TWI385424B - 濾波裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

濾波裝置及其製造方法

本發明係一種濾波裝置，尤其是指一種濾光的濾波裝置。

參照圖1，現有的濾波裝置1包括固定用外套鋼管2，在固定用外套鋼管2內，一端設置有第一光纖準直器3，另一端相對設置第二光纖準直器4。在固定用外套鋼管2上，設置有多個焊接孔；固定用外套鋼管2在焊接孔處、以及端部透過焊錫6與第一、第二光纖準直器3、4焊接在一起。

第一光纖準直器3包括：玻璃外管31，具有內孔；準直器外套鋼管33，套設在玻璃外管31外；光導管34，透過熱固膠38黏接於玻璃外管31的內孔的其中一端，並具有中心通孔，該中心通孔內設有光纖37；以及折射率漸變透鏡36，透過熱固膠38黏接於玻璃外管31的內孔32的另一端，其一端部與光導管34的端部間隔相對，且均為斜面。

第二光纖準直器4的結構與第一光纖準直器3類似，包括：玻璃外管41，具有內孔；準直器外套鋼管43，套設在玻璃外管41外；光導管44，透過熱固膠48黏接於玻璃外管41的內孔的其中一端，且具有中心通孔，該中心通孔內設有光纖47；以及折射率漸變透鏡46，透過熱固膠48黏接於玻璃外管41的內孔的另一端，其一端部與光導管 44的端部間隔相對，且均為斜面。第一光纖準直器3的折射率漸變透鏡36與第二光纖準直器4的折射率漸變透鏡46彼此靠近。

在第一光纖準直器3的折射率漸變透鏡36的端部，設置有濾波器5，它透過UV膠51黏接在折射率漸變透鏡36上。光線通過第一光纖準直器3後，被濾波器5濾波，之後由第二光纖準直器4將濾波後的光波段收集並傳輸。

這種濾波裝置1元件較多，結構複雜；在實際組裝時，需要透過熱固膠38、48將第一、第二光纖準直器3、4的光導管34、44以及折射率漸變透鏡36、46分別黏接到玻璃管31、41中，玻璃管31、41與準直器外套鋼管33、43之間也需點膠並加以乾燥。第一光纖準直器3組裝完畢後，需與濾波器5黏接。最後，套上固定用外套鋼管2，並進行焊接固定。焊接時的高溫，會對熱固膠38、48造成破壞，直接影響濾波裝置1的壽命及可靠度。並且，焊接製程佔用時間較長，使得組裝成本提高。

綜觀上述，本發明針對現有技術中濾波裝置複雜的結構及封裝的方式會影響其壽命及可靠度的缺點，提供一種濾波裝置及其製造方法，其組裝所需的元件較少，製造時間亦相對較短，並可提高可靠度。

本發明提供一種濾波裝置，包括一第一光導管，一端供光輸入，另一端係斜面的組合端面，且鍍有濾光膜，包 括一第一中空管、以及一第一光傳輸導體，插置在該第一中空管；一第二光導管，一端供光輸出，另一端係斜面的組合端面，靠近並平行於該第一光導管的組合端面，且同軸連接該第一光導管，包括一第二中空管、以及一第二光傳輸導體，插置在該第二中空管；以及一外管，套設在該第一光導管和該第二光導管外部。

本發明另提供一種濾波裝置的製造方法，其中該濾波裝置包括供光輸入的一第一光導管、供光輸出的一第二光導管、以及一外管，包括：A、製作該第一光導管，並將其組合端面研磨為斜面，鍍濾光膜；B、製作該第二光導管，並將其組合端面研磨為斜面；該第一、第二光導管的斜面之傾斜角相同；C、使該第一光導管的組合端面與該第二光導管的組合端面相對，調整該第一光導管和該第二光導管的同軸度；D、用膠合劑黏接該第一光導管和該第二光導管；以及E、在該第一光導管和該第二光導管外套設該外管。

如圖2所示，在本發明的較佳實施例中，中空管101為柱狀，由玻璃製成。在中空管101內，設置有供光傳輸導體通過的中心孔102。中空管101的第一端面設置有凹槽103，該凹槽103與中心孔102連通，用於為即將插入中心孔102的光傳輸導體導向，同時用於容納膠合劑，使光傳輸導體相對於中空管101固定。

如圖3所示，與中空管101配合的光傳輸導體可以是光纖201，包括裸纖部分202和帶有塗層的部分203。裸纖部分202的直徑與圖2的中心孔102的直徑相適配。

如圖4所示，對中空管101、光纖201進行清潔後，將光纖201的裸纖部分202插入中空管101的中心孔102內。使得裸纖部分202的一端與中空管101的第二端面平齊，構成組合端面；裸纖部分202的另一端從凹槽103中稍露出。

