CN1407740A - 光模件及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种满足所要求的插入损耗并且能以高生产率方便地组装的光模件。该光模件包含光纤(11)、第一透镜(21)、光器件(50)、第二透镜(22)和第二光纤(12)。第一透镜(21)接收来自第一光纤的入射光，并将该入射光变换成平行光。该光器件(50)接收平行光，并对该平行光进行预定的光处理。第二透镜(22)接收来自光器件的透射平行光，并会聚该透射平行光，以产生输出光。第二光纤(12)接收该输出光。第一透镜的光轴与第二透镜的光轴实质上相互一致，第一光纤的光轴与第二光纤的光轴实质上相互平行，并且实质上平行于第一和第二透镜的光轴。

Description

光模件及其组装方法
技术领域
本发明涉及光通信领域中用的一种光模件，具体而言，涉及包含具有光纤和透镜的准直器的光模件。
背景技术
在光通信领域中，需要通过光纤进行光发送动作时，在光通路插入光器件。由于从光纤发射的光发散，采用将发散光变换成平行光的准直器，以便将光高效引入光器件。实际上将准直器和光器件模件化而用作光模件。
作为光模件的一个例子，图1示出滤光器模件200，该模件将波分复用制光通信中的波分复用光加以分离。
现在，具有2个复用波长λ1、λ2的光从光纤111输入到透镜121。透镜121是梯度折射率棒形透镜，其折射率沿与光轴垂直的圆截面径向分布。适当设计透镜121的透镜长度时将从光纤111输入的发散光变换成平行光。安排作为光器件的频谱分离滤光器150，使其与透镜121的光接收表面对置的端面(光纤111的对置端面)接触。滤光器150反射具有波长λ1的光，透射具有波长λ2的光。滤光器150反射的光由透镜121会聚后，进入光纤113。
通过滤光器150透射的光(波长λ2)进入透镜122，在该处会聚后进入光纤112。透镜121与透镜122一般具有相同的特性。将光系统综合到一个壳体170中，构成滤光器模件200。
光模件用的准直器的基本光系统将根据图2来说明。现在考虑以下情况：将点光源211、213安排在第1凸透镜221的一个焦面281上，并且分别在光轴201上和偏离该光轴Δp的位置上，如图2A所示。从几何光学的角度看，凸透镜221将来自焦面281上的光源的光会聚成平行光。然而，除非光源的位置在光轴201上，否则平行光的方向按照光源的位置Δp以光轴201为基准发生倾斜。平行光束进入焦距与第一凸透镜221相同的第二凸透镜222时，分别对光源211、213在与透镜221、222有关的对称位置上形成图像212、214。
即使透镜是梯度折射率棒形透镜321、322时，光束的传播状态也与图2B中所示的相同。该棒形透镜321、322是圆筒形透镜，其折射率从横截面中心沿径向分布。折射率分布n(r)由下式理想表示：
n(r)＝no[1-(A/2)r2]
式中，r是偏离透镜中心轴的距离，no是透镜中心轴上的折射率，A1/2是折射率分布常数。梯度折射率棒形透镜中的光束弯曲周期(间距)P由P＝2π/A1/2表示。这里，为了简化起见，说明具有透镜长度0.25P的梯度折射率棒形透镜。在具有0.25P的透镜中，将端面上点光源产生的光变换成平行光束后，进行发射。
考虑以下情况：将点光源311、313分别安排在第一凸透镜321的一个端面的光轴301上和空间与偏离该光轴301Δp的位置上。然而，除非光源的位置在光轴上，否则平行光的方向按与凸透镜中相同的方式，依据光源的偏离位置Δp，以光轴为基准发生倾斜。当平行光进入间距与第一透镜321相同的第二凸透镜322时，在相对于透镜321和322的光源对称位置上形成图像312、314。
当具有有限有效直径的2个透镜安排在相同光轴上时，透镜之间的距离L增大，光轴一般就倾斜，因而存在部分光不能进入第二透镜的情况。
在图1所示滤光器模件200的情况下，由于光纤111、113分别具有有限的直径，将至少一根光纤安排成偏离透镜中心轴。安排成偏离透镜中心轴的光纤的进入光和发射光在透镜另一端面上对中心轴具有预定的角度。
例如，光纤111的光轴与透镜121的中心轴一致时，透镜的入射光在透镜发射端变成相对于透镜中心轴平行，并以透镜端面为基准垂直发射。然而这时，由于透镜端面上反射的部分光返回光纤111，反射的返回光是光通信的不良分量。制造光模件时，即使不考虑反射返回光的问题，也总是不容易将入射光的位置频繁调整到从透镜端面垂直发射光。
实际上，如图1所示，光纤111的端面和与该光纤对置的透镜面按常规形成对光轴倾斜，以防止反射的返回光。此外，即使从对光轴倾斜的透镜面输入光时，从透镜输出的光也对光轴倾斜。
考虑一种方法，使透镜122的中心轴对光纤111和透镜121的光轴倾斜，以便会聚对透镜121的中心轴具有给定角度的光。并以低损耗引入到该处。根据此方法，在图1中滤光器模件200内以预定角度安排透镜121和122的中心轴。这时，需要套管160的内径形成得大于玻璃支架144的直径，以保持足够的空间，用于调整角度。
下面，说明滤光器200组装的过程。
首先，组装含二根光纤111、113、透镜121和滤光器150的准直器201。将二根光纤的远端插入具有例如二个孔的毛细管131内并用粘接剂加以固定后，抛光毛细管131的端面。具有光纤131的毛细管插入玻璃支架140，其上加盖圆筒形金属管并用粘接剂加以固定。
滤光器150粘接到透镜121的端面上。透镜121插入玻璃支架142，并且用粘接剂加以固定。这时，波长λ1的光纤111进入透镜121，调整毛细管131和透镜121使滤光器150的反射光最大。对x1轴、y1轴和z1轴三个方向进行纤芯调整。其中x1轴和y1轴的朝向垂直于透镜121的中心轴，并且相互以直角朝向二个方向，z1轴则朝向透镜121的光轴方向。
然后，组装包含透镜122和光纤112的准直器202。固定到毛细管132的透镜122和光纤112插入公共金属支架144，并且在z2轴上调整后，加以固定。z2轴朝向透镜122光轴的方向。
接着，将二套准直器201、202组合在一起，从而组装滤光器模件200。需要z1轴和z2轴是对光轴方向倾斜的一组轴。这时，调整X轴、Y轴和斜角θx、θy，借助引入来自光纤111的波长为λ2的光，使耦合到光纤112的光量为最大值。其中，X轴和Y轴的朝向相对壳体170的中心轴(Z轴)垂直，并且相互之间以直角朝向，斜角θx是相对中心轴(Z轴)的水平方向角，斜角θy是对中心轴(Z轴)的垂直方向角。可进行在中心轴方向的中心轴170的纤芯调整，但操作麻烦，因而往往省略此过程。
滤光器模件200采用小直径光束。因此，准直器201与202之间的角位移超过0.02度时，由于光损耗加大，不能用该模件200。必须在例如-20℃至70℃的工作温度范围内维持滤光器模件200的机械稳定性。为此，通常用焊剂填充较大的空间，并且以高可靠性固定透镜和光纤。虽然树脂便于处理，但其固化时收缩且热膨胀系数大，因而不适合。
滤光器模件200中，玻璃支架140、142、144用套管160覆盖，并且利用焊剂180固定金属管。焊剂从焊剂注入端口182流入套管160。用树脂190固定壳体170和套管160，以保护光纤。
由于组装现有光模件需要频繁进行纤芯调整，因而存在花费时间长的问题。此外，由于采用焊剂，容易在焊剂熔化的高温状态和回冷时产生已调整纤芯位置的移动。因此，存在产量低、生产率下降的问题。
