專利名稱：離軸式波長分割多工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波長分割多工器(wavelength division multiplexer；簡稱WDM)，特別是指一種離軸式(off-axis)波長分割多工器。
背景技術(shù)：
在網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)日益普及和高傳輸容量快速成長下，利用光纖(optical fiber)通訊架構(gòu)所構(gòu)成的WDM系統(tǒng)已成為數(shù)字時代不可或缺的必備工具。為了因應(yīng)未來光纖到家(fiber-to-the-home；簡稱FTTH)所使用的波分復用(WDM-PON)，則符合于戶外使用的多埠(multi-channel)型波長分割多工器必須具備體積小、插入損耗(insertion loss)低且安裝容易等條件。
參閱圖1，一種現(xiàn)有波長分割多工器1，包含復數(shù)沿一方向X相鄰地排列的傳輸單元10，借前述傳輸單元10及該方向X對該波長分割多工器1界定出一起始側(cè)101及一相反于該起始側(cè)101的終止側(cè)102。每一傳輸單元10沿一垂直于該方向X的軸向X’依序地設(shè)置有一雙光纖導管11、一第一折射率漸變透鏡(gradient index lens；簡稱GRINlens)12、一濾波片13、一第二折射率漸變透鏡14及一單光纖導管15。
每一雙光纖導管11具有一沿該軸向X’設(shè)置的管本體110、一連接該管本體110的輸入光纖111及一連接該管本體110的輸出光纖112。此外，每一雙光纖導管11的輸出光纖112與其相鄰的雙光纖導管11的輸入光纖111相互融接。
借此，一多波段(multi-channel)光束(亦即，具有一λ1、一λ2、一λ3、一λ4的光束)自設(shè)置于該起始側(cè)101的傳輸單元10的輸入光纖111沿著其軸向X’于其第一折射率漸變透鏡12行進，并借前述傳輸單元10的濾波片13、輸入光纖111及輸出光纖112依序地被傳遞至設(shè)置于該終止側(cè)102的傳輸單元10，進而將該多波段光束分別過濾成復數(shù)不同頻率范圍的單波段(single-channel)光束(亦即，該傳輸單元10分別輸出只具有該λ1、該λ2、該λ3及該λ4的單波段光束)，并分別沿著其向X’自前述單光纖導管15被傳離前述傳輸單元10以形成一分光作用，其中，該λ4是由設(shè)置于該終止側(cè)102的傳輸單元10的輸出光纖112被傳遞出去。
此種由復數(shù)傳輸單元10所構(gòu)成的波長分割多工器1，需融接每一相鄰的輸入光纖111及輸出光纖112，由于兩條光纖在本質(zhì)因素、外在因素及系統(tǒng)因素不易控制的情況下容易產(chǎn)生插入損耗(insertion loss)大等問題，此外，融接每一相鄰的輸入光纖111及輸出光纖112，亦使得該波長分割多工器1的整體體積過大。
參閱圖2、圖3及圖4，一種現(xiàn)有Z字形波長分割多工器(zigzag wavelength divisionmultiplexer)2，包含一中間塊(intermediate block)21、一輸入裝置22及復數(shù)輸出裝置23。
該中間塊21是一實心且透明的基板，并具有一第一側(cè)邊211及一相反于該第一側(cè)邊211的第二側(cè)邊212。
該輸入裝置22是設(shè)置在該中間塊21的第一側(cè)邊211上，且是由一套管221及一設(shè)置在該套管221內(nèi)的光學準直器(optical collimator)222所構(gòu)成。該輸入裝置22的套管221的一中心軸線Y與該第一側(cè)邊211兩者之間，是呈一θ角的夾角關(guān)系，其中，該θ角是介于75度至90度之間。
