专利名称：光通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光通信的光通信装置。
为双向光通信，在ONU(光学网络单元)中采用的一种类型的光通信模块除了半导体激光器和聚光透镜外，还包括WDM(波分复用)滤光器和光接收器件。
设在光通信模块中的这些光学组件必须与光纤精确对准。典型地，在光通信模块的制造工艺中，在这些光学组件与光纤精确对准后，这些光纤组件通过焊接或者使用粘合剂的方式，可靠地固定在光通信模块的基底上。
可是，即使通过使用上述制造工艺，以高精度制造光通信模块，还是会出现一些要解决的问题。首先，如果在光通信模块中的光学组件用粘合剂固定，那么直到粘合剂硬化，才能确定光通信模块是否通过或者不能通过测试。另外，由于上述制造工艺的困难，这种类型的光通信模块不能期望有高的成品率。
第二，如果在光通信模块中光学组件的位置关系随着其老化而改变，从而使光通信模块的性能退化，因为光学组件被可靠地固定，所以光通信模块的性能不能恢复。
因此，需要形成的光通信模块要保持高的性能，并且不依照环境条件如外界温度，机械条件，老化变化等而引起性能退化。
根据本发明的一个方面，提供一种光通信装置，它设有一个发射光传输信号的发光器件，该信号由传输数据调制；一个具有使光传输信号进入的入口表面的光纤；和一个设在发光器件和光纤之间的偏移系统，以便在光纤的入口表面上移动光传输信号的位置。光通信装置另外还设有反馈控制系统，用于控制偏移系统，以发光器件发射的部分光传输信号的强度为基础，使光传输信号的位置移动到光纤芯的中心。
在这种结构中，光传输信号在光纤入口表面的位置可以移动，以使光传输信号位于光纤芯的中心。
在特殊情况下，在光传输信号进入光纤入口表面后，部分光传输信号的强度可由反馈控制系统检测。
任选地，光纤可具有光分离部分，从此处，部分光传输信号分离。从光纤的光分离部分中分离的部分光传输信号的强度由反馈控制系统检测。
还可选择地，光分离部分可以包括一个在光纤中形成的半反射镜。由半反射镜反射的部分光传输信号的的强度由反馈控制系统检测。
可替换地，光分离部分可以包括光纤耦合器，通过它光传输信号的一部分被引向反馈控制系统。
在特殊情况下，反馈控制系统可以用偏移系统在入口表面上产生一个光传输信号位置的摇摆运动，以便在摇摆运动期间检测部分光传输信号强度的变化，摇摆运动具有小于使用光传输信号的光通信频带的预定频率。在这种结构中，反馈控制系统获得在摇摆运动期间，以被检测的强度变化为基础的光传输信号相对于光纤芯中心的位置数据，该位置数据被用于移动光传输信号的位置到光纤芯中心处。
任选地，偏移系统可以被构成为，以在入口表面上在第一方向和在与第一方向垂直的第二方向移动光传输信号的位置。另外，反馈控制系统执行第一反馈控制，其在第一方向产生摇摆运动，以便在摇摆运动期间在第一方向检测部分光传输信号强度的变化；和执行第二反馈控制，其在第二方向产生摇摆运动，以便在摇摆运动期间在第二方向检测部分光传输信号强度的变化。
使用这种结构，在第一反馈控制中，利用在摇摆运动期间第一方向所检测的强度变化，来获得第一方向上光传输信号相对于光纤芯中心的第一位置信息，第一位置信息被用于在第一方向移动光传输信号的位置到光纤芯的中心处。另外，在第二反馈控制中，利用在摇摆期间第二方向所检测的强度变化，来获得第二方向光传输信号相对于光纤芯中心的第二位置信息，第二位置信息被用于在第二方向移动光传输信号的位置到光纤芯中心处。
还任选地，反馈控制系统可以交替执行第一反馈控制和第二反馈控制，在这种情况下，当执行第一反馈控制时，保持第二方向上光传输信号的位置，该位置与前面的第二反馈控制的结果一致。另外，当执行第二反馈控制时，保持第一方向上光传输信号的位置，该位置与前面的第一反馈控制的结果一致。
