CN1370285A - 光学耦合装置 - Google Patents

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Abstract

光学耦合装置用于将光从一个第一光波导(20)交互耦合到一个第二光波导(30)中。其中一个长度可变部件(26)对两光波导(20,30)相对端面的位置起调整作用。此将两光波导之一(20)固定在一个联接件(24)中的部件(26)通过一个第一支承块(28)与包含另一个光波导(30)的组件相连接。该部件具有一个安装在第二支承块(38,40)上的导向装置(34,36),该导向装置允许该部件(26)基本上仅仅在一个平行于该部件长轴对准的方向延伸。

Description

光学耦合装置
本发明涉及一种将光从一个第一光波导交互耦合到一个第二光波导的光学耦合装置。一种这样的耦合装置例如已被WO-98/13718公知。
这种耦合装置被用于根据相控阵原理的光学滤波器中，该光学滤波器有一个光在其确定几何位置入射的耦合面，该几何位置影响光学滤波器的输出波长。尤其是这种相阵原理光学滤波器用作光学波长多路调制运行(WDM)中的多路调制器或多路解调器，因为它具有一个低插入衰减和一个高串音抑制。该光学滤波器具有多个不同长度曲线行进的光波导作为其基本构件，这些光波导形成一个移相区。在德国专利申请公开说明书DE 4422651.9中描述，一个相阵滤波器的平均波长可以通过耦合用光波导的位置来确定，该耦合光波导将光导入薄层波导(layer waveguide)。以这样的方式，借助耦合光波导或耦合纤维的几何定位就能精确调节光学滤波器的平均波长。由于对此所希望的是光波导彼此相偏移，光波导不能彼此粘合。
在公知的耦合装置中纤维被粘在V形槽中，在那里产生的空腔用粘合材料充填。因为粘合材料就温度、膨胀系数、吸水性方面的性能不同于纤维和支承件或长度可变部件，在环境条件变化时粘合材料中会产生应力，从而使纤维失准(deadjustment)。
本发明要解决的技术问题是提供一种光学耦合装置，在此耦合装置中两光导结构之间、尤其是一个光波导(光波导纤维/光波导带)和一个光学结构件(基片)的条带导体之间的连接应在装配成本廉价的情况下达到高可靠性和高稳定性。上述技术问题由权利要求1中记载的特征所限定的光学耦合装置来解决。
本发明耦合装置的一个优选实施方式是以下述为特征：该联接件嵌入在长度可变部件的一个孔中。
在本说明书开始部分所提到的耦合装置中，第一个支承块固定在基片上，且光波导纤维夹持在长度可变部件中。在这种情况下，长度可变部件可能出现摆动或弯曲，从而导致纤维暂时或持续地失准。
对此，本发明光学耦合装置的一个优选实施方式为：导向装置具有一个作为支座的第二支承块，该长度可变部件在其上沿着其主延伸方向导向移动。这样保证该长度可变部件得到了一个改善了的平行于耦合面的导向移动，避免做附加的工作。
通过这种安排，可以使长度可变部件的长度改变，而仅在与长度可变部件延伸方向相垂直的方向上限制该部件在支座中的运动。在这种情况下，可运动轴的导向是很精确的，从而在固定轴方向的偶然运动小于1毫米。因此能实现：第一光波导(纤维)相对于第二光波导(基片)的运动十分精确地平行于基片的表面，且实际上不会出现在其他维方向上的失准。
本发明装置的另一个优选实施方式是：导向装置具有一个与长度可变部件相连接的联接件，其以沿着长度可变部件的轴向(发生长度变化的方向)可移动的方式支承在第二支承块的孔中。在这种情况下，如果该联接件在一个商业上通用的、位于作为支座的第二支承块内的适配耦合轴套中作导向移动，则是十分有利的。
本发明装置的再一个优选实施方式是：导向装置具有一个与第二支承件相连接的联接件，其以沿着长度可变部件轴向(发生长度变化的方向)可移动的方式支承在该长度可变部件的孔中。在这种情况下，如果联接件经一个轴套在长度可变部件中作导向移动，则是十分有利的。
尤其是利用一个安装在长度可变部件纵向的联接件，如一个商业上通用的光波导-插头联接件，则能实现十分精确的导向。
本发明装置的又一个优选实施方式是：导向装置由一个长度可变部件和第二支承件之间的舌榫连接构成。从而提供了一种机械上换接方便的导向装置，不必求助于附加构件。
本发明装置进一步的优选实施方式是：第二支承块有一个U形横截面，且该长度可变部件在此第二支承件的U形横截面中作导向移动。在这种情况下，在该长度可变部件的两侧形成导向面，其用来确保相当精确的导向。因而提供了一种光学耦合装置，其中一个光波导纤维和一个光学基片之间的连接在装配成本廉价的情况下达到高可靠性和高稳定性。
本发明装置其他的优选实施方式是：在长度可变部件上固定了一个桥式支承件，该桥式支承件以可移动的方式支承在第二光波导上，其中最佳方式是该桥式支承件在一侧具有一个位于该桥式支承件一端和第二光波导之间的弹簧，另一侧具有一个位于该桥式支承件另一端和第二光波导之间的调整螺钉。此安装在长度可变部件上的桥式支承件能沿着第二光波导滑动。通过该螺钉能调节压力及与第二光波导相垂直方向的位置。
下面根据附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1示出长度可变部件和一个光波导纤维之间的连接的示意结构；
图2为图1所示装置的侧视图；
图3示出一带有多根平行光波导、耦合到光学基片上的光波导纤维阵；
图4A和4B分别为本发明实施方式耦合装置的侧视图和端视图；
图5A和5B为本发明耦合装置另一种实施方式的侧视图和端视图；
图6A和6B为本发明耦合装置又一种实施方式的侧视图和端视图；
图7A和7B为本发明耦合装置再一种实施方式的侧视图和端视图。
在图1中以端视图描述了一种矩形、细长、长度可变的、例如铝制的部件2，在图2给出其侧视图。长度可变部件2固定在一个粘接于光学基片(图上未示出)表面、如由玻璃或玻璃陶瓷制成的支承块4上。该部件2同样以其一端侧与支承块4相连接。
在部件2中固定了一个商业上通用的、夹持在相应孔8中的联接件6。在联接件6上固定了一根光学纤维10。该联接件6既可垂直插入部件2中，也可以与其成一个角度方式(例如82°到83°)插入到部件2中，以减少纤维端面的反射。该联接件也可以是一个多纤维联接件。
图3示出了在一个组块12中的一组纤维，其中纤维10各自设置在一个联接件6中，此联接件与组块12中的相应孔8相配并粘合在其中。
图4A描述了作为第一光波导的纤维20，其经一个联接件24固定在一个长度可变部件26中。长度可变部件26固定并粘合在一个支承块28上，该支承块就其本身来说固定在(尤其是粘接在)一个第二光波导30上，在本例中为一个光波导基片上。
在长度可变部件26的自由端面32将一个联接件36设置在一个相应的孔34中，此处该联接件36向外伸出超过长度可变部件26的自由端面32。该联接件36的自由端经过一个导向轴套38支承在一个第二支承块40中，从而该长度可变部件26基本上仅仅在其长轴方向延伸，不能沿与此相垂直的方向运动。因为联接件36和轴套38是可靠的标准件，从而保证长度可变部件26沿其长轴方向作平稳的导向移动。作为一种替换方式，该联接件36固定地设置在支承块40中，而可滑动地支承在长度可变部件26中。
图5A描述了作为第一光波导的纤维42，其经过一个联接件44固定在一个长度可变部件46中。该长度可变部件46固定并粘合在一个支承块48上，该支承块就其本身来说固定并粘接在一个第二光波导50上，本例中为一个光波导基片上。
在长度可变部件46的自由端面52设有一个槽54，该槽啮合在一个第二支承块58的相应榫舌56上，从而在长度可变部件46和第二支承块58之间形成一个舌榫连接。
图6A描述了作为第一光波导的纤维62，其经过一个联接件64固定在一个长度可变部件66中。该长度可变部件66固定并粘合在一个支承块68上，该支承块就其本身来说固定并粘接在一个第二光波导上，本例中为一个光波导基片上。
长度可变部件66以其自由端72支承在一个U形横截面的支承块74上，其中长度可变部件66沿支承块74的U形横截面上作导向移动。这样支承块74以其两个支腿环绕该长度可变部件66的前端72，从而该长度可变部件同样被满意地作导向移动。
图7A描述了作为第一光波导的纤维82，其经过一个联接件84固定在一个长度可变部件86中。该长度可变部件86固定并粘合在一个支承块88上，该支承块就其本身来说固定并粘接在一个第二光波导90上，本例中为一个光波导基片上。
在长度可变部件端侧固定了一个桥式支承件92，其可移动地与第二光波导90相啮合。如图7B所示，该桥式支承件92有一个U形横截面，且以一个支腿94经一个弹簧96支承在第二光波导的一侧、而在另一侧经一个设置在该桥式支承件92的另一支腿98上的调整螺钉100支承在第二光波导上。借助该调整螺钉100可调整压力，从而可调整长度可变部件86的位置。