此外，由于采用树脂固定光纤和毛细管，以及毛细管和透镜，焊剂熔化的热容易使树脂变质。变质的树脂会引起光模件长期可靠性方面的问题，需要一种特殊处理使毛细管的支架由金属管覆盖，并且由于用焊剂固定，在金属管的内侧以及透镜和套管或其它类似物的内侧形成金属镀层。此外，还需要端口处理过程，以便将焊剂注入套管。
而且，由于2个准直器固定成相互倾斜，总体规模扩大，需要大空间而存在不便。
作为另一滤光器模件，本发明人提出例如图3所示含光系统的滤光器模件511。滤光器模件511包含预定集成的第一透镜512和第二透镜513、安排在2个透镜之间的滤光器514、安排在第1透镜512入射侧的2根光纤515和516，以及安排在第二透镜513出射侧的一根光纤517，使每一光轴形成大致同轴。
固定2根光纤515和516，使光纤轴大致平行。将每一光纤515、516分开装在光轴C的两侧，并且对该光轴偏移的距离Δp1相同。光纤517与光纤516装在光轴C的相同一侧，偏移距离Δp1也相同。采用具有焦距f的相同透镜作为第一透镜512和第二透镜513，按2f设定透镜间的距离，并且将滤光器514安排在透镜512的聚焦位置上。
滤光器模件511从光纤515发射波长区为通过滤光器514透射的光时，该光由第一透镜512对准后，通过滤光器514透射，透射的光由第二透镜213会聚，而适合进入光纤517。此外，滤光器模件511从光纤515发射具有滤光器514反射的波长区的光时，该光由第1透镜515对准后，由滤光器514反射，并且第1透镜512会聚该光，将其适合进入光纤516。
组装图3所示滤光器模件511需要以下(a)至(d)的纤芯调整操作。下文说明滤光器模件511所需的光纤调整操作。
光纤中的光传播不完全限于纤芯中，强度分布底部的光渗入包层。在单模光纤的情况下，输出光是高斯光束，在与光纤轴垂直的面上呈现类似于高斯分布状的强度分布(该分布在光通量的中心强度最大，边缘部分则强度逐渐减弱)。换言之，光纤515的输出光(高斯光束)由第二透镜512加以准直，但在透镜512和513之间不形成平行光，从而在该处形成束腰。第二透镜513会聚的光不收敛在一点，但形成束腰。
(a)使光纤516的端面与光束的束腰位置一致的纤芯调整操作。其中，从光纤515发射具有滤光器514反射的波长区的光后，滤光器514反射的光由第1透镜512会聚，并进入光纤516。
此操作中，监视反射端口侧从光纤发射的滤光器514的反射光，并且在X、Y和Z方向调整光纤515、516的纤芯，使反射光的光量最大。
进而，该纤芯调整操作中，具有使滤光器514透射的波长区的光由光纤515发射，该通过滤光器514透射的光由第2透镜513会聚后，适配光束的束腰进入光纤517的位置与光纤517的端面，使其一致。
此操作中，监视从光纤517发射的滤光器514透射的光，并在X、Y和Z方向调整光纤517的纤芯，使透射光的光量最大。
(b)使光纤515至517的每一光纤各自模场直径与束腰直径一致的纤芯调整操作。
此操作中，透镜512和513采用相同的透镜。因此，从光纤515发射的光的束腰位置与进入光纤517的光的束腰位置变成以光轴C为基准相互对称，并且光纤515、517的模场直径和束腰直径中，由于进行纤芯调整操作(a)，这2个直径一致。此外，从光纤515发射的光的束腰位置和进入光纤516的光的束腰位置变成与光轴C为基准相互对称，并且光纤515、516各自的模场直径和束腰直径中由于进行纤芯调整操作(a)而相互一致。“模场直径”是具有高斯分布状强度分布的峰值强度为1/C2的光束的直径。
(c)使光纤515至517中每一光纤的光纤轴与光束主射线相互一致的光纤调整操作。
此操作中，分别调整对光纤515至517的每一光纤相对光轴C的垂直斜角θx和对光轴C的水平斜角θy。
(d)避免光束中途丧失的光纤调整操作。
此操作中，分别调整透镜512和513对光轴C的垂直斜角θx和对光轴C的水平斜角θy。
对滤光器模件511而言，需花费时间进行(a)至(d)的全部纤芯调整操作，以达到所要求的滤光器模件插入损耗，并且需花费长时间组装该滤光器模件。因此，滤光器模件生产率低，而成本升高。
发明内容
本发明的目的是提供一种满足所要求插入损耗且能以高生产率方便组装的光模件。
为了达到上述目的，本发明提供一种光模件。该光模件包含一第一光纤和第一透镜。该第一透镜与第一光纤耦合，用于接收来自第一光纤的入射光，并将该入射光变换成平行光。一光器件接收该平行光，并对其进行预定的光处理。一第二透镜接收来自该光器件的透射平行光，并会聚该透射平行光，以产生输出光。一第二光纤与第二透镜耦合，并接收该输出光。该第一透镜的光轴与第二透镜的光轴实质上相互一致。该第一光纤的光轴与第二光纤的光轴实质上相互平行，并且实质上平行于第一和第二透镜的光轴。
本发明的再一方面是提供一种光模件组装方法。该光模件包含：一第一光纤；与第一光纤光耦合的用于接收来自第一光纤的入射光并且将入射光变换成平行光的第一透镜；一光器件，用于接收平行光并且对该平行光进行预定的光处理；一第二透镜，用于接收从光器件透射的平行光，并会聚该透射的平行光，以产生输出光；以及与第二透镜光耦合的用于接收输出光的第二光纤。该方法包含以下步骤：使第一透镜的光轴与第二透镜的光轴相互一致；将光器件固定到第一与第二透镜之间的预定位置上；固定第一和第二透镜，使第一透镜的光发射表面中心和与第一透镜对置的第二透镜的光接收表面中心之间的距离成为预定值；安排第一和第二光纤，使其与第一和第二透镜的光轴平行；将具有预定波长且透射通过光器件的光从第一光纤引入第一透镜；在与透镜光轴的相同方向和垂直于该光轴的二个方向调整第一光纤与第一透镜之间的相对位置和第二光纤与第二透镜之间的相对位置中的至少一个相对位置，使进入第二光纤的光量大于预定值；保持该已调整状态，固定整个光模件。
本发明的再一方面是提供一种光模件组装方法。该光模件包含：一第一光纤；与该第一光纤光耦合的用于接收来自第一光纤的入射光并且将入射光变换成平行光的第一透镜；一光器件，用于接收平行光并且对该平行光进行预定的光处理；与第一透镜光耦合的第三光纤，具有与第一光纤的光轴平行并且与其相距预定距离的一轴；一第二透镜，用于接收从光器件透射的平行光，并会聚该透射的平行光，以产生输出光；以及与第二透镜光耦合的用于接收输出光的第二光纤；其中，第一透镜会聚光器件反射的平行光，产生反射的输出光，并将该反射的输出光供给第三光纤。该方法包含以下步骤：使第一透镜的光轴与第二透镜的光轴其实质相互一致；将光器件固定到第一与第二透镜之间的预定位置上；固定第一和第二透镜，使第一透镜的光发射表面中心与第一透镜对置的第二透镜的光接收表面中心之间的距离成为预定值；安排第一和第二光纤，使其与第一和第二透镜的光轴平行；将具有由光器件反射的预定波长的光和具有透射通过光器件的预定波长的光从第一光纤分开或同时引入第一透镜；在与透镜光轴的相同方向和垂直于该光轴的二个方向调整第一光纤与第一透镜之间的相对位置，使进入第三光纤的光量大于预定值；在与透镜光轴的相同方向和垂直于该光轴的二个方向调整第二光纤与第二透镜之间的相对位置，使进入第二光纤的光量大于预定值；保持该已调整状态，固定整个光模件。
