本发明涉及光纤无源器件，具体涉及一种光纤无源器件及其各部件连接方法。
背景技术：
光纤通信技术是以光波为信号载体，以光导玻璃纤维为传输媒质的一种通信方式，在现代通信网中起着举足轻重的作用。光纤与以往的铜导线相比，具有损耗低、频带宽、无电磁感应等传输特点，因此，人们希望将光纤作为灵活性强且经济的优质传输介质，广泛地应用于数字传输方式和图像通信方式中。这两种通信方式在今后电话业务的发展中是不可缺少的。光纤通信具有一系列优异的特性，因此，光纤通信技术在80年代初投入商用以来发展速度之快，应用面之广是通信史上罕见的。可以说这种新兴技术，是世界新技术革命的重要标志，又是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。
光纤无源器件光纤通讯网络中必不可少的重要器件，也是一种不必借助外部的任何光或电的能量，由自身能够完成某种光学功能的光纤器件。其中，有大量带透镜的光纤无源器件在光纤通讯网络中被使用，如光波分复用器、光纤隔离器、光开关、光衰减器、偏振光复合器、偏振光分离器、光纤环形器、光滤波器、光选择开关、光谐振腔、光交叉波分复用器、微型波分复用模块等等。
目前市场上所有带透镜的光纤无源器件都是使用另外的支撑件，撑住光纤、透镜和光信号处理单元，然后通过连接支撑件的办法而将光纤、透镜、光信号处理单元固定在恰当的相对位置，从而实现这个光纤无源器件的功能。支撑件种类很多，最常用的是玻璃管，各个功能部件要么放在玻璃管中，要么粘在玻璃管端面。支撑件的要求比较高，多数内径公差都要求在5微米以下，这给光纤无源器件带来很高的成本。同时，在这个结构下，光纤、透镜的、光信号处理单元等所有光通过的部件都需要在光的入射面和出射面上镀上抗反射膜。使用抗反射膜的原因是所有的光在通过不同通光介质的交界面时，一定会产生反射现象，造成光能量的损失。能量损失的大小取决于通过的两个介质的折射率差值。典型地，光纤、透镜和玻璃的折射率比较接近于1.5，而空气的折射率是1，这样的折射率差值会产生约4％的反射。光通过一个典型的光纤无源器件最少需要经过十多个不同介质的交界面，如果不把抗反射膜镀在这些交界面上，光通过这些光纤无源器件后只剩下约60％的能量了。另外，反射回去的40％能量会对和光纤无源器件相连接的网络中的激光器产生致命性影响，所以，在目前这种结构中，抗反射膜是必须的，这给光纤无源器件带来了另外的成本。
环境可靠性是指光纤无源器件在工作环境下正常工作的时间长短。每个光纤无源器件企业都必须要通过一系列实验验证产品的环境可靠性高低。评价光无源器件的可靠性是依据光纤无源器件样品的性能在高温、低温、高低温循环、冲击、振动、高温老化、湿度、盐雾等环境条件下的变化状况。根据相关标准要求的各种环境条件下，光无源器件的各项光学技术指标的变化越小，其可靠性越高。由于现在的光无源器件结构复杂导致很难密封，其环境可靠性很差，很难一次性通过行业的环境可靠性标准测试，多数企业都需要增加额外的成本和工序来提高这种结构的环境可靠性。这又带来了更高的成本。
技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题提供一种光纤无源器件及其各部件连接方法，免除光纤无源器件各部件之间的支撑件、无需镀抗反射膜、节省成本的同时提升了环境可靠性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种光纤无源器件，包括光处理单元组和两个分别粘接在所述光处理单元组两侧的光纤准直器，每个所述光纤准直器均包括透镜和光纤尾纤，所述透镜的中心轴线和所述光纤尾纤的中心轴线重合，两个所述光纤尾纤的一端各与一个所述透镜的一端之间充满粘接剂并通过粘接剂粘接，两个所述透镜的另一端分别与所述光处理单元组之间充满粘接剂并通过粘接剂粘接。
本发明的有益效果是：将光纤无源器件的各部件通过粘接剂直接粘接在一起，相当于互相起到支撑作用，省去了支撑部件，节省了成本，省去了抗反射镀膜的同时保证了环境可靠性更高；结构简单，容易组装，从而使得加工用工时少，提升效率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述粘接剂的折射率与透镜折射率相同。
采用上述进一步方案的有益效果是在各个功能部件之间的空间里使用折射率与透镜折射率相同的粘接剂这种介质顶替了折射率为1.0的空气，光就可以在折射率相同的介质中传输，避免使用抗反射膜，同时在不适用抗反射膜的同时也能获得90％以上的通光率。
