此光束经过数回的反射后，自增透镀膜313通过，再经准直器33输出。
如图4所示，本发明第二较佳实施例的可改变输出光波长及强度之系统4包括有一光输入端、一第一光输出端、一第二光输出端、一第一旋转式光学元件401、一第二旋转式光学元件402、402’、及一第三旋转式光学元件403。其中，光输入端设有准直器41，第一光输出端设有准直器42，第二光输出端设有准直器43，用以使光线平行输入或输出。
第一旋转式光学元件401、第二旋转式光学元件402及402’、第三光学元件403均为平板玻璃，其中第一旋转式光学元件401设有滤波器421、增透镀膜411及431，第三旋转式光学元件403设有增透镀膜413及423，而第二旋转式光学元件402则于光入射的面上镀有全反射镀膜412。于本实施例中，第一旋转式光学元件401与第三旋转式光学元件403的功能及作动，系与第一较佳实施例中第一旋转式光学元件301与第三旋转式光学元件303相同，主要藉由旋转第一旋转式光学元件401之角度，如图中所示A方向，调出欲滤出波长之光束，而第三旋转式光学元件403则配合第一旋转式光学元件401之旋转角度作调整，如图中所示C方向，以输出其余波长的光束。
当通过设于第一旋转式光学元件401上滤波器421所滤出波长为λi的光束入射至第二旋转式光学元件402时，由于第二旋转式光学元件402上镀有全反射镀膜412，因此光束会被反射，再入射到第二旋转式光学元件402’上，同样的，由于镀于第二旋转式光学元件402’上的全反射镀膜412’的反射，使得光束可自准直器42输出。当第二旋转式光学元件402’沿图中所示B方向旋转时，由于光输出的强度为高斯分布的曲线，因此调整第二旋转式光学元件402’设置的角度，可改变自准直器42输出光束的强度。
图5为本发明的第三较佳实施例的可改变输出光波长及强度的系统5。在本实施例中，第一旋转式光学元件501、第三旋转式光学元件503、设于第一旋转式光学元件501上的滤波器521、设于第一旋转式光学元件501与第三旋转式光学元件503上的增透镀膜511、531、513、523，其作动方式及功能均系与第一较佳实施例与第二较佳实施例相同，在此不再赘述。
在本实施例中，第二旋转式光学元件502及502’系一反射镜，用以反射自滤波器521滤出波长为λi的光束。第二旋转式光学元件502可沿图中所示的B方向旋转，以使光束的入射角度改变，进而使光路传播的方向发生变化。当光束入射于第二旋转式光学元件502之入射角改变时，则自准直器52输出光束的强度也会随着改变。同理，当第二旋转式光学元件502’沿图中所示的D方向旋转时，或同时改变第二旋转式光学元件502及502’的设置角度时，也可达到改变输出光强度的效果。
综上所述，通过调整第一旋转式光学元件的角度，可使入射于设在第一旋转式光学元件上的滤波器入射角改变，以过滤出特定波长的光束。此外，通过调整第二旋转式光学元件的角度，可调整此特定波长的光束自准直器输出的强度。再者，通过调整第三旋转式光学元件的角度，以使此特定波长以外的光束能自另一准直器输出。因此，由三个旋转式光学元件，可使可调式滤波器及光衰减器模块化，以达到光学装置轻、薄、短、小、多功能及低成本的目的。
需注意的是，上述滤波器也可设计为针对特定波长λi反射，其余波长λ1～λi-1及λi+1～λn透射的滤波器。
以上所述仅仅为举例性质，并非为限制性的描述。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种可改变输出光波长及强度的系统，其特征在于，它包括一光输入端，用于接收一第一光信号及一第二光信号；一第一光输出端；一第二光输出端；一第一旋转式光学元件，当其角度调整时，可使该第一光信号通过，该第二光信号反射；一第二旋转式光学元件，它使该第一光信号能自该第一光输出端输出，当该第二旋转式光学元件角度调整时，自该第一光输出端输出的该第一光信号的强度发生变化；以及一第三旋转式光学元件，按照该第一旋转式光学元件的角度，对该第三光学元件的角度作相对应的调整，以使该第二光信号能从该第二光输出端输出。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第一旋转式光学元件具有一滤波器(filter)。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第一旋转式光学元件是一平板玻璃。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第二旋转式光学元件是一平板玻璃。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第三旋转式光学元件是一平板玻璃。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第二旋转式光学元件设有多个全反射镀膜。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第二旋转式光学元件是一组反射镜。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第一旋转式光学元件设有多个增透镀膜。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第二旋转式光学元件设有多个增透镀膜。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第三旋转式光学元件设有多个增透镀膜。
全文摘要
一种可改变输出光波长及强度的系统，它包括一光输入端、一第一光输出端、一第二光输出端、一第一旋转式光学元件、一第二旋转式光学元件、一第三旋转式光学元件。光输入端接收一第一光信号及一第二光信号，当第一旋转式光学元件角度调整时，可使第一光信号通过，第二光信号反射。第二旋转式光学元件能使第一光信号自第一光输出端输出，当第二旋转式光学元件角度调整时，自第一光输出端输出的第一光信号的强度发生变化。按照第一旋转式光学元件的角度，对第三旋转式光学元件的角度做相应的调整，以使第二光信号能从第二光输出端输出。
文档编号G02B26/02GK1434339SQ0210285
公开日2003年8月6日 申请日期2002年1月25日 优先权日2002年1月25日
发明者张绍雄, 张世杰 申请人:台达电子工业股份有限公司