Claims (11)

1.一种用于将光从一个第一光波导(20)交互耦合到一个第二光波导(30)的光学耦合装置，其中，该两光波导端面彼此之间的相对位置借助一个将第一光波导(20)夹持在一个联接件(6，24，44，64，84)中的长度可变部件(2，26，46，66，86)可进行调制，且该长度可变部件(2，26，46，66，86)经过第一支承件(4，28，48)固定在一个包括第二光波导(30)的组件中，并具有一个允许该长度可变部件(2，26，46，66，86)仅仅沿着基本平行于部件长轴所对准的空间方向延伸的导向装置(38，40)。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述联接件(6，24，44，64，84)嵌入该长度可变部件(2，26，46，66，86)的一个孔中。
3.按照上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于：所述导向装置具有一个作为支座的第二支承件(40，58，74)，该长度可变部件(26，46，66，86)在其上平行于长度可变部件的延伸方向作导向移动。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：所述导向装置具有一个与长度可变部件(26)相连的联接件(36)，该联接件以沿着长度可变部件(26)的轴向、即沿着发生长度变化的方向可移动的方式支承在第二支承件(40)的一个孔中。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于：所述联接件经一个轴套(38)在第二支承件(40)中导向移动。
6.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：所述导向装置具有一个与第二支承件(40)相连接的联接件，该联接件以沿着长度可变部件的轴向、即沿着发生长度变化的方向可移动的方式支承在该长度可变部件的一个孔中。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于：所述联接件经一个轴套在长度可变部件中作导向移动。
8.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：所述导向装置由一个长度可变部件和第二支承件(58)之间的舌榫连接形成。
9.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：所述第二支承件(74)具有一个U形横截面，且该长度可变部件(56)在该第二支承件(74)的U形横截面中导向移动。
10.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：在长度可变部件(86)上固定了一个桥式支承件(92)，其以可移动的方式夹持在第二光波导上。
11.按照权利要求8所述的装置，其特征在于：所述桥式支承件的一侧有一个位于桥式支承件一端和第二光波导(90)之间的弹簧(96)，其另一侧有一个位于该桥式支承件另一端和第二光波导(90)之间的调整螺钉(100)。
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