TW500935B - System and method for aligning optical fiber collimators - Google Patents

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500935 A7 經濟部中央標準扃員工消費合作社印m

本紙張尺度適用中國國家) A4規格（2ΐ〇χ297讀）~~- 500935 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 直控。其製造為具有徑向變化折射率而朝著中心變大其 產生聚焦效果類似於凸透鏡。GRIN透鏡為商業化產物^ 以Selfoc商標銷售。光纖以及GRIN透鏡插入以及保持於管 件中使得GRIN透鏡將由光纖較小心蕊發散出光線（或將光 線聚焦）加以準直。， 傳統上，光纖藉由圓柱形套圈保持於準直組件中，該套 圈緊密地裝置於小的玻璃管件内。光纖端部（套圈位置決 定出）與GRIN透鏡間之距離對準直器為重要的。一旦距離 被設定，光纖以及GRIN透鏡藉由環氧樹脂加以固定於管件 内以保持所需要準直。準直器能夠藉由護套之對準插入於 光學糸統内使仔玻璃管件以及其他光學元件在適當位置裝 置。在準直器中GRIN透鏡與光纖間之固定距離能夠產生光 學特性良好之光束，以及使光纖與光學系統間插入損耗為 最小。雖然在一些應用中，光束優先地在遙遠之場中被準 直，在一些其他應用中考慮其他情況。例如，光束能夠被聚 焦以在預先決疋距離處使點大小減小，或所需要光束主要 特被為在預先決定距離處具有光束尺寸以及光束發散之合 併情況。該對準之準直器通常為市場上可取得或獨立地製 造出，獨立於所使用之光學系統。 傳統上，準直器組件以及準直需要長時間繁雜大量人 工之操作。在許多情況中，對準之準直器必需配對在一起 以使用於兩個或多個端埠之光學系統内。配對將使配送， 鎖售，以及使用準直器產生複雜性。 在一般組裝準直器處理過程中，透鏡黏附於玻璃

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、1T 500935 A7 --— _ B7五、發明説明（3 ) 經濟部中央標簞局員工消费合作社·印製 官件，其形成傾斜(刻面）之側邊在管件内側以及其平面側 邊朝外地面對中間光學元件。光纖沿著其中心軸承受以及 保持於套圈開孔内，以及套圈—光纖組件插入至管件（護套） 内。因而，套圈位置（以及光纖位置）可沿著管件長度加以 變化或調整持續到達成最佳之情況。在該時刻，套圈黏附 至管件。 輪入相匹配成對準直器之製造通常需要兩個步驟處理 過程，其包含兩個準直器之對準。例如，在第一步驟中黏 附至管件一端GRIN透鏡組件按裝於管件另外一端，以及可 見光雷射耦合至光纖或1’光纖尾瓣”之相對自由端部。套圈 -光纖組件位置能夠沿著管件中2方向軸向地變化，以及離 開GRIN透鏡光束之點尺寸為目視地可觀察地投射至對紅外 線靈敏之發磷光片表面上，其離GRIN透鏡平面〇· 5至6英呎 。在套圈位置處，點尺寸減為最小，套圈—光纖組件永久性 地固定於管件内。在該距離處，最小尺寸光束被聚焦以及 加以準直而不產生發散或會聚。不過，在這些距離^對準 之問題在於套圈刻面與GRI^f鏡間方位角不對準產生角度 偏移，其在大距離處將導致光東位移，該距離對容易適應之 自動化裝置為太大。因而，輸入準直器對準可藉由利用簡 單自動化而不需要複雜設備以及軟體以及較小機會由操作 員目視地操作達成。 胃 ^ 通常依據該方法獨立地對準之兩個準直器並不會適當 地彼此對準而能夠使用於一個系統中。因而傳統上^用^ 一對準準直器作為光源以對準第二準直器。在一個傳統處 -----mi.— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1T 線一 本紙張尺度適用中國國家標準（（^)八4規格（21〇父297公袭：） 500935 A7 B7 五、發明説明（斗 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 理過程中，一個已經對準輸入準直器使用來對準第二相匹 配之準直器，以及兩個保持為一對。在該處理過程中，雷射 使用來連接至一個準直器之光纖尾瓣，以及光線強度感測 裔連接至第二（輸出）準直器之光纖尾瓣。