在特殊情况下，偏移系统可以包括一个在光纤的入口表面上形成光传输信号束斑的聚光透镜，和一个移动聚光透镜以使束斑在光纤的入口表面上移动的驱动系统。在这种结构中，反馈控制系统以部分光传输信号的强度为基础，用驱动系统移动聚光透镜，以使束斑移动到光纤芯的中心。
另替换地，偏移系统可以包括一个电反射镜，该电反射镜将由发光器件发射的光传输信号向光纤的入口表面反射，和一个驱动系统，该驱动系统可移动电反射镜，以便在光纤的入口表面上移动光传输信号的位置。在这种结构中，反馈控制系统用驱动系统移动电反射镜，以便在入口表面上移动部分光传输信号的位置。
在特殊情况下，发光器件可以包括垂直腔表面发射激光器。
在特殊情况下，反馈控制系统可以在光传输信号通过光纤发送的同时工作。
任选地，光通信装置可以包括自动电源控制系统，其控制由发光器件发射光束的强度，用于以部分光传输信号的强度为基础，将光束的强度保持在一个恒定的水平上。
还可选地，发光器件可以包括垂直腔表面发射激光器。
在特殊情况下，自动电源控制系统可以在反馈控制系统移动光传输信号的位置到光纤芯的中心处后工作。
任选地，光通信装置由检测部分光传输信号强度的光电检测器组成。由光电检测器检测的部分光传输信号的强度用于反馈控制系统和自动电源控制系统。
在特殊情况下，反馈控制系统在入口表面上用偏移系统产生光传输信号位置的摇摆运动，以便在摇摆运动期间检测部分光传输信号的变化，摇摆运动具有小于使用光传输信号的光通信频带的预定频率。另外，反馈控制系统以在摇摆运动期间检测的强度变化为基础，获得一个光传输信号的位置和光纤芯中心之间的距离，该距离用于将光传输信号的位置移动到光纤芯的中心。
任选地，自动电源控制系统可在预定取样频率上检测部分光传输信号的强度，预定取样频率低于摇摆运动的预定频率。
仍任选地，部分光传输信号的强度可在与取样频率的一个周期相应的时间期间内，作为部分光传输信号的平均强度被检测。
根据本发明的另一方面，提供一种光通信装置，它设有发光器件，发射光传输信号，该信号由传输数据调制；一个具有使光传输信号进入的入口表面的光纤，和一个自动电源控制系统，控制由发光器件发射的光的强度，用于以部分光传输信号的强度为基础，将光束的强度保持在一个恒定的水平上。在这种结构中，在光传输信号进入光纤入口表面后，部分光传输信号的强度由自动电源控制系统检测。
使用这种结构，因为在光传输信号进入光纤后，部分光传输信号被检测，所以获得能正确地指示通过光纤芯传输的光强度的强度信息是可能的。
根据本发明的另一方面，提供一种在光纤的入口表面上将光传输信号移动到光纤芯中心的方法，该方法包括(a)在入口表面上产生光传输信号位置的摇摆运动，该摇摆运动具有小于使用光传输信号的光通信频带的预定频率；(b)在摇摆运动期间检测部分光传输信号的强度变化；和(c)以在摇摆运动期间所检测到的强度变化为基础，获得光传输信号相对于光纤芯中心的位置数据。
图2表示
图1所示光通信模块中所设的光纤结构的实例；图3表示包括一个X驱动器和一个Y驱动器的部分光通信模块的方框图；图4A-4C表示在光传输信号的各个位置执行的摇摆运动；图5A-5C是表示分别在图4A，4B和4C条件下在摇摆运动期间光强度变化的图表；图6A和6B表示在光传输信号的各个位置执行的摇摆运动；图7A和7B表示分别在图6A和6B条件下在摇摆运动期间光强度变化的图表；图8表示(Pd-Pb)和光传输信号的当前位置之间的关系；图9表示在两个方向上摇摆运动过程的实例；图10表示根据本发明第二实施例光通信模块的方框图；图11A和11B表示如图10所示的光纤耦合器结构实例的示意图；图12表示根据本发明第三实施例光通信模块的方框图；和图13表示根据本发明第四实施例光通信模块的方框图。