本发明的再一方面是提供一种光模件组装方法。该光模件包含：一第一光纤；与第一光纤光耦合的用于接收来自第一光纤的入射光并且将入射光变换成平行光的第一透镜；一光器件，用于接收平行光并且对该平行光进行预定的光处理；与第一透镜光耦合的第三光纤，具有与第一光纤的光轴平行并且与其相距预定距离的一轴；一第二透镜，用于接收从光器件透射的平行光，并会聚该透射的平行光，以产生输出光；以及与第二透镜光耦合的用于接收输出光的第二光纤；其中，该第一透镜具有焦聚为f的焦点，会聚光器件反射的平行光，产生反射的输出光，并将反射的输出光供给第三光纤。该方法包含以下步骤：安排第一透镜和第二透镜，使第一透镜的光轴与第二透镜的光轴实质上相互一致；将光器件安排在第一透镜与第二透镜之间的预定位置上，使第一透镜离开焦点的偏移量在第一透镜焦距的±25％以内；第一和第三光纤与第一透镜耦合，使对第一透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内；第二光纤与第二透镜耦合，使对第二透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别为0.2度以内。
从以下结合附图的说明会明白本发明的其他方面和优点。这些附图以实例解释本发明的原理。
附图说明
通过参照以下本发明较佳实施例的说明和附图，可最佳理解本发明及其目的和优点。附图中：
图1示出已有技术的滤光器模件的横截面图；
图2A和图2B示出准直器光系统的图解；
图3示出采用已有技术公知的球面透镜的另一滤光器模件光系统的结构图；
图4示出本发明第一实施例的光模件的光系统的图；
图5示出本发明第一实施例的光模件的结构示意图；
图6示出图5中光模件的横截面图；
图7示出图5中光模件的特性曲线图；
图8示出本发明第二实施例的光模件的横截面图；
图9示出本发明第三实施例的光模件的横截面图；
图10示出本发明的另一光模件的横截面图；
图11示出本发明第四实施例的光模件的结构示意图；
图12示出本发明第四实施例的另一光模件的结构示意图；
图13说明滤光器位移与插入损耗之间关系的曲线图；
图14说明水平斜角θy与插入损耗之间关系的曲线图；
图15说明光纤偏移量与插入损耗之间关系的曲线图；
图16说明透镜WD与插入损耗之间在距离位移量方面的关系曲线图；
图17示出本发明第四实施例的一实例也比较例的说明图；
具体实施方式
附图中，相同的组成部分都采用相同的参考标号。
图4示出本发明第一实施例的光模件100的基本光系统。图4的光系统配置与图3中大致相同，因而下面仅简要解释图4中的光系统。
波长λ1和λ2的光从光纤15出射，并进入第一凸透镜25。光纤15的光轴与透镜的光轴C平行，并且光纤15的发射端面位于透镜25的焦面上(光纤发射端面与透镜25的主面之间的距离等于透镜的焦距f)。光纤15的输出光由透镜25变换成平行光。
从透镜25出射的平行光进入频谱分离滤光器(光器件)50。该滤光器50安排在与光纤15对置的焦面上(安排在对透镜25的主表面的距离为f的位置上)。滤光器50反射波长为λ1的光，透射波长为λ2的光。滤光器50反射的波长λ1的光由透镜25会聚后，进入光纤17。光纤17的光轴平行于透镜的光轴C，并且光纤17的入射端面位于透镜25的焦面上。
滤光器50透射的光由第二凸透镜26会聚后，进入光纤16。该透镜26的设置，使其光轴与透镜25的光轴一致。第二透镜26具有与第一透镜25相同的特性。光纤16的光轴平行于透镜的光轴C，并且光纤16的入射端面位于透镜26的焦面上。在与各光纤和二个透镜的端面隔开焦距f的频谱分离滤光器的位置上形成束腰。
光纤15和17分别安排成相对透镜光轴C对称，处于距离该轴CΔP1的位置上。本例中，从第一透镜25出射的平行光对透镜光轴C倾斜。因此，透镜的焦距f最好缩短，以减小光系统的规模。
图5示出图4中的透镜25、26由梯度折射率棒形透镜21、22取代的光系统。波长为λ1和λ2的光从光纤11射出，并进入梯度折射率棒形透镜21。透镜21出射的平行光进入频谱分离滤光器50。滤光器50反射的波长为λ1的光由透镜21会聚后，进入光纤13。滤光器50透射的波长为λ2的光由第二梯度折射率棒形透镜22会聚后，进入光纤12。
采用梯度折射率棒形透镜21、22时的各光元件的设置与图4所示的情况基本相同。通过透镜长度Z决定梯度折射率棒形透镜的焦距。透镜中光束的弯曲周期(间距)P则由折射率分布决定，但透镜端面与聚集位置之间的距离则根据周期P随透镜长度变化。例如，假如Z＝0.25P，则焦面与透镜端面的位置一致。如果Z＜0.25P，焦面就位于透镜端面外。
通过采用透镜长度Z＝0.25P的透镜而采取与图4相同的布局时，安排光纤11、13，使光纤11、13的端面与第一透镜的端面安排成接触状，并且安排光纤12和第二透镜22，使光纤12的端面与第二透镜22的端面安排成接触状。最好将透镜长度Z设定为略小于0.25P，使光纤定位便于调整纤芯。
图6示出本发明第一实施例的光(滤光器)模件100的横截面示意图。滤光器模件100包含图5中所示的光系统。
本例中，将125μm包层直径的常规单模光纤用作光纤，并且采用外径1.8mm、A1/2为0.323mm-1且透镜长度＝0.23P的透镜。
双纤芯用的毛细管31具有光纤插入孔，并且用玻璃制成。光纤插入孔具有矩形横截面，以便直径125μm的光纤能相邻插入。因此，光纤的纤芯中心之间的距离约为125μm。将二根光纤安排成对透镜中心实质上对称。当一束光从一根光纤输入透镜21时，输出光相对光轴C倾斜约1.8度。
通过在透镜25上交替沉积由含SiO2和TaO2作为主要成份的配料构成的介电多层膜，直接形成滤光器50。该多层膜的形成，使得例如λ1＝1480nm，λ2＝1550nm。
下面，说明滤光器模件100的组装过程。
1、从套管60的一个端面将透镜21插入套管60，使形成滤光器50的一个面在其内侧。又将透镜22插入套管60的另一端。该套管60由玻璃管构成，其内径比透镜的外径约大10μm。将滤光器的面与透镜22的端面之间的距离调整到预定值后，用粘接剂将透镜21和22都固定到套管60中。
2、预先将光纤11、13的远端插入双纤芯玻璃毛细管31中，并用粘接剂固定后，抛光其端面。
3、将波长λ为1480nm的光耦合到光纤11，并且在X、Y和Z三个方向进行毛细管31定位用的纤芯调整，使滤光器50的反射光充分耦合到光纤13。接着，用粘接剂92固定毛细管和透镜21的端面。维持毛细管31的方向，以便纤芯调整时在固定容差内与透镜的光轴C平行。
4、将光纤12的远端插入单纤芯玻璃毛细管32，并加以固定后，抛光毛细管32的端面。
5、通过滤光器50透射的波长λ2为1550nm的光从光纤11进入。在X、Y和Z三个方向进行毛细管32定位用的纤芯调整，使耦合到光纤12的光量大于预定值后，用粘接剂92将毛细管32固定到透镜22上。进行毛细管32定位用的纤芯调整，使耦合到光纤12的光量最大。维持毛细管32的方向，以便纤芯调整时在固定容差内与透镜的光轴C平行。
6、将套管60插入圆筒形金属壳体70。
7、在含有毛细管31、32和透镜21、22的壳体70中填充树脂90，并将套管60和壳体70紧固在一起。
对第一实施例的组装过程示出其要点如下：
(1)预先借助套管60使两个透镜21和22相互固紧。因此，可固紧两个透镜21和22，使光轴在某一尺寸容差内相互一致。