已經對準之輸入 準直為裝置於固定物上使其能夠作頂部傾斜調整（兩個相 互垂直角度調整）。黏接組件（包含GRIN透鏡以及玻璃管件 以作為相匹配之準直器）保持於固定物中以形成傾斜頂部 兩個凋整角度，以及垂直於管件中心軸义及乂方向之其他兩 個，由角度。第一階段固定管件GRIN透鏡最佳鼻生傾斜 頂部角度以及X以及y方向之調整。第二階段固定光纖一套 圈將產生Z方向之調整。不同的階段人工地調整使插入損 耗減為最低，其藉由觀察連接至光纖尾瓣之感測器之光學 訊说大小加以量測。 通常，調整套圈以得到最大訊號品質，以及對其他五個 尺寸進行·以更進-步提高喊品質。當燦作調整時， 由準直器偏移之角度影㈣·偏移以及通常需要在卿 方向其餘控制伽著之調整。—旦她配準直雜能達到 最隹情況，其麵細至相驗猜件，目而岐其光 GRIN透鏡間之分離。不過，只要兩條光纖尾瓣制於所得 =相匹配準直之準直組件共同制時對準相信保持為有效 、。即其必需鱗祕配持仙其使驗最終光學元件 5下3造步驟中需要額外的處理，品質控制，以及運送 草—準直組件受到損壞或在後面製造步驟

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-、1T 線 五、發明説明（夕） 夕-個方法為制主要準絲於解其他所有準直 Η壬何所對準第二準直器能夠制地使用。藉由先前 為理過程沿著_對準輸入準直器能夠使用作 準直11。主要準直Μ定侧定物㈣對傾斜頂部 4 兩項碰。因而使麟對準她配準直11中所使用 相同處理步驟接續於其他五個調整。此將產生第二準直器 S於主要準絲。鄕二準直器作重複處理過程使得多 ^準魅不但與主要準直ϋ她關雜此相匹配 =要相同社要準直H使时對準_將配狀第二準直 器。儘管該單-步驟在商業操作上產生一些缺點，其由於 產生之每一第二準直器作複雜七個軸之調整。 ^ ，要較佳之調整處理過程，特別是其並不需要大量之 j整蒼數。除此，我們所需要之調整處理過程為—旦準直 裔已作-般鮮後，整個往後處舰及製造步驟中並不需 要使準直器作配對在一起。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 、對於先前所說明對準處理過程之更進一步問題在於其 嘗試藉由將有益於小的聚焦光束尺寸以及在遠場中之準直 光束將使插入損耗減為最低。不過，對於一些應用例如為 干涉濾波器放置於靠近於GRIN透鏡輸出，聚焦光束產生過 度光束發散(非平行)，其有害於設計作為垂直光束干涉濾 波器之效用。先前技術並不容易使用作為將較複雜之光束 最佳化。 發明大要：k 在本發明中，準直器組件包含光纖尾瓣以及透鏡，優先 Μ氏張尺度適用中國國家榡準（CNS > A4規格（210X297公釐 五、發明説明（ A7 B7 7 地▲為GRIN或類似形絲直透鏡。組件優搞裝置於薄管件 或4套内側，以及彼此相對地固定·$最佳化。變化光 纖透鏡之分隔以產生光束寬度麵先蚊範_。光纖以 及透鏡固定為最佳之分隔情況。彳統地，光束在距離透鏡 輸出預先決定距離處進行監測。 在優先方法巾，GR職鏡敗至管件，以及目定光纖之 套圈插入至管件㈣及放胁非常靠近GRI職鏡。套圈再 由GRIN透鏡移去持續到㈣縣大小在預先蚊或所需要 範圍内。 一在本發明實施例中，光纖與透鏡間存在兩個分隔，在該 處光束大小在預先蚊範_。微會縣束（而非發 散光束）選擇較小之分隔。 預先決定光束大小以及預先決定量測距離能夠更進一 步決定於最佳化技術，其由預期所使用準直組件決定以及 該準直組件並非特殊的。 附圖簡單說明： 第一圖（圖1)為依據本發明方法以及系統製造出兩個 準直器組件之剖面側視圖。 經濟部中央標準局員工消費合作衽印袈 -----———— — i.. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 第二圖（圖2)為圖1沿著直線2-2展開之準直器剖面軸 向圖。 第三圖（圖3)為實施本發明對準設備範例性實施例之 不意圖。 第四及五圖（圖4及5)為使用於圖3中對準設備之兩個 夾頭詳細端部圖、。