再參照圖5，向凹槽103內點膠，此處的膠合劑優選熱固膠，以增加強度。熱固膠401完全滲入中空管101與光纖201之間，使其加熱固化，從而將光纖201固定於中空管101上，構成第一光導管(fiber pigtail)501。

如圖6所示，完成固化後，對第一光導管501的組合端面502進行研磨，使組合端面502變成斜面，該斜面與垂直於第一光導管501軸向的縱向軸之間夾一傾斜角θ，該傾斜角θ介於6－10°,較佳為8°。

參照圖7，對第一光導管501的組合端面502鍍濾光膜503，該濾光膜503可以是例如IR(紅外)膜。並且，組合端面502可以鍍不同波長帶通的多層濾光膜。濾光膜503用於對進入的光線進行過濾或合併，使得預定波長例如λ 1的光線能夠通過，而其他波長例如λ 2、λ 3、。。。、λ n的光線不能通過。以此代替現有技術中的濾波器，減少黏貼製程。如此完成第一光導管501的製作。

以與圖2－圖7類似的方式製作第二光導管601，如圖 8所示，其組合端面602也被研磨為斜面，且該斜面的傾斜角與第一光導管501的組合端面502相同。在組合端面602上鍍增透膜603。

參照圖9，將第一光導管501的光輸入端與光源連接；第二光導管601的光輸出端與光功率計連接。調整光源為可通過濾光膜503的波長λ 1，並將第一光導管501和第二光導管601裝置於精密調整座上，使第一光導管501的組合端面502與第二光導管601的組合端面602彼此相對。之後，調整第一光導管501和第二光導管601的相對位置，使兩者對齊至光功率計上顯示光功率的最大值。此時，第一光導管501和第二光導管601之間的同軸度和距離最佳，損耗最小。

參照圖10，在第一光導管501和第二光導管601的接合處點UV膠701，並以紫外光照射，使UV膠701固化。該UV膠701僅粘結於第一、第二光導管501、601靠近組合端面502、602的週邊，除了固定外，不得滲入組合端面502、602之間，尤其是兩根裸纖之間，以避免通過的高功率光線對UV膠701造成影響，進而增加損耗。點上UV膠701之後，光功率計所顯示的功率值變化不可太大。

接下來，參照圖11，在第一光導管501和第二光導管601的接合處外層點熱固膠702，並送至烤箱烘乾。熱固膠702用於增加強度並抵抗濕氣。

如圖12所示，在連接好的第一光導管501和第二光導管601外套設金屬外管801。金屬外管801的內徑大於 兩個光導管501、601的外徑，因此，金屬外管801並不是直接套設於兩個光導管501、601上，而是需要點膠固定。參照圖13，在調整好金屬外管801與兩個光導管501、601之間的同軸度及相對位置後，在金屬外管801的兩埠與光導管501、601之間點膠。參照圖13，此處使用的膠合劑901優選矽膠，固化後可抗濕氣，且具有彈性，可起到緩衝振動的作用。金屬外管801可以是，例如，鋼管。

組裝完畢的濾波裝置僅包括供光輸入的第一光導管501、供光輸出的第二光導管601、以及金屬外管801。與現有技術相比，減少了部品。對應地，也省略了這些部品的製作工藝步驟。由於不需進行焊接，縮短了製作工藝的時間，並免除了焊接時受到的高溫破壞。該濾波裝置元件只有三個元件，因此體積比現有技術中的濾波裝小。由於第一光導管501和第二光導管601幾乎是緊貼在一起，並且借助光功率計使兩者對準，本發明的光損耗與現有技術沒有差別甚至更小。

因此，本發明所提供的該濾波裝置僅包括第一光導管和第二光導管、以及外管。與現有技術相比，減少了元件，也省略了這些元件的製作步驟且由於不需進行焊接，所以縮短了製造的時間，並且避免焊接時受到的高溫的破壞。由於第一光導管和第二光導管幾乎是緊貼在一起，並且借助光功率計使兩者對準，所以本發明的光損耗與現有技術相比，並不因減少元件而降低其品質。