所述光处理单元组包括多个光处理单元，多个所述光处理单元同轴布置且位于左右两端的光处理单元各与一个光纤准直器粘接，相邻两个光处理单元之间充满粘接剂并通过粘接剂粘接。
采用上述进一步方案的有益效果是多个光处理单元组叠加、增强，形成光处理单元组完善无源器件的功能的同时组装容易，加工用工时少，效率高。
进一步，所述光纤准直器的中心轴线与所述光处理单元组的光路中心线位于同一直线上。
采用上述进一步方案的有益效果是提高精度，确保通过光纤进入光处理单元组的光在光处理单元组内损耗低，保证光处理单元组正常工作。
进一步，所述透镜采用玻璃材质，为球面镜、非球面镜、平面镜、C-透镜或者渐变折射率透镜。
采用上述进一步方案的有益效果是透镜可选范围广，适应性好。
进一步，所述粘接剂为环氧树脂或者硅胶材质。
采用上述进一步方案的有益效果是具有粘性的同时能代替空气作为光的传播介质。
一种光纤无源器件各部件连接方法，包括以下步骤；
S1、调节透镜和光纤尾纤的相对位置使透镜的中心轴线与光纤尾纤的中心轴线重合，再使光纤尾纤和透镜之间充满粘接剂，光纤尾纤发射出的光经粘接剂传导入透镜，并通过粘接剂将光纤尾纤和透镜粘接在一起作为光纤准直器使用；
S2、重复步骤S1，制作两个光纤准直器，先调整一个光纤准直器与光处理单元组的相对位置，保证经光纤准直器处理后的光射进光处理单元组内，再用粘接剂充满光纤准直器和光处理单元组之间进行粘接，光纤准直器发射出的光经粘接剂传导入光处理单元组；
S3、调整另一个光纤准直器的位置使两个光纤准直器同轴且分别位于光处理单元组的两侧，在另一个光纤准直器和光处理单元组之间充满粘接剂进行粘接。
本发明的有益效果是：将光纤无源器件的各部件通过粘接剂直接粘接在一起，相当于互相起到支撑作用，省去了支撑部件，节省了成本，省去了抗反射镀膜的同时保证了环境可靠性更高；结构简单，容易组装，从而使得加工用工时少，提升效率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在步骤S2中，当光处理单元组包括多个光处理单元时，先将多个光处理单元通过粘接剂粘接在一起成为光处理单元组，再将光处理单元
组与两个光纤准直器进行粘接。
采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，生产成本低。
进一步，将多个光处理单元组粘接在一起包括以下步骤；S21、先调整两个光处理单元的相对位置，使两个光处理单元的光路中心线位于同一直线上；S22、再用粘接剂充满调整好位置的光处理单元之间进行粘接，调整粘接完成后的光处理单元与下一个光处理单元的相对位置，使其光路中心线位于同一直线上；S23、再重复步骤S22，直至所有光处理单元粘接成为一个光处理单元组。
采用上述进一步方案的有益效果是组装程序简单可靠，组装效果好。
附图说明
图1为无源器件的各部件连接示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、光纤尾纤，2、粘接剂，3、透镜，4、光处理单元组。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种光纤无源器件，包括光处理单元组4和两个分别粘接在光处理单元组4两侧的光纤准直器，每个光纤准直器均包括透镜3和光纤尾纤1，透镜3的中心轴线和光纤尾纤1的中心轴线重合，两个光纤尾纤1的一端各与一个透镜3的一端之间充满粘接剂2并通过粘接剂2粘接，两个透镜3的另一端分别与光处理单元组4的两侧之间充满粘接剂2并通过粘接剂2粘接。粘接剂2的折射率与透镜3折射率相同。粘接剂2为环氧树脂或者硅胶材质。光处理单元组4包括多个光处理单元，多个光处理单元同轴布置且位于左右两端的光处理单元各与一个光纤准直器粘接，相邻两个光处理单元之间充满粘接剂2并通过粘接剂2粘接。光纤准直器的中心轴线与光处理单元组4的光路中心线位于同一直线上。透镜3采用玻璃材质，为球面镜、非球面镜、平面镜、C-透镜或者渐变折射率透镜。
具体的，根据光纤尾纤1中光纤的数量，将光纤准直器分为单纤准直器及多纤准直器，即可应用在含多根光纤复杂的光纤无源器件上，应用范围更广。