第一实施例图1表示根据本发明第一实施例光通信模块10的方框图。光通信模块10被构建成用于通过光纤7传导具有1.3μm波长的光传输信号并接收具有1.5μm波长的输入光信号，以使其能够进行双向光通信。在图1中，光传输信号(1.3μm波长的光)由实线箭头指示，输入的光信号(1.5μm波长的光)由虚线箭头指示。
如图1所示，光通信模块包括一个半导体激光器LD1，其为一个具有相对小的发射角度的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)，还包括一个聚光透镜3，一个WDM(波分复用)滤光器5，和光纤7，每个器件沿公共光轴(未示出)放置。半导体激光器LD1被构建成根据传输数据调制1.3μm波长的光(光传输信号)并从此发射。
尽管，在本实施例中，是用VCSEL来作发光器件，但是可以使用其它适合的发光器件，如其他类型的半导体激光器、LED(发光二极管)或者类似物。
由半导体激光器LD1发射的1.3μm波长的光通过WDM滤光器5，由聚光透镜3聚焦在光纤7的表面7a上。WDM滤光器5被构建成可透过1.3μm波长的光到光纤7，并反射1.5μm波长的光。
光通信模块10还包括一个接收1.5μm波长的光(输入光信号)的光电检测器8，该1.5μm波长的光通过光纤7从远地传来，从表面7a出射，然后由WDM滤光器5反射。该输入的光信号由光电检测器8接收被转换成电信号，以便被解调。
接着，将详细描述在光纤7的表面7a上束斑位置的负反馈控制。光通信模块10还装有一个光电检测器9，一个控制器13，和一个X驱动器15，一个Y驱动器17，其中每一个器件都有助于负反馈控制(见图1和3)。
如图1所示，光纤7具有一个半反射镜11，其反射部分光传输信号(1.3μm波长的光)到与控制器13连接的光电检测器9。其余部分的光传输信号透过半反射镜11。通过这种结构，控制器13获得由半反射镜11反射的部分光传输信号的强度。
如图2所示，光纤7能够被这样制造，例如，通过将在其端面上具有胶水24的第一光纤部分与在其端面上设有半反射镜23的第二光纤部分21粘合。
如图3所示，控制器13能够通过使用X驱动器15和Y驱动器17，在与光轴垂直的平面内移动聚光透镜3。X驱动器15在X方向上移动聚光透镜3，而Y驱动器17在与X方向垂直的Y方向上移动聚光透镜3。通过这种结构，控制器13在表面7a上在X方向和Y方向控制束斑的位置。
控制器13执行聚光透镜3的摇摆运动，即束斑在表面7a上的摇摆运动。这里使用的术语“摇摆运动”的意思是具有基本上恒定的周期和幅度的微小的往复运动。下面详细描述，通过束斑在表面7a上进行摇摆运动，控制器13获得束斑相对于光纤7的芯7c(见图4)的中心位置在表面7a上的位置。控制器13用获得的束斑位置指引束斑在表面7a上移动到光纤芯的中心位置。
束斑的摇摆运动频率比使用光传输信号的数据传输频带低得多。因此，当使用光传输信号进行数据传输时，控制器13能够获得仅由束斑的摇摆运动引起的，部分光传输信号强度的变化。
将参照图4A-7来描述用以检测束斑在表面7a上相对光纤7的芯的中心处的位置的摇摆运动。
图4A-4C的每一幅图表示沿光轴看到的光纤7的表面7a，以图示出由聚光透镜3形成的束斑S的摇摆运动。在图4A-4C的每一幅图中，箭头W表示在一相应位置摇摆的幅度和方向。
在图4A-4C的每一幅图中，是在Y方向进行摇摆运动。应该理解在Y方向的摇摆运动可以替换，可以进行在X方向的摇摆运动。
图4A表示光传输信号(束斑S)沿Y轴的正方向移动的情况。图4B表示光传输信号沿Y轴的正方向移动一个与图4A所示情况相比相对小距离的情况。图4C表示光传输信号(束斑S)基本上与芯7c的中心重合的情况。在图4A-4C的每一附图中，“A”(或“C”)对应于束斑S(即，当不进行摇摆运动时，光传输信号的当前位置)的中心的当前位置，“B”对应于在摇摆运动期间的底部位置，和“D”在摇摆运动期间对应于顶部位置。