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（21〇χ297公瘦） 500935 A7 B7 五、發明説明（rf ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 第六圖（圖6)顯示出套圈與GRIN透鏡間之分隔與點大 小之關連性；以及 第七圖（圖7)為兩個端淳光學系統之範例剖面側視圖， 該系統包含使用本發明方法製造以及對準之準直器。 第八圖（圖8)為三個端淳光學系統範例之剖面側視圖， 該系統包含使用本發明方法製造以及對準之準直器。 附圖簡單說明： 準直器10;光纖12;套圈14;孔徑15;光纖端部表面 16;玻璃管件18;陡度折射率（GRIN)透鏡20;GRIN透鏡22 •，端部表面24;間隙26;護套28;固定物30;載台32;方塊 40;刻面溝槽42;V形溝槽44;支臂46;彈簧鉸鏈48;夾頭 50;方塊52;雷射54;塔式構造56, 58;感測器60;槓桿支 臂62;載台62;鉸鏈64;光束64;光束分佈系統66;銀幕 68;光束分佈70;曲線8〇;斷面82;最小值84;斷面86; 目標值88;護套90;光學元件92;準直器94;光纖96， 98。 詳細說明： 本發明能夠只使用沿著固定光纖之管件中心軸變化使 準直器對準，其藉由要求在光纖與準直透鏡間最佳分隔處 使光束寬度位於預先決定範圍内而達成。 本發明一個實施例之準直器10顯示於圖1中側視斷面 圖以及圖2部份端視圖中。光纖12承受於玻璃套圈14之中 央轴向孔偟内。光纖12通常包含矽石為主心蕊及包層，以 及外圍丨生覆蓋層例如為丙稀酸酯材料。聚合性覆蓋層 -----1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線

500935 A7 B7 經濟部中央標率局員工消費合作社印裝 五、發明説明（公） 部份地由承受於套圈14内之光纖12剝離。對於增加強度以 及熱穩定，聚合性覆蓋層延伸進入圓錐形孔徑15,其形成於 套圈14端部處但是並不接觸套圈14。因而，套圈14通常只 固定光纖12之心蕊以及包層。附加上黏接劑以及加入其他 加強勁度構件以提高與光纖12連接之強度。 套圈14以及光纖12端部表面16被劈斷，加以研磨，以及 拋光為預先決定刻面角度(例如為8度）以防止沿著光學中 心軸向後反射。套圈14適當地裝置但是容易地在玻璃管件 18内中央開孔滑動以及最終地黏附至管件。GRiN透鏡20亦 裝置於玻璃管件18開孔内以及黏附至管件。管件18開孔一 般尺寸約為1· 8mm，套圈14以及GRIN透鏡20外徑為數微米地 小於該尺寸以產生良好的軸向對準以及在兩個零件間能夠 容易地滑勤。如先前所說明，GRIN透鏡20形狀類似於桿件 以及折射率沿著半徑變化以作為凸透鏡。GRIN透鏡20具有 平面端部22面對著準直器1〇外側以及刻面端部24具有相同 的斜率以及朝向套圈14之内側端部16。套圈内側端部16與 GRIN透鏡20内側刻面端部24間之間隙26或分隔由本發明處 理過程決定。在對準後，玻璃管件18裝置以及黏附至金屬 套管28,例如為鍍金不鏽鋼管件。 在準直器10對準中，GRIN透鏡20插入至密閉裝置玻璃 官件18内，刻面端部24面對著管件18之内側，以及GRIN透鏡 20利用固化璆氧樹脂黏附至管件18。具有連接光纖12之套 圈再插入至玻璃管件另外一端，使斜切套圈表面丨6精確地 -----ri丨丨P, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） )( 10500935 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（？） 將方位角（管件中心軸)對準於GRm透鏡20之刻面24。套圈 14推入管件18内，優先地持續到接觸透鏡2〇。存在充 份黏接劑，在移動過程中套圈14保持於玻璃管件18内。 在對準準直器裝置以及對準中，兩個端部表面16, 24傾 斜方向應該彼此地對準及對準於使用準直器之光學系統。 因而玻璃管件18在相對於GRIN透鏡20最後一個刻面之方位 角作一標示，以及研磨套圈同樣地在其相匹配最後一個刻 面加以標示。這些標示使用來將兩個部份作方位角對準。 玻璃管件18連接至顯示於圖3中之靜止固定物，並使方 位對準標示設定在預先決定方向，優先地朝上不過，光纖 14固定於一維之载台32使其以及套圈14沿著z軸產生移動， 即沿著玻璃管件18圓柱形中心軸以及握持光纖12光學中心 轴方向移動。 