CN1316669A - 光学部件上的提升定位的光分流 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于为多个光学组件提供发自一个激光源的单独激光信号的装置和方法。该装置和方法为第一光学组件提供一个支座，这使得一个激光源发出的一部分激光信号能被第一光学组件接收。剩余的激光信号在第一光学组件外传输且被第二光学组件接收。无需使用光束分离器就可构成最终的单独信号。

Description

光学部件上的提升定位的光分流

本发明一般涉及激光系统，更具体地，涉及为多个激光组件提供来自单个激光源的激光，而无需使用光束分离器的一种装置和方法。

激光信号已越来越被用作传输数据和话音信号的通信链。但必须经常监视这些激光信号以确保照射光的强度合适以及维持适当的波长。光检测器和像校准器组件那样的其它光学组件可用于监视来自激光源背面的激光，以确定从激光源正面辐射的信号的强度和波长。这些个组件都需要一个未改变的激光信号，典型地，这种不变的激光信号需利用一个光束分离器分离原始激光束而得到。如图1所示，第一光学组件106与第二光学组件202物理分隔开。如图2所示，第一和第二光学组件106和202用于监视来自光源102背面190的激光。然而由于第一和第二光学组件106和202均要求一个独立且未改变的激光信号，因此使用光束分离器104来产生激光信号114和116。此外，在第二光学组件202之前可放置使通过的光信号本质上不改变的组件，如准直透镜(准直光信号但不改变其特性)，或校准器组件。使用光束分离器将增加成本、制造时间，而且将给系统添加一个容易发生故障的组件。

本发明提供了一种装置和方法，用于发送始发于一个激光源的激光信号到距离激光源不同距离的多个光学组件。

利用一个标准光学部件(“OSA”)，通常粘合在一个蚀刻反射腔上的第一光学组件被一个支座提升到OSA衬底表面之上。该激光信号的一部分被第一光学组件接收。在第一光学组件之下通过的该激光的剩余部分通过一个透镜被准直且被传送到第二光学组件。因此，第二光学组件可接收该激光的剩余部分而无需使用光束分离器。

本发明无需使用光束分离器。本发明还提供从单个激光源获得多个激光路径的一种结构紧凑的技术解决方案。

通过下面参考附图提供的对本发明优选实施例的详细描述，本发明的前述和其它优点和特征将变得更为清晰，其中：

图1为应用光束分离器的一种光学部件的侧视图；

图2为应用光束分离器的一种光学部件的侧视图，图中还示意了激光路径；

图3为根据本发明的一个实施例实现提升第一光学组件的一种光学部件的侧视图；

图4为根据支座的第一个实施例，存在于图3支座顶部的第一光学组件的正面图；

图5为根据支座的第二个实施例，存在于图3支座顶部的第一光学组件的正面图；

图6为图3的光学部件的侧视图与激光路径；

图7为根据本发明的第二个实施例实现提升第一光学组件的一种光学部件的侧视图；

图8为图7的光学部件的侧视图与激光路径；

图9为图8的光学部件附加一个光学组件和支座的侧视图；

图10为根据本发明的第三个实施例实现降低第一光学组件和提升第三光学组件的一种光学部件的侧视图；

图11为图10的光学部件的侧视图与激光路径。

现在参考附图，附图中同一辅助标记指示相同元件，图3示出了一个系统300用于为第一和第二光学组件106和202提供来自单个激光源102的激光。系统300包括两个衬底302和304。第一衬底302包括单个激光源102、第一光学组件106、反射器306、准直仪透镜110和校准器组件112。第一光学组件106在本实施例中为光检测器，但也可为任何类型的光学组件。第二衬底304包括固定于其上侧320的第二光学组件202。光检测器106被定位器308提升到第一衬底302的顶面322上。定位器308无论如何不应阻碍、弯曲或修改从单个激光源102发出的激光信号326。在图3的实施例中定位器为支座308。支座308可由陶瓷材料、外层包裹金属化的陶瓷、玻璃、或结合有透镜的玻璃构成。形成导线的包裹金属化的陶瓷为支座308的优选结构，因为来自光检测器的当前输出可传输到衬底面322用于分析激光强度，而无需使用任何附加的导电材料或接口。

图4示意了由像陶瓷那样的非透明材料构成的支座308，在此支座308可能具有两条或更多条腿402来提升第一光检测器到第一衬底的顶面322之上。图4的支座308固定于蚀刻腔108内或其外侧的第一衬底302。

图5示意了支座308的另一实施例，在此支座由像玻璃那样能透过激光的材料构成。在这个实施例中，支座308如图5所示完全支撑光检测器106的所有表面区域。另外，例如准直透镜502的透镜可结合到该透明的支座308中。

