光學(xué)器件和光組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光學(xué)器件和光組件，光學(xué)器件包括：二維光纖陣列和補(bǔ)償塊；二維光纖陣列的端面被整體斜拋；二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；補(bǔ)償塊設(shè)置在二維光纖陣列和另一光學(xué)器件之間；任意兩束光經(jīng)過二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到補(bǔ)償塊的一端面，經(jīng)過補(bǔ)償塊的另一端面折射后平行射到另一光學(xué)器件的一端面，并且，第一入射光束從二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過補(bǔ)償塊，到達(dá)另一光學(xué)器件的一端面之間的距離λ1與第二入射光束從二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過補(bǔ)償塊，到達(dá)另一光學(xué)器件的一端面之間的距離λ2相等。本發(fā)明提供的光學(xué)器件和光組件工藝簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本較低，便于批量生產(chǎn)。
【專利說明】光學(xué)器件和光組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種光學(xué)器件和光組件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光通信技術(shù)的發(fā)展,在光交換、動(dòng)態(tài)光分插復(fù)用(reconfigurable opticaladd/drop multiplexer,簡(jiǎn)稱ROADM)和在線監(jiān)控等領(lǐng)域,對(duì)大容量高性能光開關(guān)的需求日益增強(qiáng)。但由于目前光開關(guān)中的重要組件二維光纖陣列(Fiber Array，簡(jiǎn)稱FA)的關(guān)鍵參數(shù)回波損耗或回?fù)p(Return Loss，簡(jiǎn)稱RL)—般僅能達(dá)到30dB~40dB，造成系統(tǒng)中噪音偏大，限制了光開關(guān)的應(yīng)用范圍。
[0003]目前，主要通過以下方法提高二維FA的RL。平拋FA端面，在FA與待組合元器件(如光學(xué)玻璃)之間填充與光纖折射率一致的匹配液。采用這種方法設(shè)計(jì)的二維FA的RL可以達(dá)到60dB以上。但是，很難獲得折射率與光纖的折射率完全匹配的材料；并且，將匹配液有效封裝在兩者之間的難度極高，成本高，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供一種光學(xué)器件和光組件，用于提高二維FA的RL同時(shí)降低工藝難度和生產(chǎn)成本。
[0005]第一方面 ，本發(fā)明提供的一種光學(xué)器件包括:二維光纖陣列和補(bǔ)償塊；
[0006]所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補(bǔ)償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和另一光學(xué)器件之間；
[0007]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補(bǔ)償塊的一端面，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊的另一端面折射后平行射到所述另一光學(xué)器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光學(xué)器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光學(xué)器件的一端面之間的距離入2相等。
[0008]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光學(xué)器件的一端面之間的距離λ通過λ =Ll+(L2/n)+L3計(jì)算獲得；其中，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補(bǔ)償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補(bǔ)償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補(bǔ)償塊的另一端面入射到所述另一光學(xué)器件的距離，η為所述補(bǔ)償塊的折射率。
[0009]結(jié)合第一方面，或，第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償塊為一種光學(xué)器件，所述補(bǔ)償塊的形狀為楔形。
[0010]結(jié)合第一方面，或，第一方面的第一種和第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。[0011]結(jié)合第一方面，或，第一方面的第一種至第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述二維光纖陣列的端面被整體斜拋8度。
[0012]本發(fā)明提供的光學(xué)器件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與另一光學(xué)器件之間設(shè)置有補(bǔ)償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光學(xué)器件中二維光纖陣列的回?fù)p，回?fù)p可以達(dá)到60dB以上，本發(fā)明提供的光學(xué)器件工藝簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本較低，便于批量生產(chǎn)。
[0013]第二方面，本發(fā)明提供一種光組件，包括:二維光纖陣列、補(bǔ)償塊和光學(xué)器件；
[0014]其中，所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補(bǔ)償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和所述光學(xué)器件之間；
[0015]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補(bǔ)償塊的一端面，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊的另一端面折射后平行射到所述光學(xué)器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述光學(xué)器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述光學(xué)器件的一端面之間的距離λ 2相等。
[0016]結(jié)合第二方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述光學(xué)器件的一端面之間的距離λ通過A=Ll+(L2/n)+L3計(jì)算獲得；其中，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補(bǔ)償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補(bǔ)償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補(bǔ)償塊的另一端面入射到所述光學(xué)器件的距離，η為所述補(bǔ)償塊的折射率。