、 人工可閉合夾頭固定物3〇藉由圖4顯示出。方塊4〇在 底部上具有刻面溝槽42以停止光學滑動以及具有朝上^,形 溝槽44,玻璃管件18放置於該溝槽上，玻璃管件黏附至grin 透鏡22以及進入套圈14以及連接光纖12鬆散地插入其中。 可由裝置彈簧鉸鍵48弋支臂46和緩地釋出以啣接以及固定 玻璃管件18。目3可移_定髓包含顯示於圖5.中端部圖 之夾頭50。其包含方塊52以軸向延伸數公分，使底部上刻 面凹槽54與光學滑座喻接。在其頂部上，其包含兩個閑式 外殼結構於每-軸向端部上並具有兩個塔式構造56, 58，其 側向地限制薄的以及彈性之光纖12。彈性膠帶6〇通常沿著 兩個閘式外殼結構間之路徑連接至方塊52頂部。當玻璃管

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 500935 A7 ___— B7 五、發明説明（IP) 經濟部中央樣率局員工消費合作社印裝 件18夾於靜止固錄中，聚合性塗膜光纖12導引於兩個問 式外殼塔式構造之似靠轉性料6〇上。鬆動地旋轉於 鉸鏈64上之寬廣槓桿支臂62和緩地降低至光纖12上。在槓 桿支臂62磁鐵以及在夾頭組件52中另外一個磁鐵能夠使用 來產生組件52所需要之最小固定力量以抽拉光纖12以及連 接由玻璃管件18延伸出之套襲。實際上，靜止固定物3〇 在最初光束對準過程中裝置於調整X — y載台上而後固定在 適當位置，同時所顯示可移動固定物32藉由未顯示游標螺 絲沿著未顯示光學滑座滑動，其與可移動夾頭50_箱齒輪 啣接。 · 顯示於圖3中雷射54或其他光源連接至光纖12之尾瓣， 優先地在光學頻帶内發射出，其中光纖為單模例如為發射 1550nm之雷射二極體。 裝置於二維載台62上之光學感測器60放置於距離GRIN 透鏡20平面側邊22預先決定距離d處。該距離之一個範例 為55± 2mm。載台62提供沿著X及y軸方向移動，即沿著垂直 於玻璃管件18之z軸兩個相互垂直中心軸。可見光雷射垂 直線路能夠加以使用，最初地將X-y載台42對準於固定支撐 30以及固定物32側向可移動基座使得由準直器發出光束64 中心點能夠建立於載台62之X及y座標中。使用於圖3光學 系統中載台30, 32,以及62需要仔細地對準使得其各別中心 軸與整組相互垂直方向一致。小心地裝置於光學工作台上 之標準光學裝置通常為適當的。 當以人工方式進行光東分佈，其需要使用計算機光朿 -----— — IP, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本買) 訂 線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 13 500935 A7 B7 12 五、發明説明（|丨） 經濟部中央標舉局員工消費合作社印製 分佈系統66例如為Melles Griot光束分析儀，其使用其他 光學方法異於χ-y載台62以在兩健向尺种自動化地分 佈光束64。x-y载台62連續使用作為光束分佈系統66之光 學接收器之最初光束對準。光束分佈系_能夠顯示一個 或多個光束分佈驗G_細上，其叫驗決定出光束寬 度w。通常該分佈寬度在1/e2⑽)處量測完全寬度，以及 該數值亦被顯示出。 即Γ旦管件以及光纖固定至載台，套圈凸出GRiN透鏡，準 直器藉由逐漸地向後移動保持光纖12之載台32遠離淝糙 鏡22持續到光束尺寸在光束財w預先蚊範_例如為 460± 5微米。通常存在兩個該位置，其由呈現出較小光束 尺寸之中間範目所分隔。第—所遭遇位置優先使用之位置 以及通<相當於些微發散之光束。第二位置通常相當於發 散光束。d及w值由所欲使用準直器中光束特性作光學模擬 而決定出。模擬通常選擇出兩個準直器間之插入損耗，其 通常與光束發散聚焦密切地關連。在干涉濾波器情況下， 過度光束發散將使濾波器性能降低。狹窄光束通常產生較 低之插入損耗，但是任何與最佳對準差異將產生嚴重之損 耗。非常寬廣光束為穩定的，以及使許多光學元件產生最 佳性忐，但是插入損耗為太大。中間光束尺寸為有害的。 除此，通常優先地對準光束為些微地會聚的，第一所遭遇到 光朿尺寸w為優先的。可加以變化，有可能藉由最佳化經驗 建立所需要4光束尺寸。 