即，束斑S在摇摆运动期间以A→B→C→D→A顺序移动，并且重复A→B→C→D→A的循环。
图5A，5B和5C是表示分别在图4A，4B和4C条件下，在摇摆运动期间，由光电检测器9检测的光强度变化的图表。在每一图表中，横轴表示束斑S中心的位置，纵轴表示由光电检测器9检测的光的强度。在图5A-5C中每一幅图中，Pa，Pb，Pc和Pd分别表示在A，B，C和D位置的强度值。
在图5C(4C)所示的条件下，曲线113显示在位置A和C处具有最大值，因为在位置A和C处束斑S的位置与芯7c重合。当束斑S位于位置B和D处时，每一位置相对位置A相当于最远位置，曲线113显示了它的最小值(Pb或Pd)。曲线113具有正弦波的形状。
从图5C可以看出，由光电检测器9接收的光强度的变化在图5C(4C)所示的条件下可以由下面条件(1)定义Pb＝Pd，Pa＝Pc……(1)当在图4B所示的条件下，进行摇摆移动时，图5B的曲线112表示光的强度变化。当束斑S位于位置A处时，因为束斑S从芯7c的中心被稍微移动时，所以强度值比其最大值(81)稍微降低。当束斑S从位置A移动到位置B时，强度值增加到最大值(81)，然后下降到中间值(82)。当束斑S从位置B移动到位置C时，强度值从中间值82增加到其最大值(83)。然后减小到稍低于最大值的一个值。
当束斑S从位置C移动到位置D时，束斑S远离芯7c的中心移动。因此，强度值下降，并在位置D达到其最小值。在位置D和位置A之间，强度值逐渐增加。
通过比较曲线112和曲线113，可以理解曲线112的特征是在位置B(Pb)处的强度值大于在位置D处的强度值。因此，在图5B(4B)所示的条件下，由光电检测器9接收的光强度的变化能够由下面条件(2)定义Pb＞Pd，Pa＝Pc ……(2)曲线111表示当在图4A所示的条件下进行摇摆运动时光强度的变化。当束斑S位于位置A处时，因为束斑S从芯7c的中心移动，所以强度值是中间值。当束斑S从位置A移动到位置B时，强度值逐渐增加，并达到其最大值。当束斑S从位置B移动到位置C时，强度值从最大值减小到中间值。
当束斑S从位置C移动到位置D时，强度值逐渐减小并达到其最小值。当束斑从位置D移动到位置A时，强度值逐渐增加。
通过比较曲线111和曲线112，可以理解在曲线111上的强度值Pb大于在曲线112上的强度值Pb。因此，在图5A(4A)所示的条件下，由光电检测器9接收的光强度的变化能可由下面条件(3)定义Pb＞＞Pd，Pa＝Pc ……(3)从上述条件(1)，(2)和(3)可以理解，(Pd-Pb)减少((Pd-Pb)的绝对值增加)，当摇摆运动的中心远离芯7c的中心沿Y轴的正方向移动时，即，(Pd-Pb)表示光传输信号相对芯7c的中心的位置。(即，当不进行摇摆运动时束斑S中心的位置)当光传输信号的位置在图4A所示条件下，进一步向正方向移动时，出现(Pd-Pb)值开始逐渐下降的现象。可是，当光传输信号从芯7c的中心移动预定距离时，通过考虑这种现象的产生，获得光传输信号的位置是可能的。
接着，将参照图6A，6B，7A和7B描述摇摆运动的中心相对芯7c的中心在负方向移动的两种情况。图6A，6B，7A和7B中每一标记与图4A-4C和图5A-5C所示的标记具有相同的含义。
当在图6B的条件下进行摇摆运动，摇摆运动的中心从芯7c的中心沿Y轴向负方向稍微移动时，图7B是一个表示光强度的变化的图表115。即，如图6B所示的光传输信号沿Y轴位于在图4B中光传输信号的相对位置。
当束斑S位于位置A时，因为束斑S从芯7c的中心到沿Y轴的负方向稍微移动，所以强度值比其最大值稍微降低。当束斑S从位置A移动到位置B时，强度值逐渐降低到其最小值。当束斑S从位置B移动到位置C时，强度值逐渐增加。