401‧‧‧熱固膠

501‧‧‧第一光導管

502‧‧‧組合端面

503‧‧‧濾光膜

601‧‧‧第二光導管

602‧‧‧組合端面

603‧‧‧增透膜

701‧‧‧UV膠

702‧‧‧熱固膠

801‧‧‧金屬外管

901‧‧‧膠合劑

圖1是現有技術中濾波裝置的剖視圖；圖2是根據本發明的中空管的結構示意圖；圖3是即將與圖2中的中空管組合的光纖的結構示意圖；圖4是根據本發明的光纖與中空管組合時的示意圖；圖5是根據本發明的光纖與中空管點膠固定、形成單個光導管的示意圖；圖6是對圖5中的單個光導管進行研磨後的示意圖；圖7是對單個光導管的研磨面進行鍍膜後的示意圖；圖8是對另一個光導管進行鍍膜後的示意圖；圖9是將兩個光導管對準時的示意圖；圖10是利用UV膠將兩個光導管黏接在一起的示意圖；圖11是利用熱固膠對兩個光導管進行黏接的示意圖；圖12是將圖11中的光導管組合設置在金屬外管中的示意圖；圖13是將光導管組合與金屬外管連接後的示意圖。

401‧‧‧熱固膠

501‧‧‧第一光導管

601‧‧‧第二光導管

701‧‧‧UV膠

702‧‧‧熱固膠

801‧‧‧金屬外管

901‧‧‧膠合劑

Claims (20)

1. 一種濾波裝置，包括：一第一光導管，一端供光輸入，另一端係斜面的組合端面，且鍍有濾光膜，包括一第一中空管、以及一第一光傳輸導體，插置在該第一中空管；一第二光導管，一端供光輸出，另一端係斜面的組合端面，靠近並平行於該第一光導管的組合端面，且同軸直接連接該第一光導管，包括一第二中空管、以及一第二光傳輸導體，插置在該第二中空管；以及一外管，套設在該第一光導管和該第二光導管外部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種濾波裝置，其中該第一光傳輸導體及該第二光傳輸導體是光纖。
3. 如申請專利範圍第1項所述之一種濾波裝置，其中該第一光導管和該第二光導管相連的接合處是透過膠合劑黏接在一起，該膠合劑黏結於該第一光導管和該第二光導管的組合端面的週邊。
4. 如申請專利範圍第3項所述之一種濾波裝置，其中該膠合劑是UV膠。
5. 如申請專利範圍第1項所述之一種濾波裝置，其中該外管透過膠合劑黏接於該第一光導管與該第二光導管外部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之一種濾波裝置，其中該膠合劑是矽膠。
7. 如申請專利範圍第3項所述之一種濾波裝置，其中 更包括一膠合劑，黏結於該第一光導管和該第二光導管的接合處外層。
8. 如申請專利範圍第7項所述之一種濾波裝置，其中該黏接於接合處外層的該膠合劑是熱固膠。
9. 如申請專利範圍第1項所述之一種濾波裝置，其中該外管是金屬外管。
10. 如申請專利範圍第1項所述之一種濾波裝置，其中該第二光導管的組合端面鍍有增透膜。
11. 一種濾波裝置的製造方法，其中該濾波裝置包括供光輸入的一第一光導管、供光輸出的一第二光導管、以及一外管，包括以下步驟：A、製作該第一光導管，並將其組合端面研磨為斜面，鍍濾光膜；B、製作該第二光導管，並將其組合端面研磨為斜面，且該第一、第二光導管的斜面之傾斜角相同；C、使該第一光導管的組合端面與該第二光導管的組合端面相對，調整該第一光導管和該第二光導管的同軸度；D、用膠合劑黏接該第一光導管和該第二光導管；以及E、在該第一光導管和該第二光導管外套設該外管。
12. 如申請專利範圍第11項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該步驟B更包括：將該第二光導管的組合端面研磨為斜面後，在該組合端面上鍍增透膜。
13. 如申請專利範圍第11項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該步驟D中，該膠合劑黏結於該第一光導管和該第二光導管的組合端面的週邊。
14. 如申請專利範圍第13項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該膠合劑為一UV膠。
15. 如申請專利範圍第11或12項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該步驟C更包括：C1、將該第一光導管的光輸入端與光源連接，將該第二光導管的光輸出端與光功率計連接，調整光源為可通過該濾光膜的波長；C2、將該第一光導管和該第二光導管裝置於精密調整座上，使該第一光導管的組合端面與該第二光導管的組合端面彼此相對；以及C3、調整該第一光導管和該第二光導管的相對位置，使兩者對齊至光功率計上顯示光功率的最大值。
16. 如申請專利範圍第11項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該步驟D中，該外管是金屬外管。
17. 如申請專利範圍第11項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該步驟B中，斜面的傾斜角為8°。
18. 如申請專利範圍第11項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該步驟E更包括：將該外管與該第一光導管和該第二光導管黏接在一起。
19. 如申請專利範圍第11項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中更包括：步驟F、用一膠合劑黏結於該第一光導管和該第二光導管的接合處外層。
20. 如申請專利範圍第19項所述之一種濾波裝置的製造方法，其中該膠合劑是熱固膠。