為了顯示該特點，圖3設備使用來量測在固定距離d處 本·氏張尺度適用中國目家標率（CNS) A4規格（2削297公楚） I十 ——丨Γ—^_丨f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線一 500935 A7 ___B7五、發明説明（\1) 13 n 111 · 經濟部中央標準局員Η消費合作社印裝 光束尺寸為套圈14與GRIN透鏡22間距離之函數。所得結果 顯示為圖6之曲線80。當套圈14抽拉遠離GRIN透鏡22時，光 束尺寸隨著減小斷面82減小持續到得到最小值84。除此分 離將在增加斷面86中使光束尺寸增加。最小值84相當於光 束聚焦或接近準直之情況。在減小斷面82中光東為會聚的 ，在增加斷面86中光束為發散的。在收斂斷面82中光束尺 寸w之目標值88被選擇出。460微米光東尺寸目標值88約為 大於最小點尺寸之50%。其他配對(^與％值依據相同的光學 模擬選取出。這些參數範圍選擇對於距離(1由中間值延伸 ± 4%以及對於光束尺寸w由中間值延伸± 1〇/〇。操作者監測 顯示銀幕68以及當光束尺寸冒在預先決定範圍内時停止抽 拉。當然，需要作最終微細調整以達到範圍之中間值。當 然操作者至少在終點量測相互垂直光束尺寸以決定出光東 是否為橢圓形狀。假如橢圓形太大，操作者應該查核設備 以及特別是套圈14以及GRIN透鏡20刻面標誌之對準符號。 人們了解對準處理過程之主要部份能夠自動化進行。 在距離準直器輸出相當小之分離處量測光束將減小由於 GRIN透鏡20與套圈14刻面之方位角不對準所導致光東偏移 。偏移減小更容易適合於自動化處理過程。當套圈/GRIN透鏡分離達到最佳化，套圈14藉由塗覆少 量紫外線固化之環氧樹脂於套圈14與玻璃管件18間之外露 接頭黏附至管件18,同時兩者在最佳化分離情況下保持於 其夾頭30, 50中以及在組件中以紫外線燈泡照射以黏附為 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 --線- 本紙張尺度顧t關^iicNS ) A4規格（210χ297ϋΤIf 五、發明説明（13 ) 對準狀況。 匕黏附粒器由夾頭30,50移除，以及少量熱固化環氧樹 脂優先地由注射器射出以及在準直器加熱後置於套圈/管 件接頭四週。準直器再更進一步加熱使得環氧樹脂吸至整 個套’與玻猶件18間之界面以及將環氧樹脂加以固化 。金屬護套28利用少量黏接劑置於兩個圓柱形構件間滑動 經過玻璃管件18。金屬護套28應該標記方位性之對準標誌 ，其表示GRIN透鏡22以及套圈14之方向。在包含圓柱形洞U 孔15濩套28光纖側之儲存槽填充黏接劑以釋出光纖12上之 應變。其他構件能夠加入作為更進一步釋除應變。 最終產物為對準準直器。重要地，該對準準直器為萬 月匕準直為，其能夠與任何其他已對準準直器配對，特別是當 兩個準直器方位性對準標誌彼此對齊時。雖然與主要準直 态對準之準直器亦能夠加以混合，由本發明產生之對準步 驟為較為容易的。 7 本發明方法變化包含當套圈/光纖組件固定時移動管 件持續到觀察到預先決定光束點大小但是距離不固定 同時，最初將套圈/光纖組件固定於管件中以及再移動管 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 件或GRIN透鏡以達成所需要光束點大小為可能的但是並不 方便地。 依據本發明對準以及組裝之一條光纖準直器能夠使用 作為兩個端埠系統中兩個端埠，例如示意性地顯示於圖7斷 面中。例如先前所說明對準以及組裝之兩個一條光纖準直 器l〇a，10b插入至裝置非常靠近金屬護套9〇之相對端部，其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（21〇χ297公楚） 500935 A7 B7 5 1 五、發明説明（丨 經濟部中央標準局員工消費合作祍印製 GRIN透鏡22a，22b彼此面對著以及其方位性對準標誌線朝 上。一個光學元件92放置於GRIN透鏡22a，22b之間。假如 為干涉濾波器，其需要放置非常靠近於GRIN透鏡22於輸入 側。通常，光學元件92位置，功能，形式決定於一些應用。 其能夠為先前所說明之狹窄旁通干涉濾波器或光學隔離器 ，但是其他形式包含繞射光栅及主動控制元件為可能的。 