(2)由双纤芯毛细管31固紧第一、第二光纤。因此，二根光纤的光轴在固定容差内保持平行，并且光轴间的距离保持在某一容差内。由于进行纤芯调整的同时，保持此状态，所以非独立但同时地进行二根光纤11和13的纤芯调整。
(3)在光纤11、12和13的光轴在固定容差内都保持与透镜的光轴C平行的状态下，进行纤芯调整。实际上，相对于毛细管31、32保持平行状态。
根据以上(1)至(3)所述，可以在X、Y和Z三个方向相互进行透镜21与毛细管31之间和透镜22与毛细管32之间的纤芯调整。不需要通常要求的围绕每一轴进行的成角度光纤调整，诸如调整透镜21、22对光轴C的倾斜以及透镜和光纤对光轴的倾斜。因此，纤芯调整操作时间可大为缩短。
采用折射率为1.46的粘接剂92，并且预先在透镜21、22的光纤侧进行折射率分布镀覆，使波长1480nm和1550nm处的光折射率等于或小于-40dB。因此，不需要对透镜21、22和光纤端面进行斜切割处理。此外，第一实施例也可应用斜切割处理方法。
图7示出滤光器模件100的特性。通过改变滤光器表面与透镜22的端面间的距离测量进入光纤12的光的光损耗(后文将该距离称为透镜间距离)。图7示出了测量结果。
如图7所示，透镜间距离超过1mm时，损耗陡峭增大，而距离等于或小于1mm时，损耗小于1dB，是很小的值。
测量结果表示：即使透镜21的出射光相对中心轴倾斜出射，也可从靠近透镜22的对置面中心的位置取得几乎与中心轴平行的光，以便从接近1mm或更近的透镜22的端面得到输出光。因此，透镜21与22的端面间距离等于或小于1mm为佳。端面间距离越短越好，该距离等于或小于0.5mm则更好。
直接在透镜端面淀积介电多层膜时，介电多层膜的厚度大致小于若干微米。如果使另一透镜与多层膜表面紧密接触时，估计透镜间距离几乎为零，损耗则则显著减小。
还可在其他玻璃基底等上形成介电多层膜，将该膜插在透镜之间，而不直接在透镜端面上制作滤光器。
光器件不限于频谱分离滤光器。通过在准直器之间插入各种薄层光器件，本发明可应用于该光模件。例如，光器件可以是透射仅具有固定波长区的光的带通滤光器或者在整个宽波长区具有固定透射率的中性密度(ND)滤光器，并不受滤光器限制。
图8示出本发明第二实施例的光(滤光器)模件100A的横截面示意图。该第二实施例的滤光器模件100A仅用透射光。
这种情况下，输入侧的毛细管33可用于单纤芯。将入射光用的光纤11的位置调整在透镜21的中心轴上，并且位移在±10μm以内。其他组装过程类似于第一实施例中的过程。可将具有光透射功能的各种滤光器和器件用作薄层光器件52。希望在透镜端面上直接形成具有薄层光器件52的功能的薄膜部分。
图9示出本发明第三实施例的光(滤光器)模件100B的横截面示意图。该光模件100B中，支持入射光用的光纤11的毛细管34，其外径与透镜21的外径相同。因此，光模件100B具有与第一和第二实施例中光模件100、100A相同的功能，但其组装过程较简单。
调整光纤与透镜间的位置关系时，如果毛细管的边缘大于透镜的边缘，对粘接等不利，因而毛细管的外径一般小于透镜的外径。然而，在仅通过机械调整进行定位的光纤入射光侧，如果透镜和毛细管具有相等的直径，就只通过将透镜和毛细管插入套管而简便地进行定位。因此，第一实施例的组装过程中，过程3的定位变得简单。即，第三实施例中，可不用专门夹具而保持毛细管34和透镜21的光轴平行。毛细管34的光纤插入孔的定位精确度不需要在±10μm范围内。
第一至第三实施例中，滤光器模件的透镜，只要是会聚透镜，如图4中所示，可以是球面透镜或非球面透镜。然而，最好透镜的长度大于其直径，并且透镜在其边缘部分具有处理成圆筒状的表面，以便简化高精度紧固。本例中，需要透镜光轴平行于外周圆筒体的中心轴。
这样的透镜，例如有Casix有限公司制造的C透镜。图10示出采用Casix有限公司制造的C透镜(圆柱形凸透镜)27、28的另一滤光器模件100C轮廓的横截面示意图。滤光器模件100C的透镜结构不同于滤光器模件100、100A和100B的该结构。该圆柱形凸透镜27、28由圆柱形均匀玻璃构成，其一端面处理成球面。另一端面是平面，但一般要在其上进行斜切割处理，以防止反射。
希望能从外部看穿，以调整透镜27、28端面间的距离。希望套管60的热膨胀系数接近透镜27、28的该系数。因此，套管60是玻璃管。透镜27、28和光器件50用于相互接触时，套管60可不透光。套管60可以是金属和陶瓷制成的管。
第一至第三实施例中，使透镜21、22的轴相互一致并使其固定的装置可以是具有V形、U形或半圆形截面的槽。
图11示出本发明第四实施例的滤光器模件521的结构示意图。滤光器模件521包含与图3所示光系统实质上等效的光系统。
滤光器模件521包含第一透镜522、第二透镜523、滤光器(光器件)524、双芯纤尖528和单芯纤尖529。
双芯纤类528中，固定二根光纤，使光纤轴相互平行，又将一根光纤527固定到所述单芯纤尖529。将光纤525和526分别安装在光轴C的两侧，且在相反方向大致等距离偏离光轴。第一透镜522和第二透镜523是焦距为f的梯度折射率棒形透镜。透镜间的距离设定为2f，并且在透镜522的透镜侧端面上形成滤光器524。
第一透镜522和第二透镜523包含梯度折射率棒形透镜(扁平透镜)，其两个端面是分别垂直于光轴C的平坦面。在与第二透镜523对置的第一透镜522的端面(透镜侧端面)形成滤光器524。滤光器524透射某波长区的光，是一种具有反射与该某波长区不同的波长区的光的特性的波长选择薄膜。
将二根光纤525、526安排在相对光轴C对称的位置上。即，光纤525在正侧(图11中的上部)相对光轴C偏离预定量((+)光纤偏移)，光纤526则在负侧(图11中的下部)偏离光轴C相同的量((-)光纤偏移)。另一方面，光纤527按与光纤526相同的方向和相同的量偏离光轴C。此外，在以下的讨论中，入射端口侧的光纤525称为第一光纤，反射端口侧的光纤526称为第二光纤，透射端口侧的光纤称为第三光纤，此外，“入射端口侧”指光输入的通道侧，“反射端口侧”指滤光器524反射的光输入的通道侧，“透射端口侧”则指通过滤光器524透射的光输入的通道侧。
作为第一透镜522和第二透镜523，采用相同的梯度折射率棒形透镜，其中透镜直径为1.8mm，透镜长0.23间距，焦距f为1.95mm。
光纤525至527分别采用外径125μm的常规单模光纤。因此，光纤525、526由双芯纤尖528保持，使其在相对光轴C对称的位置上相互接触时，光纤527的偏移量为等于或大于约60μm。
滤光器模件521从第一光纤525发射通过滤光器524透射的波长区的光时，该光由第一透镜522进行准直调整后，通过滤光器524透射，接着，该透射光由第二透镜523会聚后，进入第三光纤527。滤光器模件521从第一光纤525发射滤光器524反射的波长区的光时，该发射的光由第一透镜522进行准直调整后，由滤光器524反射，接着，该反射光由第一透镜522会聚后，进入第二光纤526。
滤光器模件521配置成三端口(入射端口、反射端口和透射端口)频谱分离模件，用于光通信系统，诸如波分享用(WDM)或高密度波分复用(DWDM)传输系统。
图12示出本发明第四实施例的另一光(滤光器)模件531的横截面示意图。
滤光器模件531包含一第一透镜532、第二透镜533、滤光器534(光器件)、双芯纤尖538和单芯纤尖539。