[0017]結(jié)合第二方面，或者，第二方面的第一種可能實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光學(xué)器件偏轉(zhuǎn)后的中心光軸與所述光學(xué)器件的原中心光軸的有一定的夾角α，所述夾角α的大小與所述補(bǔ)償塊的出射光與所述二維光纖陣列的中心光軸的夾角的大小相同。
[0018]結(jié)合第二方面，或者，第二方面的第一種和第二種可能實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償塊為一種光學(xué)器件，所述補(bǔ)償塊的形狀為楔形。
[0019]結(jié)合第二方面，或者，第二方面的第一種至第三種可能實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。
[0020]本發(fā)明提供的光組件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與光組件中光學(xué)器件之間設(shè)置有補(bǔ)償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光組件中二維光纖陣列的回?fù)p，回?fù)p可以達(dá)到60dB以上，本發(fā)明提供的光組件工藝簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本較低,便于批量生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的一種光學(xué)器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為計(jì)算λ時(shí)依據(jù)的各參數(shù)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明提供的一種光組件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0024]圖1為本發(fā)明提供的一種光學(xué)器件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的光學(xué)器件包括:二維光纖陣列11和補(bǔ)償塊12。
[0025]二維光纖陣列11的端面被整體斜拋。而不是將每層光纖單獨(dú)拋出角度，因此降低了工藝難度。理論上，端面被斜拋的角度越大，回?fù)p越大，為了同時(shí)兼顧耦合效率，建議將二維光纖陣列11的端面整體斜拋8度。
[0026]二維光纖陣列11的端面被斜拋后，會(huì)減少從二維光纖陣列的端面射出的光束被反射回端面的光束量，從而改善了從二維光纖陣列的端面的出射光束的回?fù)p。但斜拋后各層光纖與另一光學(xué)器件13的光程不一致，導(dǎo)致光學(xué)性能惡化；因此為了有效減少被反射回二維光纖陣列11的光束并保持光學(xué)性能，本實(shí)施例在二維光纖陣列和另一光學(xué)器件13之間增加了補(bǔ)償塊12。另一光學(xué)器件13可以是透鏡或準(zhǔn)則器等。
[0027]二維光纖陣列的端面的出射光射到補(bǔ)償塊的斜面后，被反射回端面的光束進(jìn)一步得到了減少，從而有效改善了二維光纖陣列11的回耗。補(bǔ)償塊采用的光學(xué)玻璃的折射率越高，補(bǔ)償塊的體積越小，補(bǔ)償塊的厚度越薄。補(bǔ)償塊的形狀可以是楔形，進(jìn)一步可以是直角梯形。
[0028]為使二維光纖陣列11的光學(xué)性能不受影響，二維光纖陣列11與補(bǔ)償塊12的位置關(guān)系和補(bǔ)償塊的形狀需滿足以下條件:
[0029]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列11的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補(bǔ)償塊12的一端面，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊12的另一端面折射后平行射到所述另一光學(xué)器件13的一端面。也就是說，二維光纖陣列輸出的光束經(jīng)所述補(bǔ)償塊折射后的中心光線相互平行。 [0030]并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列11的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列11的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊12，到達(dá)所述另一光學(xué)器件13的一端面之間的距離λ 2相等。
[0031]進(jìn)一步，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊12，到達(dá)所述另一光學(xué)器件13的一端面之間的距離λ通過A=Ll+(L2/n)+L3計(jì)算獲得。如圖2所示，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補(bǔ)償塊的一端面的距離山2為所述一條出射光束在所述補(bǔ)償塊內(nèi)穿過的距離，從補(bǔ)償塊的一端面入射到補(bǔ)償塊的另一端面射出之間的距離。L3為所述一條出射光束從所述補(bǔ)償塊的另一端面入射到所述另一光學(xué)器件13的距離，η為所述補(bǔ)償塊的折射率。
[0032]根據(jù)以上條件，結(jié)合補(bǔ)償塊采用的材料，可計(jì)算出補(bǔ)償塊與所述二維光纖陣列的相對(duì)位置L、所述補(bǔ)償塊的上底長度d以及所述補(bǔ)償塊的下底與斜邊的夾角Θ。
[0033]本發(fā)明提供的光學(xué)器件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與另一光學(xué)器件之間設(shè)置有補(bǔ)償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光學(xué)器件中二維光纖陣列的回?fù)p，回?fù)p可以達(dá)到60dB以上，本發(fā)明提供的光學(xué)器件工藝簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本較低，便于批量生產(chǎn)。
[0034]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步改善二維光纖陣列11的回?fù)p，對(duì)斜拋后的二維光纖陣列11的端面進(jìn)行研磨后，在二維光纖陣列11的端面上鍍?cè)鐾改?，減少了從補(bǔ)償塊12反射回到二維光纖陣列11的端面的光束。
[0035]如圖3所示，本發(fā)明還提供一種光組件，包括:二維光纖陣列21、補(bǔ)償塊22和光學(xué)器件23。
[0036] 其中，所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；為了同時(shí)兼顧耦合效率，建議將二維光纖陣列21的端面整體斜拋8度。光學(xué)器件23可以是透鏡或準(zhǔn)則器等
[0037]所述補(bǔ)償塊22設(shè)置在二維光纖陣列21和光學(xué)器件23之間。補(bǔ)償塊采用的光學(xué)玻璃的折射率越高，補(bǔ)償塊的體積越小，補(bǔ)償塊的厚度越薄。補(bǔ)償塊的形狀可以是楔形，進(jìn)一步可以是直角梯形。
[0038]任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列21的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補(bǔ)償塊22的一端面，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊22的另一端面折射后平行射到光學(xué)器件23的一端面。也就是說，二維光纖陣列輸出的光束經(jīng)所述補(bǔ)償塊折射后的中心光線相互平行。