前述輸出裝置23是分別相間隔地設(shè)置在該第一及第二側(cè)邊211、212上。每一輸出裝置23具有一套管231、一局部地設(shè)置在該套管231內(nèi)且由一折射率漸變透鏡232及一單光纖導管233所構(gòu)成的光學準直器，及一濾波片(filter)234。該套管231具有一連接于該第二側(cè)邊212的第一端部235及一相反于該第一端部235的第二端部236。該濾波片234及該折射率漸變透鏡232是分別設(shè)置于該套管231內(nèi)，且分別位于該套管231的第一端部235及第二端部236。該單光纖導管233是鄰接于該折射率漸變透鏡232的一端，并使該折射率漸變透鏡232介于該濾波片234及該單光纖導管233之間。
其中，該多波段光束自該輸入裝置22沿著該光學準直器222的一光軸(optical axis；亦即該中心軸線Y)行進，并借前述濾波片234呈一Z字形路徑依序地被傳遞至前述輸出裝置23，進而將該多波段光束分別過濾成不同波段的單波段光束，并分別沿著前述折射率漸變透鏡232的一光軸Y’被傳離前述輸出裝置23以形成一分光作用。
由于該Z字形波長分割多工器2的光學準直器222需與該中間塊21的第一側(cè)邊211夾該θ角，才可達恰當?shù)拇┩讣胺瓷涞男Ч?，而其折射率漸變透鏡232的使用數(shù)量將依照光學設(shè)計的需求而增加，且前述輸出裝置23的光學準直器是采用穿透模式以構(gòu)成Z字形的傳輸路徑，因此，前述輸出裝置23的光學準直器無法相互緊靠而造成使用空間大的問題，此外，前述Z字形的傳輸路徑亦使得前述輸出裝置23必須是分別形成在該中間塊21的第一及第二側(cè)邊211、212，因此另有組裝不易的缺點。
由上所述，如何構(gòu)成一體積小、組裝簡便且光功率損耗低的波長分割多工器，是當前開發(fā)波長分割多工器相關(guān)業(yè)者所需克服的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種離軸式波長分割多工器，并且是一種體積小、組裝簡便且光功率損耗低的離軸式波長分割多工器。
本發(fā)明一種離軸式波長分割多工器，包含一界定出一容置空間的殼體、一反射單元、一輸入單元及復數(shù)輸出單元。
該殼體具有一第一側(cè)部、一相反于該第一側(cè)部的第二側(cè)部及兩連接該第一及第二側(cè)部的第三側(cè)部。
該反射單元設(shè)置于該殼體的第一側(cè)部。
該輸入單元設(shè)置于該殼體的其中一第三側(cè)部并具有一外管、一設(shè)置于該外管內(nèi)且相對該反射單元靠近該殼體的第二側(cè)部的離軸式套管、一設(shè)置于該離軸式套管內(nèi)的光纖，及一設(shè)置于該外管內(nèi)并介于該離軸式套管及該反射單元之間的折射率漸變透鏡。該輸入單元的光纖具有一連接該離軸式套管的第一端部及一穿置出該殼體的第二側(cè)部的第二端部。該輸入單元的折射率漸變透鏡具有一相鄰于該離軸式套管的輸入面及一朝向該反射單元的輸出面。
前述輸出單元分別由該輸入單元向另一第三側(cè)部的方向排列且相互鄰設(shè)于該容置空間內(nèi)。每一輸出單元具有一外管、一設(shè)置于該外管內(nèi)且相對該反射單元靠近該殼體的第二側(cè)部的離軸式套管、一設(shè)置于該離軸式套管內(nèi)的光纖、一設(shè)置于該外管內(nèi)并介于該離軸式套管及該反射單元之間的折射率漸變透鏡，及一置于該折射率漸變透鏡與該反射單元之間的濾波元件。每一輸出單元的光纖具有一連接該離軸式套管的第一端部及一穿置出該殼體的第二側(cè)部的第二端部。每一輸出單元的折射率漸變透鏡具有一朝向該反射單元的輸入面及一相鄰于該離軸式套管的輸出面。每一濾波元件對一對應(yīng)的單波段呈一穿透性，且對其余波段呈一反射性。
借此，一多波段光束可于該輸入單元的光纖中行進，經(jīng)該反射單元及前述輸出單元呈一Z字形路徑依序地被傳遞至前述輸出單元，進而將該多波段光束分別過濾成復數(shù)不同的單波段光束，并分別地被傳離出前述輸出單元。所以具有節(jié)省空間、安裝簡便及光功率損耗低的優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明圖1是一示意圖，說明現(xiàn)有一種波長分割多工器。
圖2是一俯視示意圖，說明另一種現(xiàn)有的Z字形波長分割多工器圖。
圖3是一局部剖面示意圖，說明該Z字形波長分割多工器的一輸入裝置的細部結(jié)構(gòu)。