兩個準直器1 Oa，1 Ob以及光學元件92被黏附或固定至護套 90,其沿著光學中心軸產生支撐以及對準，其通常與護套9〇 中心一致。兩條光纖12a，12b作為光學系統之兩個端埠。 所製造出類似三個端埠系統顯示於圖8斷面圖中。一 條光纖之準直器10插入以及黏附於護套9〇 一端以及兩條 光纖之準直器94被插入以及黏附至另外一端。兩條光纖準 直器94類似於一條光纖之準直器10，但是主要差異在於其 包含兩條光纖96, 98,其可加以分離於準直器94外側但是放 置非常靠近以及彼此平行於至少在接近套圈刻面端部處。 當光學元件92為干涉濾波器時，多波長光線為一對光纖的 之輸入由干涉;慮波為反射之光線由其他一對光纖％接收 同時由干涉濾波器通過之光線傳送至單一光纖12。 雖然本發明處理過程只對一條光纖準直器說明，許多 特性能夠適用於兩條光纖準直器。 大數量一條光纖準直器以先前所說明方式加以對準以 及組裝。十六對準直器不規則地選擇，以及當光線由一個 準直器通過至另外一個準直器量測插入損耗，其中並不加 入光學疋件。表1所列插入損耗分佈增加量為〇. OldB。 尺度適用中國i家榡準(CNS) A4規格( lilt (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線一 17 五、發明説明（丨ς) 表1 0.15 0.16 0.17 插入損耗(dB)數目插入損耗⑽)數目 〇, 14 1 0.20 4 1 0 3 2 1 0 0.21 0. 22 0-23 0·18 2 0.24 〇 0,19 2 0.25 ! 闲雞示出低插入損耗相當於依輪 困難、、且奴準直器所經歷情況。同樣地重要，1顯示出分 :由隨機統計翻為接近常態分佈。該分佈’為需要的，因 為由統計能mt算出範之機率，及該產品呈現出之性 能^規格之外，以及顧外並不軸大部份主體以及並不 會提向由於較大地通過較小頻率不對準之效應。 本發明能夠使準直器有效地對準。本發明產生準直^ 之對準，鮮m並不t要輯⑽持所f要對準以及性 能。本發明亦能夠利用相當簡單設備進行。特別是，並不 需要傾角測角器。 經濟部中央標筚扃負工消費合作社印製 雖然本發明已對特定光纖，圓柱形套圈，管件，GRIN透 鏡，濩套，材料，固定物，以及黏附或銲接技術加以說明。) 們預期其他現存以及所發展元件以及技術能夠有益地使| 於本發明所指定預期使用之準直組件，各種設計以及量測 參數，熟知設計以及製造該準直器以及使用該準直器光學 組件之技術者了解其費用或自動化限制，以及優先性以及 本紙張尺度顧+關家鮮（CNS ) Μ雜（210X297/^^ ) I浐 17500935 A7 B7 五、發明説明（ll) 設計考慮。特別地，本發明能夠使用具有⑶⑺透鏡，球面透 鏡’滾筒透鏡，或光纖透鏡以及不同的被動性或主動性之準 直器，其能夠表示為干涉濾波器，二向色濾波器，薄膜濾波 器，隔離器，循環器，增益平坦濾波器，狹窄頻帶濾波器，寬 廣頻帶濾波，旁通濾波器，頻帶去除濾波器，光柵元件，反射 元件，折射元件，繞射元件，或液晶元件，特別地指定為一些 可利用之選擇項目。 熟知此技術者能夠對本發明作出各種變化以及改變但 疋並不會脫離本發明之精神及範圍。因而本發明各種變化 及改變均含蓋於下列申請專利範圍内。 -----1_|J----------1T------#·1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙张尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

18六、申請專利範圍 A8 B8 C8 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 1· -鮮直n對m歧料纖，準直魏，以及固定 器’光纖具有第-端部以及第二蠕如及光學中軸固定 器具有縱向中心軸，準直器對準系統包含： ’ 第-固定物，其能夠固定光纖第_端部相對於固定器. 第二固定物，其能夠保持準直透鏡相對於固定器；， 載台，在其上面裝置至少-個第—峡器或第^定器， 在平行光纖光學巾心軸方向可移域得光纖解直透鏡間 之位移能夠加以調整； 光源發射之光線進人光纖第二端部，光轉送通過準直 透鏡；以及 * 光束分佈器，其包含光學感測器接收光線透射通過準直 透鏡以在至少_個方向決定出光歧小，财向通常垂直 於光纖之光學中心軸。 