双芯纤尖538支持二根光纤535、536，单芯纤尖539支持一根光纤537。
第一透镜532是一梯度折射率棒形透镜。与第二透镜533对置的端面(透镜侧端面)垂直于光轴C并抛光成平坦面，且与光纤535、536对置的端面532a(光纤侧端面)抛光成相对光轴C倾斜预定角度的斜面。
在该第一透镜532的透镜侧端面形成滤光器534。该滤光器534是类似于滤光器524的波长选择薄膜。
该第二透镜533是梯度折射率棒形透镜。与第一透镜532对置的端面(透镜侧端面)是平坦面，与光纤537对置的端面533a是相对光轴C倾斜预定角度的斜面。
将第一透镜532和第二透镜533插入圆筒形玻璃管540，使其处于预定位置后，固紧到玻璃管540中。
双芯纤尖538的透镜侧端面538a形成与第一透镜532的光纤侧端面532a相同的斜面。单芯纤尖539的透镜侧端面539a也形成与第二透镜533的光纤侧端面533a相同的斜面。
在滤光器模件531中将二根光纤535、536安排成相对光轴C大致对称的位置上，并且安排光纤537，使第二透镜533相对光轴C的位移等于光纤536第一透镜532相对光轴C的位移。注意，在以下的讨论中，入射端口侧的光纤535称为第一光纤，反射端口侧的光纤536称为第二光纤，透射端口侧的光纤537称为第三光纤。
一个实施例
下面，说明本发明用于上述滤光器模件521、531的一个实施例。
现阐述对制作这些滤光器模件521、531中的一个滤光器模件521所主要设定的组装容差(条件1至7)。注意，设定条件1至7，用于限定滤光器模件521的损耗容差，使其绝对值等于或小于约0.4dB。具体考虑透镜偏差引起的0.2dB损耗，设定该条件，限制反射侧和透射侧的插入损耗，使其等于或小于约0.2dB。
(条件1)假设第一透镜522和第二透镜523的焦距为f，将滤光器524对第一透镜522的焦点位置(第一透镜焦点位置)的位移量设定为焦距f的约±25％范围内。换言之，离开滤光器524的第一透镜522的距离设定为约(f-f/4)-(f+f/4)的范围内。
图13示出实验结果，即滤光器524对第一透镜522的焦点位置的位移量与插入损耗的关系。根据图13中的实验结果，发现使滤光器从第一透镜522的焦点位置移到+侧约0.5mm(焦距f的约25％)时，插入损耗增加约0.1dB，达到0.2dB。
图13中，代表滤光器524在Z方向的位移量(Z方向移动量)的水平座标上的“0”表示与第一透镜522的透镜侧端面仅隔开焦距f的第一透镜522的焦点位置。图13中所示的实验结果示出第一透镜522和第二透镜523透镜的直径约为1.8mm，透镜长度均为0.23间距，并且焦距均为1.97mm时的数据。图13垂直座标所示的插入损耗是“反射侧插入损耗”。即，第一光纤525发射的光由滤光器524反射后，进入第二光纤526时的插入损耗。
(条件2)将第一、第二和第三光纤525、526和527相对第一透镜光轴(Z轴)各自的垂直斜角θx和水平斜角θy设定为小于0.2度。
根据图14所示的实验结果，如果光纤525、526、527相对第一透镜522的光轴(Z轴)各自在Y轴方向的斜角θy(度)为1.5度以内，估计不存在大量插入损耗。如果光纤525、526、527各自的斜角θx为1.5度以内，估计不存在大量插入损耗。考虑其他累积容差，发现光纤525、526、527各自相对光轴垂直、水平方向的斜角θx、θy必须分别设定为0.2度以内。
(条件3)将第一透镜522与第二透镜523间的距离确定为约2f±(2f的25％)，即在约2f±2f/4的范围内。
光纤525至527各自的光纤直径正常为125μm。使双芯纤尖528支持光纤525、526，以便在相对光轴C对称的位置上相互接触时，光纤527的偏移量为约60μm(本例中为-60μm)。偏移量接近60μm时，根据图15和图16所示的实验结果，如果透镜间的距离(WD)隔开约1mm(约2f的25％)，发现插入损耗增加约0.2dB。注意，图16中按-60μm、-70μm、-80μm和-100μm四种情况示出光纤527的偏移量，并且按实际值升高约0.1dB示出每一情况的插入损耗。
(条件4)将第一透镜522的光轴C和第二透镜523的光轴C的位移设定为焦距f的2.5％以内。
由图14所示的实验结果，根据透镜522、523的光轴位移、光束倾斜与光纤525至527各自的各斜角θx、θy的关系估计插入损耗。作为其结果，在将透镜522和523的焦距f都设定为1.95mm时，所得的估计中，光轴的位移为50μm以内。即，所得估计为：将透镜522、523的光轴偏移设定成焦距f的2.5％。
(条件5)将相对旋转斜角θz设定为20度以内，其中旋转轴是第一和第二透镜的Z轴(光轴)。
注意，此条件5仅用于如图12所示滤光器组件531那样，将梯度折射率棒形透镜用作第一和第二透镜522、523的情况下，其中，该棒形透镜形成得其上具有阻挡反射回光的斜面523a、533a。此条件不用于图11所示的滤光器模件511、521。
(条件6)将第一透镜522和第二透镜523相对光轴C的倾斜分别设定为1.5度以内。
根据图14所示实验结果中的透镜522、523的透镜侧端面及光束倾斜与光纤525至527各自在各X、Y轴方向的倾斜之间的关系。通过假设倾斜和插入损耗，所得估计是：透镜522、523的透镜侧端面对光轴C的倾斜分别设定为1.5度以内。
(条件7)将第一透镜522和第二透镜523各自的透镜侧端对光轴C的X轴方向倾斜误差和Y轴方向的倾斜误差分别设定为10度以内(参考图17)。而且，将第一透镜522和第二透镜523各自的光纤侧端面对光轴C的X轴方向倾斜误差和Y轴方向倾斜误差分别设定为2.5度以内(参考图17)。
上述条件1至7如图17所示。
组装图12所示滤光器模件531时，按与组装滤光器模件521相同的方式设定组装容差(条件1至7)。现说明满足条件1至7的滤光器模件531的组装步骤。该组装过程包括以下的工序1至3。预先组装双芯纤尖528和单芯纤尖529。
(工序1)将第一透镜532和第二透镜533插入玻璃管540中，并加以临时固定。
(工序2)通过在入射端口侧从第一光纤535发射滤光器534反射的波长区的光，并且在滤光器534反射的反射端口侧监视进入第二光纤536的反射光，在X、Y、Z三个方向进行双芯纤尖538的纤芯调整，使反射光的光量最大。此纤芯调整后，将双芯纤尖538固定到第一透镜532上。可在工序1前进行工序2。
(工序3)通过从第一光纤535发射滤光器534透射波长的光，并且在透射端口侧监视进入第三光纤537的透射光，在X、Y、Z三个方向进行单芯纤尖539的纤芯调整，使透射光的光量最大。调整单芯纤尖539后，将单芯纤尖539固定到第二透镜533上。
工序2和工序3中在X、Y、Z三个方向调整纤芯的精确度要求等于或小于0.5μm，但现有技术可足以达到此精确度。工序2和工序3等效于纤芯调整(a)和(b)。此外，工序2自动进行反射侧光纤的模场直径与束腰直径之间之间配合一致的操作。类似地，工序3也自动进行透射侧模场直径与束腰直径之间配合一致的操作。
通过工序1至工序3，完成滤光器模件531的组装，但即使省略四个纤芯调整操作(a)至(d)中的纤芯调整操作(c)和(d)，也能得到满足全部条件1至7和所要求的插入损耗的滤光器模件531。此外，在进行纤芯调整操作(a)时，自动进行纤芯调整操作(b)。