[0039]并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列21的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光器件的一端面之間的距離λ I與第二入射光束從所述二維光纖陣列21的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊22，到達(dá)光學(xué)器件23的一端面之間的距離入2相等。
[0040]進(jìn)一步，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊22，到達(dá)光學(xué)器件23的一端面之間的距離λ通過A=Ll+(L2/n)+L3計(jì)算獲得。如圖2所不，LI為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補(bǔ)償塊的一端面的距離；L2為所述一條出射光束在所述補(bǔ)償塊內(nèi)穿過的距離，從補(bǔ)償塊的一端面入射到補(bǔ)償塊的另一端面射出之間的距離。L3為所述一條出射光束從所述補(bǔ)償塊的另一端面入射到光學(xué)器件23的距離，η為所述補(bǔ)償塊的折射率。
[0041 ] 本發(fā)明提供的光組件中二維光纖陣列的端面被整體斜拋，并且二維光纖陣列與光組件中光學(xué)器件之間設(shè)置有補(bǔ)償塊，減少了被反射回二維光纖陣列的光束，因此，有效改善了光組件中二維光纖陣列的回?fù)p，回?fù)p可以達(dá)到60dB以上，本發(fā)明提供的光組件工藝簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本較低,便于批量生產(chǎn)。
[0042]為了進(jìn)一步改善二維光纖陣列21的回?fù)p，對(duì)斜拋后的二維光纖陣列21的端面進(jìn)行研磨后，在二維光纖陣列21的端面上鍍?cè)鐾改ぃ瑴p少了從補(bǔ)償塊22反射回到二維光纖陣列21的端面的光束。
[0043]補(bǔ)償塊22對(duì)二維光纖陣列11的出射光有偏轉(zhuǎn)作用，為了彌補(bǔ)補(bǔ)償塊22對(duì)二維光纖陣列21的出射光的偏轉(zhuǎn)，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖3所示，需要將光學(xué)器件23的中心光軸進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。光學(xué)器件23偏轉(zhuǎn)后的中心光軸與光學(xué)器件23的原中心光軸的夾角α，夾角α的大小與所述補(bǔ)償塊22的出射光與所述二維光纖陣列21的中心光軸的夾角的大小相同。
[0044]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)器件，其特征在于，包括:二維光纖陣列和補(bǔ)償塊； 所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補(bǔ)償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和另一光學(xué)器件之間； 任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補(bǔ)償塊的一端面，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊的另一端面折射后平行射到所述另一光學(xué)器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光學(xué)器件的一端面之間的距離λ1與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光學(xué)器件的一端面之間的距離λ 2相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于，任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述另一光學(xué)器件的一端面之間的距離λ通過λ = Ll+(L2/n)+L3計(jì)算獲得；其中，L1為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補(bǔ)償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補(bǔ)償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補(bǔ)償塊的另一端面入射到所述另一光學(xué)器件的距離，n為所述補(bǔ)償塊的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述補(bǔ)償塊為一種光學(xué)器件，所述補(bǔ)償塊的形狀為楔形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述二維光纖陣列的端面被整體斜拋8度。
6.一種光組件，其特征在于，包括:二維光纖陣列、補(bǔ)償塊和光學(xué)器件； 其中，所述二維光纖陣列的一端面被整體斜拋；所述補(bǔ)償塊設(shè)置在所述二維光纖陣列和所述光學(xué)器件之間； 任意兩束光經(jīng)過所述二維光纖陣列的被斜拋后的一端面射出的光相互平行入射到所述補(bǔ)償塊的一端面，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊的另一端面折射后平行射到所述光學(xué)器件的一端面，并且，第一入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述光學(xué)器件的一端面之間的距離λ1與第二入射光束從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述光學(xué)器件的一端面之間的距離λ 2相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光組件,其特征在于,任意一束光從所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面射出，經(jīng)過所述補(bǔ)償塊，到達(dá)所述光學(xué)器件的一端面之間的距離λ通過λ =Ll+(L2/n)+L3計(jì)算獲得；其中，L1為所述二維光纖陣列的被斜拋的一端面的任意一條出射光束從所述被斜拋的一端面入射到所述補(bǔ)償塊的一端面的距離，L2為所述一條出射光束在所述補(bǔ)償塊內(nèi)穿過的距離，L3為所述一條出射光束從所述補(bǔ)償塊的另一端面入射到所述光學(xué)器件的距離，n為所述補(bǔ)償塊的折射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光組件,其特征在于,所述光學(xué)器件偏轉(zhuǎn)后的中心光軸與所述光學(xué)器件的原中心光軸的有一定的夾角α，所述夾角α的大小與所述補(bǔ)償塊的出射光與所述二維光纖陣列的中心光軸的夾角的大小相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光組件，其特征在于，所述補(bǔ)償塊為一種光學(xué)器件，所述補(bǔ)償塊的形狀為楔形。
10.根據(jù)權(quán)利 要求8所述的光組件，其特征在于，所述二維光纖陣列的端面鍍有增透膜。
【文檔編號(hào)】G02B6/35GK103901548SQ201210584458
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】劉西社, 王世軍, 劉和元, 肖志勇 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司