2 ·依據申請專利範圍第1項之準直器對準系統，其中光纖以 及準直透鏡選擇性相對彼此移動以回應光束分佈器決定出 光束尺寸之量測。 3·依據申請專利範圍第1項之準直器對準系統，其中光束分 佈器在兩個方向決定出光束尺寸，該方向通常垂直於光纖 之光學中心轴。 4·依據申請專利範圍第1項之準直器對準系統，其中光纖為 傳送紅外線頻帶内光線之單模光纖，以及光源發射出紅外 線頻帶内之光線。 5·依據申請專利範圍第1項之準直器對準系統，其中在光纖 以及準直透鏡兩者位置相對於固定器加以固定之前光纖相 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 %·. 各紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中夬標率局員工消費合作社印製 之位移依據一項或多項預先決定參數自動地 步包含· 1利姉第1項之準直器對準系統，其中更進一 總ί圈，其承X以及保持域之第—端部，套圈最初隨著光 、截第一端部相對於固定器為可移動的。 ^種將準直n對準之方法，準直器具有目定器，光纖，固 疋為具有第-端部以及第二端部以及縱向中心軸，光纖具 有第-端部以及第二端部，該方法包含下列步驟： 放置透鏡相對於固定器之第一端部； ， 放置光纖第-端部相對於固定器第二端部； 傳送光線通過光纖以及透鏡； 量測傳送通過透鏡之光束尺寸·， 移動光纖或透鏡或兩者相對於彼此沿著固定魏向中心 軸持續到所制光束尺寸麵先決定顧内，·以及 固定光纖以及透鏡相對於彼此之位置以產生位移，在該 處所量測光束尺寸在預先決定範圍内。 8·依據申請專利範圍第7項之方法，其中在移動光纖或透鏡 相對於彼此步驟前透鏡黏附至固定器，以及其中固定光纖 以及透鏡相對於彼此位置之步驟包含.· 在所量測光束尺寸在預先決定範圍内後將光纖黏附至固 定器 9·依據申請專利範圍第7項之方法，其中光纖固定於套圈内 ，以及其中將光纖黏附至固定器步驟包含： ,^ 0-----I#-------- 19(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 500935 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 將套圈黏附至固定器。 1 〇·依據申請專利範圍第8項之方法，其中將光纖黏附至固 定器之步驟自動化地進行以回應所量測光束尺寸在預先決 定範圍内。 11·依據申請專利範圍第7項之方法，其中光纖固定於套圈 内，以及更進一步地其中移動光纖或透鏡相對於彼此之步 驟包含移動套圈相對於固定器。 12. 依據申請專利範圍第η項之方法，其中施加力量於光纖 以及因而移動套圈。 13. 依據申請專利範圍第7項之方法，其中在預先決定範圍 内光束尺寸相當於會聚光東。 14·依據申請專利範圍第7項之方法，其中光纖與透鏡間位 移存在兩個不同範圍，在該位移處光束尺寸在預先決定範 圍内，以及移動光纖或透鏡相對於彼此之步驟持續到所量 測光束在預先決定範圍内更進一步包含下列步驟： 在光纖以及透鏡相對於彼此之位置固定步驟前光纖與透 鏡間兩個不同範圍之位移選擇較小之範圍。 15·依據中請專利範圍第7項之方法，其中光東大小在離透 鏡預先決定距離處量測光束尺寸。 16·依據申請專利範圍第7項之方法，其中光纖移動至最初 位置非常接近透鏡，以及更進一步其中移動光纖以及透鏡 相對於彼此之步驟包含下列步驟： 抽出光纖第一端部離開透鏡持續到所量測光束尺寸位於 預先決定範圍内。 ---卜---r---φII (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董) 21500935 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 n m m »n HI IF» n n I— n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本萸) π·依據申請專利範圍第7項之方法，其中傳送通過光纖以 及透鏡之光線具有光學中心軸，以及量測光束尺寸步驟更 進一步包含下列步驟： 在橫越過光學中心軸第一方向量測光束尺寸；以及 在橫越過光學中心輛第二方向以及角度地偏離第一方向 量測光束尺寸。 