优选的，根据不同结构的光处理单元4，其入光端和出光端的位置有多种，如布置在同一水平线上、呈夹角布置等，在每个入光端和出光端均对应布置有光纤准直器，通过粘接剂2粘接在光损失最低的位置上。
一种光纤无源器件各部件连接方法，包括以下步骤；
S1、调节透镜3和光纤尾纤1的相对位置使透镜3的中心轴线与光纤尾纤1的中心轴线重合，保证光纤尾纤1中光纤的输出端在透镜3的焦平面上，使光损失降低到最小，再使光纤尾纤1和透镜3之间充满粘接剂2，光纤尾纤1发射出的光经粘接剂2传导入透镜3，并通过粘接剂2将光纤尾纤1和透镜3粘接在一起作为光纤准直器使用；
S2、重复步骤S1，制作两个光纤准直器，先调整一个光纤准直器与光处理单元组4的相对位置，保证经光纤准直器处理后的光射进光处理单元组4内，再用粘接剂2充满光纤准直器和光处理单元组4之间进行粘接，光纤准直器发射出的光经粘接剂传导入光处理单元组4；
S3、调整另一个光纤准直器的位置使两个光纤准直器同轴且分别位于光处理单元组4的两侧，使光损失降低到最小，在另一个光纤准直器和光处理单元组4之间充满粘接剂2进行粘接。
在步骤S2中，当光处理单元组4包括多个光处理单元时，先将多个光处理单元通过粘接剂2粘接在一起成为光处理单元组4，再将光处理单元组4与两个光纤准直器进行粘接。将多个光处理单元组4粘接在一起包括以下步骤；S21、先调整两个光处理单元的相对位置，使两个光处理单元的光路中心线位于同一直线上；S22、再用粘接剂2充满调整好位置的光处理单元之间进行粘接，调整粘接完成后的光处理单元与下一个光处理单元的相对位置，使其光路中心线位于同一直线上；S23、再重复步骤S22，直至所有光处理单元粘接成为一个光处理单元组。
从光纤尾纤内的光纤出来的光通过透镜后被扩束成为准直光，然后准直光可以运行较长距离不发散，经过光处理单元组处理后从另外的透镜再次进入另一个光纤尾纤内的光纤。不同的光纤器件可以选用不同的透镜3来获得最好的通光效率，透镜3采用玻璃材质，可为球面镜、非球面镜、平面镜、C-透镜3或者渐变折射率透镜3等等。其中优选的，采用平面的渐变折射率透镜3。粘接剂2折射率与透镜3折射率相同或者近似，通过减小折射率差值避免反射的产生，从而无需额外镀抗反射膜，节省成本。
光处理单元组4有多个，多个光处理单元组4同轴布置且位于左右两端的两个光处理单元组4各与一个光纤准直器粘接，相邻两个光处理单元组4之间充满粘接剂2通过粘接剂2粘接。
优选的，粘接剂可以选取环氧树脂和硅胶类材质的胶水，由于透镜折射率基本上在1.5左右，这些胶水能够满足与透镜3折射率基本相当能代替折射率为1气作为光传播的介质。
实施例1
制作光波分复用器时光处理单元组4选用波分复用滤光片。该滤光片可以把不同波长的光合并到一个光纤里，也可以把同一根光纤里不同的光分开到很多光纤里，这样，我们可以实现在一根光纤上同时传输几十个波长的光，我们可以成数十倍地提高光纤的传输能力。粘接剂2选取折射率约等于1.5的胶水，并且应当具有抗水性和至少三十年的使用寿命，可以使用足够长的时间。
粘接时，外接夹具和位移调节机构，如三轴以及更多自由度的机械手，位移调节机构可以直接购买XYZ微动调节台，再在调节台上设置夹具，如鳄鱼钳、V形块甚至双面胶，只要能够将无源器件的各部件放置在微动调节台上并能通过调节微动调节台来调节各部件的位置即可。
在步骤S1中，分别夹取光纤尾纤1和透镜3，通过调整其上下左右前后的位置，使得光纤尾纤1和透镜3对齐，使在滤光片上的反射光最大程度地回到光纤准直器后，再填充进粘接剂2，等待其粘合固定后，进行步骤S2，如光处理单元组4有多个，在步骤S2中，同样采用外接夹具将滤光片和光纤准直器夹取之后，调整位置对齐，再填充进粘接剂2，等待其粘合固定，再将滤光片一个一个填充粘结剂2进行粘接，如此反复，粘接好全部滤光片后，将剩下的一个光纤准直器与滤光片粘接即可。同时，通过调节外接机械手或者微动调节台来调节光纤无源器件的各部件相对位置，调节好位置后可直接进行粘接，精度高，可达到1微米以及更精确的量级。
其中，光处理单元组4可根据光纤无源器件的功能选取不同的器件，如光波分复用器、光纤隔离器、光开关、光衰减器、偏振光复合器、偏振光分离器、光纤环形器、光滤波器、光选择开关、光谐振腔、光交叉波分复用器、微型波分复用模块等等，即上述滤光片还可替换为旋光片、光隔离器等等一种或几种的组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。