圖4是一局部剖面示意圖，說明該Z字形波長分割多工器的一輸出裝置的細部結(jié)構(gòu)。
圖5是一剖視示意圖，說明本發(fā)明離軸式波長分割多工器的一第一較佳實施例。
圖6是一剖視示意圖，說明本發(fā)明離軸式波長分割多工器的一第二較佳實施例。
具體實施例方式
參閱圖5，本發(fā)明離軸式波長分割多工器的一第一較佳實施例，包含一界定出一容置空間30的殼體3、一反射單元4、一輸入單元5及復數(shù)輸出單元6。
該殼體3具有一第一側(cè)部31、一相反于該第一側(cè)部31的第二側(cè)部32及兩連接該第一及第二側(cè)部31、32的第三側(cè)部33。
該反射單元4設(shè)置于該殼體3的第一側(cè)部31。在該第一較佳實施例中，該反射單元4是一反射鏡。
該輸入單元5設(shè)置于該殼體3的其中一第三側(cè)部33并具有一外管51、一離軸式套管52、一光纖53及一折射率漸變透鏡54。
該離軸式套管52設(shè)置于該外管51內(nèi)且相對該反射單元4靠近該殼體3的第二側(cè)部32。該光纖53設(shè)置于該離軸式套管52內(nèi)并具有一連接該離軸式套管52的第一端部531，及一穿置出該殼體3的第二側(cè)部32的第二端部532。該折射率漸變透鏡54設(shè)置于該外管51內(nèi)并介于該離軸式套管52及該反射單元4之間，且該折射率漸變透鏡54具有一相鄰于該離軸式套管52的輸入面541及一朝向該反射單元4的輸出面542。
一般而言，當一光線越遠離一折射率漸變透鏡的一光軸入射時，其所造成的出射角度越大。因此，本發(fā)明是利用折射率漸變透鏡在不同的入射位置會構(gòu)成不同出射角度的特性來控制光線入射于濾波元件中的入射角度。由前所述，本發(fā)明的該輸入單元5使一光線沿著偏離該折射率漸變透鏡54的一光軸被引導進入該折射率漸變透鏡54中，則該光線可自行預(yù)先地產(chǎn)生偏折并入射該反射單元4以產(chǎn)生全反射的作用。
前述輸出單元6分別由該輸入單元5向另一第三側(cè)部33的方向(亦即，沿一L方向)排列，且相互鄰設(shè)于該容置空間30內(nèi)。每一輸出單元6具有一外管61、一離軸式套管62、一光纖63、一折射率漸變透鏡64及一濾波元件。
每一輸出單元6的離軸式套管62設(shè)置于該外管61內(nèi)且相對該反射單元4靠近該殼體3的第二側(cè)部32。
每一輸出單元6的光纖63設(shè)置于該離軸式套管62內(nèi)并具有一連接該離軸式套管62的第一端部631及一穿置出該殼體3的第二側(cè)部32的第二端部632。
每一輸出單元6的折射率漸變透鏡64設(shè)置于該外管61內(nèi)并介于該離軸式套管62及該反射單元4之間，且具有一朝向該反射單元4的輸入面641及一相鄰于該離軸式套管62的輸出面642。
在該第一較佳實施例中，每一輸出單元6的濾波元件是一濾波片65，且每一外管61具有一嵌置該濾波元件的環(huán)座611，其中，該環(huán)座611是環(huán)設(shè)于該外管61內(nèi)，且與其折射率漸變透鏡64的輸入面641相間隔設(shè)置。
每一濾波元件對一對應(yīng)的單波段呈一穿透性，且對其余波段呈一反射性。借此，一多波段光束(亦即，具有一λ1’、一λ2’、一λ3’、—λ4’、一λ5’的光束)可于該輸入單元5的光纖53中行進，由該折射率漸變透鏡54的輸入面541偏離其光軸且自行地偏折一預(yù)定夾角行經(jīng)該輸出面542，以該預(yù)定夾角入射于該反射單元4并經(jīng)反射后以該預(yù)定夾角被傳遞至前述輸出單元6的濾波片65，使該多波段光束呈一Z字形路徑依序地被傳遞至前述輸出單元6，進而將該多波段光束分別過濾成復數(shù)不同的單波段光束，并分別地由前述折射率漸變透鏡64的輸入面641偏離其光軸地行經(jīng)前述輸出面642被傳離出前述輸出單元6。
參閱圖6，本發(fā)明離軸式波長分割多工器的一第二較佳實施例，大致上是與該第一較佳實施例相同。其不同處在于，每一輸出單元6的濾波元件是一形成在其折射率漸變透鏡64的輸入面641上的濾波鍍膜65’，并省略環(huán)設(shè)于該外管61內(nèi)部的環(huán)座611。