当束斑S从位置C移动到位置D时，强度值达到其最大值，然后逐渐减小。当束斑S从位置D移动到位置A时，强度值逐渐增加，达到其最大值，然后减小。
从比较曲线115和112可以看到，曲线115具有与曲线112相同的形状，并且相对曲线112为T/2的相移(T表示一周期)。
类似地比较曲线112和曲线113，可以理解曲线115的特征在于强度值在位置B(Pb)低于在位置D(Pd)的强度值。因此，在图6B所示的条件下，由光电检测器9接收的光的强度变化能够由下面条件(4)定义Pb＜Pd，Pa＝Pc ……(4)当在图6A的条件下进行摇摆运动，摇摆运动的中心从芯7c的中心沿Y轴向负方向移动时，图7A是一个表示光强度的变化的图表114。在图6A所示的情况下，该移动量大于图6B所示的情况。
当束斑S位于位置A时，因为束斑S从芯7c的中心移动，所以强度值是中间值。当束斑S从位置A移动到位置B时，强度值逐渐降低并在位置B达到其最小值。当束斑S从位置B移动到位置C时，强度值从最小值增加到中间值。
当束斑S从位置C移动到位置D时，强度值逐渐增加并在位置D达到其最大值。当束斑S从位置D移动到位置A时，强度值逐渐减小。
类似地比较曲线111和曲线114，可以理解在曲线114上强度值Pd大于曲线115上的强度值Pd。因此，在图6A所示的条件下，由光电检测器9接收的光的强度变化能够由下面条件(5)定义Pb＜＜Pd，Pa＝Pc……(5)从上述条件(3)，(4)和(5)，可以理解(Pd-Pb)增加，当摇摆运动的中心远离芯7c的中心沿Y轴的负方向移动时，即，(Pd-Pb)表示束斑S相对芯7c中心的中心位置。
另外，(Pd-Pb)的符号表示束斑S相对芯7c的中心是在正方向还是在负方向移动。
因此，在表面7a上进行束斑S的负反馈控制是可能的，以由光电检测器9接收的光强度的变化为基础，使束斑S移动到芯7c的中心。
根据上述沿Y轴摇摆运动的理论，应该可以理解利用沿X轴的摇摆运动可以进行负反馈控制。
图8表示(Pd-Pb)和光传输信号的当前位置(即摇摆运动的中心)之间的关系。在图8中，位置PO相当于芯7c的中心。如上所述，当光传输信号自芯7c的中心位于正向侧时，(Pd-Pb)的符号是负的，当光传输信号自芯7c的中心位于负向侧时，(Pd-Pb)的符号是正的。
当摇摆运动的中心(Pd-Pb)沿Y轴(或X轴)的正方向远离芯7c(PO)的中心移动时，(Pd-Pb)从零到其最小值逐渐减小，然后逐渐增加。当摇摆运动的中心(Pd-Pb)沿Y轴(或X轴)的负方向远离芯7c(PO)的中心移动时，(Pd-Pb)从零到其最大值逐渐增加，然后逐渐减小。
在摇摆运动期间，通过由光电检测器9接收的光的强度值的取样，控制器13能够获得(Pd-Pb)的值作为光传输信号的当前位置。该控制器13以获得的(Pd-Pb)的值和如图8所示的关系为基础，进行光传输信号位置的负反馈控制。
通过在两个方向上(X方向和Y方向)进行摇摆运动，光传输信号被精确地引导到芯7c的中心。
图9表示在两个方向摇摆运动过程的一个实例。在图9所示的实例中，当沿X轴进行摇摆运动时，光传输信号沿Y轴的位置被保持在对应于先前沿Y轴的摇摆运动(取样)结果的位置上。当沿Y轴进行摇摆运动时，光传输信号沿X轴的位置被保持在对应于先前沿X轴的摇摆运动(取样)结果的位置上。即取样和保持在两个方向交替进行。
应该注意在两个方向摇摆运动的过程不限于图9所示的示例，其它方法可以用于在两个方向的摇摆运动。
上述利用摇摆运动的负反馈控制可以周期性地进行，如每天，每周或者每月。如果光通信模块10在好的环境条件下使用，例如，重要的考虑仅是寿命的变化(即，可以忽略外界温度和机械条件的变化)，那么利用摇摆运动的负反馈控制可以以相对长的时间间隔进行。