下面，参照图17中的表，解释一些实例和比较例。
注意，图17中条件1的各数据代表采用折射率分布常数A1/2为0.322的梯度折射率棒形透镜时的数据。
实例1
彩和透镜长度为0.25间距(焦距f为1.95mm)的两个梯度折射率棒形透镜。将各透镜的光纤侧端面抛光成8度的斜面，如图12所示。将条件1(对滤光器焦点位置的位移)的容许精确度设定为小于0.07mm，即小于焦距f的3.5％。将条件3(对透镜间距离2f的位移)的容许精确度设定为0.5mm，即，把透镜522与523的透镜间距离(WD)设定为2f±(2f的13％)。其他容许精确度与实例2相同。
在实例1中，如图17所示那样设定各条件的容许精确度，并组装15个滤光器模件。对每一滤光器测量反射侧和透射侧损耗，并对各损耗计算15个PCS样件的平均值、标准偏差和最劣状况的值。图17中示出每一损耗的数据。
实例2
采用透镜长度为0.23间距(焦距f＝1.97mm)的二个梯度折射率棒形透镜。将每一透镜的光纤侧端面抛光成8度斜面，如图12所示。实例2中，将条件1的容许精确度设定为0.25mm，即焦距f的13％。将条件3的容许精确度设定为0mm，即把透镜间距离设定为2f。实例2中组装一个滤光器模件，图17中示出一个滤光器模件的各损耗的数据。
实例3
采用透镜长度为0.24间距(焦距f＝1.96mm)的两个梯度折射率棒形透镜。各透镜是扁平透镜，其两个端面抛光成对光轴C垂直的平坦面。如图11所示，条件1的容许精确度设定为0.5mm，即焦距f的25％。将条件3的容许精确度设定为1mm，即把透镜间距离(WD)设定为2f±(2f的25％)。
由于采用扁平透镜，将条件5(各透镜相对旋转斜θz)设定为0。其他容许精确度与实例1和实例2相同。每一条件的容许精确度的设定如图17所示。实例3中组装一个滤光器模件。图17示出一个滤光器模件的每一损耗的数据。
比较例1
采用透镜长度为1.25间距(焦距f＝95mm)的两个梯度折射率棒形透镜。各透镜的光纤侧端口面抛光成8度的斜面，如图12所示。条件1的容许精确长为0.07mm，即设定为焦距f的3.5％。条件3的容许精确度为0.5mm，即把透镜间距离(WD)设定为2f±(2f的13％)。把条件2(第一、第二光纤的斜角θx、θy，第三光纤的斜角θx、θy)设定为0.5度，分别大于实例1至3的该值。其他容许精确度与实例1和实例2相同。
比较例1中，如图17所示设定每一条件的容许精确度，并组装13个滤光器模件。对每一滤光器模件测量反射侧损耗和透射侧损耗，并对损耗计算13个样件的平均值、标准偏差和最劣状况的值。
比较例2
采用透镜长度为0.24间距(焦距f＝1.96mm)的两个梯度折射率棒形透镜。每一透镜采用与实施3中所用相同的扁平  透镜。条件1的容许精确度是0.16mm，设定成焦距f的8％。条件3的容许精确度是1.5mm，把透镜间距离(WD)设定成2f±(2f的39％)。条件5(透镜的相对旋转斜角θz)的容许精确度设定为0。其他容许精确度与实例1至3中的相同。如图17所示设定各条件的容许精确度，并组装一个滤光器模件。
思考研究
比较实例1与实例2时，由于实例1的条件1中的容许精确度设定得比实例2的严格，因而实例1的反射侧的损耗小于实例2的该值，又由于实例2的条件3中的容许精确度设定得比实例1的严格，实例2的透射侧损耗小于实例1的该值。
比较实例2与实例3时，由于实例2的条件1和3中的容许精确度设定得比实例3中的严格，实例2的反射侧损耗和透射侧损耗都小于实施例3的该损耗。
根据以上比较，条件1的容许精确度对改善反射侧损耗贡献大，并且发现条件2的容许精确度对改善透射侧损耗贡献大。这点对实例1至3与比较例2进行比较的情况也适用。
比较实例1与比较例1时，由于实例1的条件2中的容许精确度设定得比比较例1的严格，实例1的反射侧和透射侧损耗都小于比较例1的该损耗。关于各损耗的偏差和最劣情况的值，实例1比比较例1好得多。
第4实施例具有以下优点：
(1)借助滤光器524对第一透镜522的焦点位置的位移量设定为焦距f的±25％以内，能将反射侧的插入损耗的增加值抑制到等于或小于约0.2dB。借助设定滤光器524对第一透镜522的组装容差(条件1的容许精确度)，无需调整光纤的斜角θx、θy，就能组装插入损耗小于预定值的滤光器模件。因此，提高了生产率，并能降低制造成本。
(2)借助将安装在第一透镜522的入射侧的光纤525、526相对第一透镜522的光轴C在垂直方向和水平方向的斜角θx和θy分别设定为0.2度以内，能将反射侧插入损耗抑制到等于或小于预定值。于是，无需调整光纤525、526的斜角θx和θy，就能组装满足所要求的反射侧插入损耗增加值(例如≤0.2dB)的滤光器模件521。因此，提高了生产率，并能降低制造成本。
(3)借助将安排在第一透镜523的输出侧的光纤527对第一透镜523的光轴C的斜角θx和斜角θy分别设定为0.2度以内，能将透射侧插入损耗抑制到等于或小于预定值。于是，无需调整光纤527的斜角θx和θy，就能组装满足所要求的透射侧插入损耗的增加值(例如≤0.2dB)的滤光器模件521。因此，提高了生产率，并能降低制造成本。
(4)借助将安排在第一透镜522的入射侧的光纤525、526的斜角θx和安排在第二透镜523的输出侧的光纤527对斜角θy分别设定为0.2度以内，能将插入损耗抑制到等于或小于预定值。进行该项设定，是必要的条件，以便组装满足所要求的反射侧和透射侧的损耗增加值(例如≤0.2dB)的滤光器模件521，而无需调整光纤525至527的斜角θx和θy。通过满足这些条件，提高生产率，并且能降低制造成本。
(5)通过将第一透镜522与第二透镜523的透镜间距离(WD)设定为2f±(2f的25％)，即通过满足上述条件3，能抑制透镜位移造成的透射侧损耗增加。进行上述使透镜间距离(WD)为2f±(2f的25％)以内的设定，提供必要条件，以便组装满足所要求的透射侧插入损耗增加值(例如≤0.2dB)的滤光器模件，而无需调整光纤的斜角θx和θy。因此，提高了生产率，并且能降低制造成本。
(6)通过将第三透镜522的轴与第二透镜523的轴之间的光轴位移设定为焦距f的2.5％以内，即通过满足上述条件4时，能抑制透镜522与523的轴间位移造成的透射侧损耗增加。因此，提供插入损耗较小的滤光器模件。此外，像这样将透镜522与523的轴位移设定为焦距的2.5％以内，是必要条件，以便组装满足所要求的透射侧插入损耗增加值(例如≤0.2dB)的滤光器模件，而无需调整光纤的斜角θx和θy。因此，提高了生产率，并且能降低制造成本。
(7)如图12中滤光器模件531所示，条件5用于第一透镜和第二透镜分别具有对光轴的斜面且入射面和出射面中的一个为平坦面情况下的透镜。在滤光器模件531的情况下，第一透镜532的光纤侧端面(接收面)532a和第二透镜533的光纤侧端面(发射面)533a分别是斜面。滤光器模件531中，通过将透镜532和533的旋转斜角θz设定为20度以内，具体而言，通过将光纤侧端面532a和533a的旋转斜角设定为20度以内，防止回光反射，从而能减小透射侧插入损耗。该滤光器模件531中，光纤侧端面532a、533a的旋转斜角设定为20度以内，是组装滤光器模件无需调整光纤斜角θx和θy的必要条件。因此，提高了生产率，并且能降低制造成本。