在图6所描绘的操作中，单个激光源102发射一个激光信号310，它经过第一衬底302传播并部分照射到一个包含反射器306的蚀刻腔108。反射器306与之成一角度，这样照射到蚀刻腔108的部分原始激光就向上反射以聚焦到光检测器106。该角度最好为45度，这样提供的信号反射很强而散逸最小。光检测器106测量激光信号312的强度，并发送一个表示激光源102背面326的激光强度的信号到衬底面322。这个信号用于确定激光源102正面324的激光强度。例如，如果从激光源102背面326发出的光占总信号的5％，而其中20％被光检测器106吸收，那么测量的结果强度根据来自光检测器106的当前输出乘以95，就产生了激光源102正面324的激光强度。(这个例子假定20％的背面激光326中的100％、总信号的1％射中光检测器106。因此，由于测量的强度为总信号的1％，那么正面324的激光强度为所测强度的95倍。)

原始激光信号326的剩余部分314以其原有方向继续传播，并被准直透镜110接收。准直透镜110准直它接收的该原始激光信号326的314部分，并将经准直的信号316传送到校准器组件112。校准器组件112通过确定使用哪个波长来辅助系统300，并利用常规控制技术控制系统300维持信号间的波长间隔。在应用密集波分复用(DWDM)的现代激光系统中，校准器组件112尤为重要。校准器组件112端产生的信号318被传送到存在于第二衬底304上的第二光学组件202。如果使用的是玻璃支座308，见图5，那么在此可结合准直透镜110，在这种情况下可从第一衬底302中省去分立的准直透镜110。然而不包含导电材料的任何支座308最好包含从光检测器106到第一衬底面302的一根或多根导线。图4示出了一种这样的导线404。一根或多根导线404将传送信号从光检测器106到第一衬底面322，用于分析来推导出激光源102正面324的信号强度。在这个例子中，302和304为不同衬底，但也可为相同衬底。

在图7和图8所示的另一个实施例中，本发明可利用提升第一光学组件706实现而无需使用反射器。在这种情况下，第一光学组件706在其底面有一个光输入端718用于接收激光信号704的708部分，而无需弯曲或反射原始激光信号704。激光信号704的另一部分710以类似于图6所示的激光信号314的方式传送。

在图10和11所示的再一个实施例中，本发明可利用降低第一光学组件1006来实现而无需使用反射器。在这种情况下，定位器1024可为驻留第一光学组件1006的空腔1024。在这个实施例中，第一光学组件1006的顶面有个光输入端1020，以接收激光信号1122的1102部分，而无需弯曲或反射原始激光信号1122。激光信号1122的另一部分1104以类似于图6的激光信号314的方式传送。

本发明也可利用用来形成定位器的各种材料实现。另外，通过以每个光学组件连续降低高度的形式应用多个定位器，可使用两个以上的光学组件。这种情况在图9中示意，其中三个光学组件706、202和904均接收一部分原始激光704。这之中伴随着利用支座308和902定位每个相应光学组件707、202、904到不同高度，在此第一光学设备706被支座308提升到衬底顶面920上。第二光学组件202也被低于支座308的支座902提升到衬底顶面922上。第三光学组件904置于衬底924上。由于光学组件706、202、904处于不同高度，因此每个组件可接收一部分原始激光704。此外，也可组合降低的光学组件和提升的光学组件。该配置在图11示意，在此第一光学组件1006被空腔1024形式的定位器定位于衬底顶面1026以下。第二光学组件202位于衬底304顶面320的更高高度。第三光学组件1012被支座1010形式的定位器提升到衬底306顶面1014上。这种配置也可提供每个光学组件1006、202、1012一部分原始激光1122。

本发明的范围不认为是受所描述和示意的特定结构限制，而仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (38)

1.一种用于为多个光学组件提供一个激光信号的装置，所述装置包括：

用于产生一个激光信号的一个激光源；以及

第一光学组件和第二光学组件，所述第一和第二光学组件布置成从所述激光源同时接收所述激光信号，而无需将所述激光信号通过一个光束分离器。

2.根据权利要求1的装置，还包括一个用于提升所述第一光学组件的支座，该支座使所述第一光学组件能接收至少一部分所述激光信号，以及使所述激光信号的至少另一部分在所述第一光学组件下通过。

3.根据权利要求1的装置，还包括用于所述第一光学组件的一个空腔，该空腔使所述第一光学组件能接收至少一部分所述激光信号，以及使所述激光信号的至少另一部分在所述第一光学组件上通过。