如果光通信模块10在相对恶劣的环境条件下使用时，例如，连续产生振动，那么利用摇摆运动的负反馈控制可以在一个稳定的基础上进行。
第二实施例图10表示根据本发明第二实施例光通信模块40的方框图。在图10中，对于与图1中类似的部件，使用相同的参考标记，因此不再重复详细描述。
在光通信模块40中，光纤47代替了图1中的光纤7。光纤47具有一个光纤耦合器41，它透过部分光传输信号到光纤区段47b，以使部分光传输信号的强度由光电检测器9检测。剩余的部分光传输信号透过光纤区段47a传输。
与第一实施例类似，部分光传输信号通过使用具有光纤耦合器41的光纤47被检测。因此，光传输信号位置的负反馈控制也能够通过光通信模块40实现。
图11A和11B表示光纤耦合器结构实例的示意图。如图11A所示，光纤耦合器11A具有耦合部分41a，在此两个芯相互邻近地形成。图11B为光纤耦合器41沿A1线的剖面图。部分光传输信号在耦合部分41a中从一个芯耦合到另一芯。
应该注意，在光传输信号进入光纤后，可以使用从光纤中分离部分光传输信号的其它结构来代替图1或11所示的分离部分光传输信号的结构。
第三实施例图12表示根据本发明第三实施例光通信模块60的方框图。在图12中，对于与图1类似的部件，使用相同的参考标记，因此不再重复详细描述。
如图12所示，在光通信模块60中，在光传输信号通过表面7a进入光纤7后，具有半反射镜11的光纤7是作为用于分离部分光传输信号的结构使用。
光通信模块60有一个电反射镜61作为偏移器。由半导体激光器LD1发射的光传输信号，穿过聚光透镜3，然后由电反射镜61反射。从电反射镜61反射的光传输信号通过WDM滤光器5入射在光纤7的表面7a上。
电反射镜61旋转地安装在光通信模块60的壳体(未示出)上，以使在表面7a上的束斑S在X方向和Y方向移动。电反射镜61绕旋转轴在X1方向旋转，并绕另一旋转轴以与X1方向大体垂直的另一方向Y1(未示出)旋转。
使用这种结构，类似第一实施例，光传输信号位置的负反馈控制在光通信模块60中实现。
应该注意，可以使用用于偏移光传输信号的其它结构来代替图1或12所示的偏移部分光传输信号的结构。
上述第一，第二和第三的每个实施例中，进行束斑S的两维负反馈控制。可以理解如果聚光透镜3的位置能够在其光轴(即沿z轴方向)中移动，那么可实现束斑S的三维负反馈控制。在这种情况下，通过监视由光电检测器9接收的光的强度，同时在光轴(即Z方向)上移动聚光透镜3，控制器13能够进行束斑S的自动聚焦控制。
第四实施例图13表示根据本发明第四实施例光通信模块110的方框图。在图13中，对于与图1中类似的部件，使用相同的参考标记，并不再重复详细描述。
如图13所示，光通信模块110包括一个APC(自动电源控制)电路14与光电检测器9连接。由光电检测器9接收的光的强度被传送到APC电路14和控制器13。APC电路14根据由光电检测器9传送的强度值进行自动电源控制(APC)操作，以使束斑S的强度在表面7a上保持预定的恒定强度值。
用于光传输信号位置的负反馈控制的APC操作和摇摆运动可以并行地进行。在这种情况下，选择比摇摆运动频率低的取样频率用于APC操作。此外，在这种情况下，用于APC操作的每个取样强度值是一个在包括摇摆运动的至少一个周期的预定时间段内的平均值。这种APC操作和摇摆运动的并行过程在光通信模块110用在相对恶劣的环境条件下的情况中是有效的。
APC操作和摇摆运动的并行过程的变通方法是，APC操作可以在用摇摆运动进行的光传输信号位置的负反馈控制完成后进行。在这种情况下，聚光透镜3保持在束斑S位于芯7c中心处的位置上。
根据第四实施例，在束斑S位于光纤7芯7c的中心的情况下，进行APC操作是可能的。因此，可准确地进行APC操作。