(8)通过满足条件1至7，即使省略4个纤芯调整操作(a)-(d)中的纤芯调整操作(c)和(d)，也能达到所要求的插入损耗。然而，如滤光器模件531那样的情况下，条件5用于第一透镜和第二透镜分别具有对光轴的斜面且入射面和出射面中的一个为平坦面时的透镜。因此，由于纤芯调整点数和纤芯调整操作频次减小，缩短滤光器模件的组装时间，并能降低制造成本。顺便提一下，在进行纤芯调整操作(a)时，自动进行纤芯调整操作(b)。
(9)通过将第一透镜522和第二透镜523的各透镜侧端面对光轴的垂直斜角和水平斜角设定为10度以内，能将插入损耗抑制到等于或小于0.2dB(参考图17)。
(10)通过将第一透镜522和第二透镜523的各光纤侧端面对光轴的垂直斜角和水平斜角设定为2.5度以内，能将插入损耗抑制到等于或小于0.2dB(参考图17)。
本领域的技术人员会了解，能以许多其他具体形式实施本发明而不偏离本发明的实质或范围。尤其应理解，可按以下形式实施本发明。
通过下述修改，能实现第四实施例。
制作滤光器模件100、100A、100B、100C和511时，能设定组装容差(条件1-7)。
滤光器组件511、521、531可以是组合光模件。这时，其配置为从至少二根光纤发送的不同波长的光经第一透镜和第二透镜进入一根光纤。
组装容差(条件1-7)的应用不限于3端口滤光器模件。组装容差(条件1-7)可用于例如在第一透镜入射侧具有至少三根光纤，并且在第二透镜出射侧具有至少二根光纤的滤光器模件。
条件5可设定在除棒形透镜外的其他透镜中，例如，在平凸球面透镜磨成斜面，并且平板形微透镜的平端面磨成斜面的情况下，能设定条件5。
因此，应将本实例和实施例当作说明而非限定，并且本发明不受本文给出的详细说明的限制，而在所附权利要求书范围及其等效界限内进行修改。

Claims (30)

1、一种光模件，包含：一第一光纤；与第一光纤光耦合的用于接收来自第一光纤的入射光并且将入射光变换成平行光的第一透镜；一光器件，用于接收平行光并且对该平行光进行预定的光处理；一第二透镜，用于接收从光器件透射的平行光，并会聚该透射的平行光，以产生输出光；以及与第二透镜光耦合的用于接收输出光的第二光纤；所述光模件，其特征在于，
第一透镜的光轴与第二透镜的光轴实质上相互一致；
第一光纤的光轴与第二光纤的光轴实质上相互平行，并且实质上平行于第一和第二透镜的光轴。
2、根据权利要求1所述的光模件，其特征在于，该光模件还包含与第一透镜光耦合的第三光纤，该光纤具有与第一光纤的光轴平行的轴，并且离开预定的距离；
其中，第一透镜会聚光器件反射的平行光而产生反射的输出光，并且将反射的输出光供给第三光纤。
3、根据权利要求1所述的光模件，其特征在于，
第一透镜包含与光器件对置的光发射表面，用于发射平行光；
第二透镜包含与功能器件对置的光接收表面，用于接收透射的平行光；
第一透镜的光发射表面中心与第二透镜的光接收表面中心之间的距离等于或小于1mm。
4、根据权利要求1所述的光模件，其特征在于，
第一和第二透镜分别具有大于其相应透镜直径的透镜长度；
第一和第二透镜分别具有中心轴与相应透镜光轴平行的圆筒形边缘。
5、根据权利要求1所述的光模件，其特征在于，第一和第二透镜分别是梯度折射率棒形透镜，具有在相对光轴垂直的圆截面的径向上分布的折射率。
6、根据权利要求1所述的光模件，其特征在于，该光模件还包含用作第一和第二透镜的壳体的圆筒形管，使第一透镜的轴与第二透镜的轴实质上相互一致。
7、根据权利要求1所述的光模件，其特征在于，该光模件还包含具有V形横截面的用于套装第一透镜和第二透镜的安装槽，使第一透镜的轴与第二透镜的轴实质上相互一致。
8、根据权利要求1所述的光模件，其特征在于，该光模件还包含支持光纤用的与第一透镜光耦合的第一毛细管以及支持第二光纤用的与第二透镜光耦合的第二毛细管；
其中，该第一和第二毛细管中的至少一个的外径等于相应透镜的外径。
9、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，
该第一透镜具有集中为f的焦点；
该光器件离开第一透镜的焦点的位移量在第一透镜的焦距f的±25％以内。
10、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，该第一和第三光纤相对第一透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内。
11、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，该第二光纤相对第二透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内。
12、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，
该第一和第三光纤相对第一透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内；
该第二光纤相对第二透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内。
13、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，
该第一透镜和第二透镜分别具有焦距为f的焦点；
该第一透镜和第二透镜之间的距离在2f±2f/4的范围内。
14、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，
该第一和第三光纤相对第一透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内；
该第二光纤相对第二透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内；
该第一透镜和第二透镜分别具有焦距为f的焦点；
该第一透镜和第二透镜之间的距离在2f±2f/4的范围内。
15、根据权利要求14所述的光模件，其特征在于，第一透镜的光轴与第二透镜的光轴之间的位移设定为焦距f的2.5％以内。
16、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，
该第一和第三光纤相对第一透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内；
该第二光纤对第二透镜的光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内；
该第一透镜和第二透镜分别具有焦距为f的焦点；
该第一透镜的光轴与第二透镜的光轴之间的位移设定为焦距f的2.5％以内。
17、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，
该第一透镜包含相对第一透镜的光轴倾斜并且与第一光纤光耦合的第一斜面；
该第二透镜包含相对第二透镜的光轴倾斜并且与第二光纤光耦合的第二斜面；
围绕作为旋转轴的第一和第二透镜的光轴确定该第一和第二斜面的相对旋转位移角θz；
该第一和第二斜面的相对旋转位移角设定为20度以内。