4.根据权利要求1的装置，还包括空腔中的一个反射器，它反射在所述第一光学组件之下通过的至少一部分所述激光信号到所述第一光学组件。

5.根据权利要求1的装置，其中所述第一光学组件包括一个第一光检测器。

6.根据权利要求1的装置，其中所述第二光学组件包括一个第二光检测器。

7.根据权利要求2或3的装置，还包括一个校准器组件，用于监视所述激光信号的所述至少另一部分的波长。

8.根据权利要求2或3的装置，还包括一个准直透镜，用于接收通过所述第一光学组件的所述激光信号的所述至少另一部分。

9.根据权利要求8的装置，还包括一个校准器组件，用于接收被所述准直透镜准直的激光信号。

10.根据权利要求2的装置，其中所述支座包含陶瓷材料。

11.根据权利要求10的装置，其中所述支座还包括所述陶瓷材料上的外部金属化层。

12.根据权利要求2的装置，其中所述支座由能使所述至少另一部分激光通过的透明材料构成。

13.根据权利要求12的装置，其中所述透明材料包括玻璃。

14.根据权利要求13的装置，其中所述玻璃包括一个透镜。

15.根据权利要求10的装置，还包括连接所述第一光学组件的导线。

16.根据权利要求1的装置，还包括一个凹槽腔，它包含一个反射器位于所述第一光学组件下。

17.根据权利要求1的装置，还包括一个定位器，使所述第一光学组件接收至少一部分所述激光信号，以及使所述第二光学组件接收至少另一部分所述激光信号，在此所述激光信号为单个激光束。

18.根据权利要求1的装置，还包括一个定位器，以便所述第一和/或所述第二光学组件能直接接收一部分所述激光源。

19.根据权利要求4的装置，还包括一个定位器，以便所述第一或所述第二光学组件能从所述反射器反射的所述激光信号接收一个未被阻隔的反射信号。

20.一种用于为多个光学接收组件提供一个光信号的装置，所述装置包括：

用于产生一个光信号的一个光源；

第一光接收组件和第二光接收组件，所述第一和第二光接收组件布置成从所述光源同时接收所述光信号，而无需将所述光信号通过一个光束分离器。

21.根据权利要求20的装置，还包括一个用于提升所述第一光接收组件的支座，它使所述第一光接收组件能接收至少一部分所述光信号，以及使所述光信号的至少另一部分在所述第一光接收组件之下通过。

22.根据权利要求20的装置，还包括一个用于所述第一光接收组件的空腔，它使所述第一光接收组件能接收至少一部分所述光信号，以及使至少另一部分所述光信号在所述第一光接收组件上通过。

23.根据权利要求20的装置，其中所述第一光接收组件包括一个输出端，用于输出一个描绘接收的光信号强度的信号。

24.根据权利要求21或22的装置，还包括一个接收所述至少另一部分所述光信号的校准器组件。

25.根据权利要求20的装置，其中所述光信号从所述光源的背面提供。

26.根据权利要求20的装置，还包括用于所述第一光接收组件的第一定位器，用来支撑所述第一光接收组件到能使所述第一光接收组件接收至少一部分所述光信号的位置。

27.根据权利要求26的装置，还包括用于所述第二光接收组件的第二定位器，用来支撑所述第二光接收组件到能使所述第二光接收组件接收至少一另部分所述光信号的位置。

28.一种用于为多个光学组件提供一个激光信号的方法，所述方法包括：

从一个激光源发射一个激光信号；

在第一光学组件接收至少一部分所述激光信号；以及

在第二光学组件接收所述激光信号的至少另一部分，所述发射的激光信号被所述第一和第二光学组件接收，而无需通过一个光束分离器。

29.根据权利要求28的方法，还包括在发射所述激光信号步骤之后，向上反射所述至少一部分所述激光信号到所述第一光学组件。

30.根据权利要求28的方法，其中所述激光信号被所述第一和/或第二光学组件直接从所述激光源接收。

31.根据权利要求28的方法，其中所述至少另一部分所述激光信号在到达所述第二光学组件之前通过一个准直透镜。

32.根据权利要求28的方法，其中所述至少另一部分所述激光信号在到达所述第二光学组件之前通过一个校准器组件。

33.根据权利要求28的方法，还包括监视从所述激光源提供的所述至少另一部分所述激光信号的波长。

34.根据权利要求28的方法，其中所述第一光学组件检测所述至少一部分所述激光信号的强度。

35.根据权利要求34的方法，还包括根据接收自所述第一光学组件的输出，控制从所述激光源提供的至少一部分所述激光信号的强度。

36.根据权利要求28的方法，其中至少一部分所述激光信号由所述第一光学组件接收，而至少另一部分所述激光信号由所述第二激光组件接收，并且在此所述至少一部分所述激光信号和所述至少另一部分所述激光信号都是从单一的激光信号发出的。

37.一种用于为多个检测器提供一个激光信号的方法，所述方法包括：

从一个激光源发射一个激光信号；

在第一光检测器直接接收至少一部分所述激光信号；以及

将通过一个定位器的至少另一部分所述激光信号传送到第二光学检测器。

38.根据权利要求37的方法，其中所述激光信号是从所述激光源的背面发送的。

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