與該現(xiàn)有Z字形波長分割多工器2相比較，該多波段的一次光光束在此種離軸式的波長分割多工器中行進，可借由該輸入單元5的折射率漸變透鏡54直接地產(chǎn)生角度的偏折，致使行進于該輸入單元5內(nèi)的多波段的一次光光束可自行地與該反射單元4夾該預(yù)定角度入射該反射單元4以達成恰當?shù)姆瓷渥饔?，然而，后續(xù)進入前述輸出單元6的濾波元件的光束亦如前所述，因此，前述的輸入及輸出單元5、6可平行地相互緊靠在一起，進而達到縮小體積且節(jié)省空間的特點，此外，此種反射式的設(shè)計亦使得前述光纖53、63的輸入及輸出可設(shè)置在同一邊(亦即，該殼體3的第二側(cè)部32)，因此，組件安裝亦較為簡便。
再者，與該現(xiàn)有波長分割多工器1相比較，亦不會產(chǎn)生因融接每一相鄰的輸入光纖111及輸出112所構(gòu)成的插入損耗的問題。
歸納上述，本發(fā)明的離軸式波長分割多工器具有體積小、節(jié)省使用空間、安裝簡便及插入損耗低等特點，所以確實能達到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種離軸式波長分割多工器，其特征在于其包含一界定出一容置空間的殼體，具有一第一側(cè)部、一相反于該第一側(cè)部的第二側(cè)部及兩連接該第一及第二側(cè)部的第三側(cè)部；一設(shè)置于該殼體的第一側(cè)部的反射單元；一輸入單元，設(shè)置于該殼體的其中一第三側(cè)部并具有一外管、一設(shè)置于該外管內(nèi)且相對該反射單元靠近該殼體的第二側(cè)部的離軸式套管、一設(shè)置于該離軸式套管內(nèi)的光纖，及一設(shè)置于該外管內(nèi)并介于該離軸式套管及該反射單元之間的折射率漸變透鏡，該輸入單元的光纖具有一連接該離軸式套管的第一端部及一穿置出該殼體的第二側(cè)部的第二端部，該折射率漸變透鏡具有一相鄰于該離軸式套管的輸入面及一朝向該反射單元的輸出面；及復數(shù)輸出單元，分別由該輸入單元向另一第三側(cè)部的方向排列且相互鄰設(shè)于該容置空間內(nèi)，每一輸出單元具有一外管、一設(shè)置于該外管內(nèi)且相對該反射單元靠近該殼體的第二側(cè)部的離軸式套管、一設(shè)置于該離軸式套管內(nèi)的光纖、一設(shè)置于該外管內(nèi)并介于該離軸式套管及該反射單元之間的折射率漸變透鏡，及一置于該折射率漸變透鏡與該反射單元之間的濾波元件，每一輸出單元的光纖具有一連接該離軸式套管的第一端部及一穿置出該殼體的第二側(cè)部的第二端部，每一折射率漸變透鏡具有一朝向該反射單元的輸入面及一相鄰于該離軸式套管的輸出面，每一濾波元件對一對應(yīng)的單波段呈一穿透性，且對其余波段呈一反射性。
2.如權(quán)利要求1所述的離軸式波長分割多工器，其特征在于每一輸出單元的濾波元件是一濾波片，每一輸出單元的外管具有一嵌置該濾波元件的環(huán)座，該環(huán)座是環(huán)設(shè)于該外管內(nèi)且與其折射率漸變透鏡的輸入面相間隔設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的離軸式波長分割多工器，其特征在于每一輸出單元的濾波元件是一形成在其折射率漸變透鏡的輸入面上的濾波鍍膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離軸式波長分割多工器，包含一界定出一容置空間并具有一第一側(cè)部、一相反于第一側(cè)部的第二側(cè)部及兩連接第一及第二側(cè)部的第三側(cè)部的殼體、一設(shè)置于第一側(cè)部的反射單元、一設(shè)置于其中一第三側(cè)部的離軸式的輸入單元，及復數(shù)分別由輸入單元向另一第三側(cè)部方向相互鄰設(shè)地排列于容置空間內(nèi)且相對反射單元遠離第一側(cè)部的離軸式的輸出單元。
文檔編號H04J14/02GK1870485SQ200510071900
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者孫嘉澤 申請人:亞洲光學股份有限公司