与第四实施例类似，也可以在第二实施例的光通信模块40或者第三实施例的光通信模块60中增加APC电路14。
在上述实施例中，在光传输信号进入光纤后，通过使用，例如，半反射镜11，获得光传输信号的强度。可是应该可以理解光传输信号的强度也能够通过检测从光纤7的表面7a反射的部分光传输信号来获得。
如上所述，根据本发明，依照环境条件能够实现可保持高性能且不会引起性能退化的光通信装置。
本发明揭示的内容与申请日为2002年5月22日，申请号为2002-147335以及申请日为2002年8月30日，申请号为2002-252865的日本专利中包括的主题相关，这两个发明作为参考一并在此引用。
权利要求
1.一种光通信装置，包括一个发射由传输数据调制的光传输信号的发光器件；一具有使所述光传输信号进入的入口表面的光纤；一个设在发光器件和光纤之间的偏移系统，以便在光纤的入口表面上移动光传输信号的位置；和用于控制所述偏移系统的反馈控制系统，以所述发光器件发射的部分光传输信号的强度为基础，使所述光传输信号的位置移动到光纤芯的中心。
2.根据权利要求1所述的光通信装置，其中在所述光传输信号进入所述光纤的所述入口表面后，部分所述光传输信号的所述强度可由所述反馈控制系统检测。
3.根据权利要求1所述的光通信装置，其中所述光纤具有光分离部分，从此处分离部分所述光传输信号，从所述光纤中的光分离部分所分离出的部分所述光传输信号的强度由反馈控制系统检测。
4.根据权利要求3所述的光通信装置，其中所述光分离部分包括一个在所述光纤中形成的半反射镜，由所述半反射镜反射的部分所述光传输信号的强度由所述反馈控制系统检测。
5.根据权利要求3所述的光通信装置，其中所述光分离部分包括光纤耦合器，通过它所述光传输信号的一部分被引向反馈控制系统。
6.根据权利要求1所述的光通信装置，其中所述反馈控制系统可以用所述偏移系统在所述入口表面上产生一个所述光传输信号位置的摇摆运动，以便在所述摇摆运动期间检测部分所述光传输信号强度的变化，所述摇摆运动具有小于使用所述光传输信号的光通信频带的预定频率，其中，所述反馈控制系统在摇摆运动期间，以检测的强度变化为基础，获得所述光传输信号相对于所述光纤芯中心的位置数据，所述位置数据被用于移动所述光传输信号的位置到所述光纤芯的中心处。
7.根据权利要求6所述的光通信装置，其中，所述偏移系统可以构建成，以在入口表面上在第一方向上和在与第一方向垂直的第二方向上移动光传输信号的位置，其中，所述反馈控制系统执行第一反馈控制，其在第一方向产生所述摇摆运动，以便在所述摇摆运动期间在第一方向检测部分所述光传输信号强度的变化；和执行第二反馈控制，其在第二方向产生所述摇摆运动，以便在所述摇摆运动期间在第二方向检测部分所述光传输信号强度的变化。其中，在第一反馈控制中，利用在所述摇摆运动期间第一方向所检测的强度变化，来获得所述光传输信号在第一方向关于所述光纤芯中心的第一位置信息，所述第一位置信息被用于在第一方向移动所述光传输信号的位置到所述光纤芯中心处，其中，在第二反馈控制中，利用在所述摇摆运动期间第二方向所检测的强度变化，来获得所述光传输信号在第二方向关于所述光纤芯中心的第二位置信息，所述第二位置信息被用于在第二方向移动所述光传输信号的位置到所述光纤芯中心处。
8.根据权利要求7所述的光通信装置，其中所述反馈控制系统可以交替执行第一反馈控制和第二反馈控制，其中，当执行第一反馈控制时，保持第二方向的所述光传输信号的位置，该位置与前面的第二反馈控制的结果一致，其中，当执行第二反馈控制时，保持第一方向的所述光传输信号的位置，该位置与前面的第一反馈控制的结果一致。
9.根据权利要求1所述的光通信装置，其中所述偏移系统包括一个在所述光纤的所述入口表面上形成所述光传输信号束斑的聚光透镜，和一个移动所述聚光透镜以使束斑在所述光纤的所述入口表面上移动的驱动系统，其中，所述反馈控制系统以部分所述光传输信号的强度为基础，用所述驱动系统移动所述聚光透镜，以使束斑移动到光纤芯的中心。