18·依據申請專利範圍第17項之方法，其中第一方向以及第 二方向彼此相互垂直。 19.依據申請專利範圍第7項之方法，其中準直器包含套圈， 其具有圓_訂錢開孔，以及絲包含㈣性覆蓋層， 以及其中更進一步包含下列步驟·· 訂--- 由光纖第一端部剝除保護性塗層；以及 將光纖第-端部插入於套圈開孔内使得部份保護性覆蓋 層位於__下部份，但是保護性覆蓋層並不與套圈接 觸。 20_依據申請專利範圍第7項之方法，其中固定器為玻璃管 件及準直器包含套圈，及該方法更進—步包含下列步驟·· 提供金屬外殼；以及 插人於金屬外殼内使得至少-部份套圈位於 金屬外殼内側。 2L依據申請專利範圍第7項之方法，其中傳送通過光纖以 及透鏡以及使用來直測光束尺寸之光線 份以及非可見光部份。 HP 22.依據申請專利範圍第7項之方法其中在量測光束尺寸 •mfi 22500935 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部中央標奉局員工消舞合作社印裝 步驟過程中以及在將光纖以及透鏡相對於彼此位置固定前 移動光纖以及透鏡相對於彼此之步驟並不包含異於改變光 纖與透鏡間縱向位移之移動。 23·依據申請專利範圍第7項之方法，其中透鏡為準直透鏡。 24. 依據申請專利範圍第23項之方法，其中準直透鏡為陡度 折射率(GRIN)透鏡。 25. 依據申請專利範圍第7項之方法，其中光纖為單模光纖^ 26· —種組裝光學元件之方法，該方法包含下列步驟： 提供第一準直器組件以及第二準直器組件，第一準直器 組件以及第二準直器組件之每一組件包含：. 固定器，透鏡，以及光纖，光纖與透鏡藉由將透鏡以及光纖 相對於固定器以及彼此加以對準，傳送光線通過光纖以及 透鏡;量測傳送通過透鏡之光束尺寸;將光纖或透鏡或兩者 相對於彼此沿著固定器縱向中心軸移動持續到所量測光束 尺寸在預先決定範圍内；以及將光纖以及透鏡相對於彼此 之位置固定以產生位移，在該處所量測光束尺寸在預先決 定範圍内； 提供相對端部之外殼； 提供光學元件； 插入第一準直器組件，第二準直器組件，以及光學元件於 外殼内使得光學元件位於第一準直器組件與第二準直器組 件之間，第一準直器組件與第二準直器組件每一紐件放置 於光學元件前方，第一準直器組件與第二準直器組件之每 一光纖由外殼相對端部延伸出；以及

---：__ l· |丨 Lf ! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 力：)

23 、申請專利範圍 外3第—準直11組件，第二準絲組件以及光學元件於 鱼I一據申6月專利範圍第26項之方法，其中第-準直器組件 输^準直ϋ崎-組件具有面對傾斜絲之光纖，該光 •制疋出個方向，以及其中更進—步包含下列步驟： 广對準標tt、於第_準直器組件與第二準直器組件上， 對應於透鏡傾斜表面所界定出之方向;以及 甘第準直為組件之對準標誌當承受於外殼内以及固定 9 -中適*位i時解於第二準直器組件之對準標諸。 8·依據巾料嫌圍第_之方法，射鮮標珊應於 透鏡傾斜表面之方位角指向。 2,依據巾請專纖圍微項之方法，其巾當對準標諸相對 土對準時第-準直H組件與第二準直器組件指向通常彼 此相互平行。 30.依據申請專利範圍第26項之方法，其中光學元件直接地 連接至外殼而非第—準直器組件或第二準直器組件。 31·、，據巾料纖目獅歡方法，其巾光學耕選自於 濾波器，二向色濾波器，薄膜濾波器，隔離器，循環器， 增，平坦渡波器，狹窄頻帶遽波器，寬廣頻帶濾波，旁通濾 波器，頻帶去除濾波器，光栅元件，反射元件，折射元件，繞 射元件，或液晶元件，或主動光學元件。 32·依據申請專利範圍第26項之方法，其中第一準直器組件 或第二準直器組件選自於陡度折射率（GRIN)透鏡，球面透 鏡，或光纖透鏡。 木紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Μ規格（21〇χ297公慶） ---[---·! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製