18、根据权利要求2所述的光模件，其特征在于，该第一透镜相对第一透镜的光轴的垂直倾斜设定为1.5度以内，第二透镜相对第二透镜的光轴的垂直倾斜设定为1.5度以内。
19、根据权利要求18所述的光模件，其特征在于，
该第一透镜具有与第二透镜对置的用于发射平行光的光发射端面；
该第二透镜具有与第一透镜对置的用于接收平行光的光接收端面；
该第一透镜的出射端面相对第一透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为10度以内；
该第二透镜的入射端面相对第二透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为10度以内。
20、根据权利要求19所述的光模件，其特征在于，
该第一透镜包含与第一光纤光耦合的第一耦合端面；
该第二透镜包含与第二光纤光耦合的第二耦合端面；
该第一透镜的耦合端面相对第一透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为2.5度以内；
该第二透镜的耦合端面相对第二透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为2.5度以内。
21、一种光模件组装方法，其中该光模件包含：一第一光纤；与第一光纤光耦合的用于接收来自第一光纤的入射光并且将入射光变换成平行光的第一透镜；一光器件，用于接收平行光并且对该平行光进行预定的光处理；一第二透镜，用于接收从光器件透射的平行光，并会聚该透射的平行光，以产生输出光；以及与第二透镜光耦合的用于接收输出光的第二光纤；所述方法，其特征在于包含以下步骤：
使第一透镜的光轴与第二透镜的光轴相互一致；
将光器件固定到第一与第二透镜之间的预定位置上；
固定第一和第二透镜，使第一透镜的光发射表面中心和与第一透镜对置的第二透镜的光接收表面中心之间的距离成为预定值；
安排第一和第二光纤，使其与第一和第二透镜的光轴平行；
将具有预定波长且透射通过光器件的光从第一光纤引入第一透镜；
在与透镜光轴的相同方向和垂直于该光轴的二个方向调整第一光纤与第一透镜之间的相对位置和第二光纤与第二透镜之间的相对位置中的至少一个相对位置，使进入第二光纤的光量大于预定值；
保持该已调整状态，固定整个光模件。
22、一种光模件组装方法，该光模件包含：一第一光纤；与第一光纤光耦合的用于接收来自第一光纤的入射光并且将入射光变换成平行光的第一透镜；一光器件，用于接收平行光并且对该平行光进行预定的光处理；与第一透镜光耦合的第三光纤，具有与第一光纤的光轴平行并且与其相距预定距离的一轴；一第二透镜，用于接收从光器件透射的平行光，并会聚该透射的平行光，以产生输出光；以及与第二透镜光耦合的用于接收输出光的第二光纤；其中，第一透镜会聚光器件反射的平行光，产生反射的输出光，并将该反射的输出光供给第三光纤；所述方法，其特征在于包含以下步骤：
使第一透镜的光轴与第二透镜的光轴其实质相互一致；
将光器件固定到第一与第二透镜之间的预定位置上；
固定第一和第二透镜，使第一透镜的光发射表面中心与第一透镜对置的第二透镜的光接收表面中心之间的距离成为预定值；安排第一和第二光纤，使其与第一和第二透镜的光轴平行；
将具有由光器件反射的预定波长的光和具有透射通过光器件的预定波长的光从第一光纤分开或同时引入第一透镜；
在与透镜光轴的相同方向和垂直于该光轴的二个方向调整第一光纤与第一透镜之间的相对位置，使进入第三光纤的光量大于预定值；
在与透镜光轴的相同方向和垂直于该光轴的二个方向调整第二光纤与第二透镜之间的相对位置，使进入第二光纤的光量大于预定值；
保持该已调整状态，固定整个光模件。
23、根据权利要求21所述的光模件，其特征在于，固定透镜的步骤是：固定第一和第二透镜，使第一透镜的光发射表面中心和与第一透镜对置的第二透镜的光接收表面中心之间的距离等于或小于1mm。
24、一种光模件组装方法，该光模件包含：一第一光纤；与第一光纤光耦合的用于接收来自第一光纤的入射光并且将入射光变换成平行光的第一透镜；一光器件，用于接收平行光并且对该平行光进行预定的光处理；与第一透镜光耦合的第三光纤，具有与第一光纤的光轴平行并且与其相距预定距离的一轴；一第二透镜，用于接收从光器件透射的平行光，并会聚该透射的平行光，以产生输出光；以及与第二透镜光耦合的用于接收输出光的第二光纤；其中，该第一透镜具有焦聚为f的焦点，会聚光器件反射的平行光，产生反射的输出光，并将反射的输出光供给第三光纤；所述方法，其特征在于包含以下步骤：
安排第一透镜和第二透镜，使第一透镜的光轴与第二透镜的光轴实质上相互一致；
将光器件安排在第一透镜与第二透镜之间的预定位置上，使第一透镜离开焦点的偏移量在第一透镜焦距的±25％以内；
第一和第三光纤与第一透镜耦合，使对第一透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为0.2度以内；
第二光纤与第二透镜耦合，使对第二透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别为0.2度以内。
25、根据权利要求24所述的光模件组装方法，其特征在于，第二透镜具有焦聚为f的焦点；
安排透镜的步骤包含：安排第一透镜和第二透镜，使第一透镜和第二透镜之间的距离WD在2f±2f/4的范围内。
26、根据权利要求25所述的光模件组装方法，其特征在于，安排透镜的步骤包含：安排第一透镜和第二透镜，使第一透镜的光轴与第二透镜的光轴之间的位移在焦距f的2.5％范围内。
27、根据权利要求24所述的光模件组装方法，其特征在于，该第一透镜包含相对第一透镜的光轴倾斜并且与第一光纤光耦合的第一斜面；该第二透镜包含相对第二透镜的光轴倾斜并且与第二光纤光耦合的第二斜面；
围绕作为旋转轴的第一和第二透镜的光轴确定该第一和第二斜面的相对旋转位移角θz；
安排透镜的步骤包括安排第一透镜和第二透镜，使该第一和第二斜面的旋转位移角θz在20度范围内。
28、根据权利要求24所述的光模件组装方法，其特征在于，安排透镜的步骤包含：安排第一透镜和第二透镜，使第一透镜相对第一透镜的光轴的垂直倾斜为1.5度以内，并且第二透镜相对第二透镜光轴的垂直倾斜为1.5度以内。
29、根据权利要求28所述的光模件组装方法，其特征在于，第一透镜与第二透镜对置，并有一个用于出射平行光的出射端面；
第二透镜与第一透镜对置，并有一个将平行光引入的入射端面；
安排透镜的步骤还包含以下步骤：
安排第一透镜，使第一透镜的出射端面相对第一透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别为10度以内；
安排第二透镜的入射端面相对第二透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别设定为10度以内。
30、根据权利要求29所述的光模件组装方法，其特征在于，该第一透镜包含与第一光纤光耦合的第一耦合端面，并且第一透镜的耦合端面相对第一透镜光轴的θx和水平斜角θy分别为2.5度以内；
安排第二透镜，使用权第二透镜的耦合端面相对第二透镜光轴的垂直斜角θx和水平斜角θy分别为2.5度以内。
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