10.根据权利要求1所述的光通信装置，其中所述偏移系统包括一个电反射镜，该电反射镜将由所述发光器件发射的所述光传输信号向所述光纤的所述入口表面反射；和一个驱动系统，所述驱动系统可移动电反射镜，以便在所述光纤的所述入口表面上移动所述光传输信号的位置，其中，所述反馈控制系统用所述驱动系统移动所述电反射镜，以便在所述入口表面上移动部分所述光传输信号的位置。
11.根据权利要求1所述的光通信装置，其中所述发光器件包括垂直腔表面发射激光器。
12.根据权利要求1所述的光通信装置，其中所述反馈控制系统在所述光传输信号通过所述光纤发送的同时工作。
13.根据权利要求1所述的光通信装置，还包括一个自动电源控制系统，其控制由所述发光器件发射的光束的强度，用于以部分所述光传输信号的强度为基础，将光束的强度保持在一个恒定的水平上。
14.根据权利要求13所述的光通信装置，其中所述发光器件包括一个垂直腔表面发射激光器。
15.根据权利要求13所述的光通信装置，其中所述自动电源控制系统在所述反馈控制系统移动所述光传输信号的位置到光纤芯的中心处后工作。
16.根据权利要求13所述的光通信装置，还包括一个用于检测部分所述光传输信号强度的光电检测器，由光电检测器检测的部分所述光传输信号的强度用于所述反馈控制系统和自动电源控制系统。
17.根据权利要求13所述的光通信装置，其中所述反馈控制系统在所述入口表面上，用所述偏移系统产生所述光传输信号位置的摇摆运动，以便在所述摇摆运动期间检测部分所述光传输信号强度的变化，所述摇摆运动具有小于使用所述光传输信号的光通信频带的预定频率，其中，所述反馈控制系统以在摇摆运动期间以检测的强度变化为基础，获得一个所述光传输信号的位置和所述光纤芯中心之间的距离，所述距离用于将所述光传输信号的位置移动到光纤芯的中心。
18.根据权利要求17所述的光通信装置，其中所述自动电源控制系统在预定取样频率上检测部分所述光传输信号的强度，所述预定取样频率低于摇摆运动的所述预定频率。
19.根据权利要求18所述的光通信装置，其中部分所述光传输信号的所述强度在与所述取样频率的一个周期相应的时间期间内，作为部分所述光传输信号的平均强度被检测。
20.一种光通信装置，包括一发射光传输信号的发光器件，该信号由传输数据调制；一具有使所述光传输信号进入的入口表面的光纤；和一个自动电源控制系统，其控制由所述发光器件发射的光的强度，用于以部分所述光传输信号的强度为基础，将光束的强度保持在一个恒定的水平上，其中，在所述光传输信号进入所述光纤的所述入口表面后，部分所述光传输信号的强度由所述自动电源控制系统检测。
21.一种用于在光纤的一入口表面上，将光传输信号移动到光纤芯的中心的方法，包括在所述入口表面上产生所述光传输信号位置的摇摆运动，所述摇摆运动具有小于使用所述光传输信号的光通信频带的预定频率；在所述摇摆运动期间检测部分所述光传输信号的强度变化；和以在摇摆运动期间检测的强度变化为基础，获得所述光传输信号相对于光纤芯中心的位置数据。
全文摘要
本发明提供一种光通信装置，它设有一个发射光传输信号的发光器件，该信号由传输数据调制；一光纤，和一个设在发光器件和光纤之间的偏移系统，以便在光纤的入口表面上移动光传输信号的位置。光通信装置另外还设有反馈控制系统，用于控制偏移系统，以部分光传输信号的强度为基础，使光传输信号的位置移动到光纤芯的中心。
文档编号G02B6/42GK1459642SQ0313673
公开日2003年12月3日 申请日期2003年5月21日 优先权日2002年5月22日
发明者有本昭, 伏见正宽 申请人:宾得株式会社