[发明专利]光学信号分离器及在光轴校准中安装光学信号分离器的方法

说明书

本发明涉及一种主要用于波分多路复用光学通讯中的光学信号分离器，及在光轴校准中安装光学信号分离器的方法。

截至目前，传统的装配光学信号分离器的方法是把它的各种光学部件通过胶合固定在一用于光轴校准的夹具上，通过主动校准来将安装于平板上的夹具上的光学部件对中心并将其固定，最终，将固定有容纳光学部件之夹具的平板置于一个不锈钢或铝的不透明盒子中。

根据另一种传统的应用，各种光学部件插入一个金属单管中，通过主动校准来确定中心并固定到金属管中的一个位置，同时通过一个插入金属管的观察工具经金属管的开口端或用裸眼通过金属管的开口端观察到它们的位置。术语“主动校准”意思是通过经由光纤进入的光来确定光学部件的中心定位并稍稍移动光学部件到一个最佳位置(到最大光输出量)，同时监测光学部件的光耦合状态的一工艺过程。

由于光学部件的外径变化和用于实现光轴校准的夹具的加工精度的变化，用前述的组装技术校准光学部件的彼此光轴是很困难的，并且也很难将光学部件或各种光学元件的表面设置成与光学信号分离器的光轴或彼此之间呈所需的角度。即使在光学部件被粘接到平板上之后，因为光学部件的装配不是关于光学信号分离器的光轴形成轴对称，所以在遭受温度变化和振荡时，光学信号分离器的光学性能趋向于不稳定。

后一种装配方式还有一个缺点就是，当光学部件被对准在金属管中时，它们容易与光学信号分离器的光轴形成角偏差，导致在光学部件粘结到位置上后不能达到所设计的光学性能。另外，因为在金属管中的光学部件不能从金属管的外部直接观察到，所以确定光学元件的中心定位以便校准并将光学元件机械定位到所需位置的精确调节很困难。

因此，本发明的目标是提供一种成本低廉的光学信号分离器，光学信号分离器的光学部件彼此很容易且高精度地对准，不用在此以前为了精确地确定中心或调节所需要的主动校准，因此，省去主动校准这一步骤后时间缩短。

根据本发明，这里提供一种光学信号分离器，它包含多个可轴向滑动地彼此装配的管件，管件可以透光，还包括一入射光纤，一个准直透镜，一个衍射光栅，入射光纤，准直透镜，和衍射光栅被安装于管件上。每个管件最好包括一个中空的圆筒形管。

入射光纤，准直透镜，和衍射光栅被固定在管件的一端面上，最好通过胶粘合。

每个管件的材料从透明材料，半透明材料，和有色材料中挑选。

如果每个管件可以彼此轴向滑动地装配，则它们各有一个磨光的外表面。

最好每个管件的线性膨胀系数最大为50×10^-7/℃。

衍射光栅最好包含一个反射衍射光栅，并且用和每个管件相同的材料构成。

此光学信号分离器还包括一个用于监测从入射光纤传入的光的检测器，所述光通过准直透镜传到衍射光栅，经衍射光栅多路分解，再由准直透镜收敛。最好将检测器置于与入射光纤成共轭关系的位置，并被固定在其中一个管件的此端面上。此检测器包括一个光电检测器阵列，用于检测经衍射光栅多路分解且由准直透镜收敛的光的焦点。

这组管件可包括三个管件，入射光纤，准直透镜，和衍射光栅被分别安装在三个管件上。安装有入射光纤的管件和安装有衍射光栅的管件分别可滑动地装配在安装有准直透镜的管件的相反端上。

另外，这组管件也可以包括两个管件，入射光纤被安装于其中之一的管件的一端面上，准直透镜和衍射光栅分别被安装在剩下的那个管件的相反端上。安装有入射光纤的管件可滑动地装配在安装有准直透镜与衍射光栅的管件上。

根据本发明，还提供一种安装包含有入射光纤，准直透镜，和衍射光栅的光学信号分离器的方法，方法步骤包括：制备多个使尺寸做成可以彼此轴向滑动装配的管件，管件可以透光；安装该入射光纤，准直透镜，和衍射光栅于管件上；将管件彼此轴向滑动地装配；轴向上相对滑动每个管件以将关于入射光纤、准直透镜、衍射光栅的参考点之间的距离设定到一预定值，从而达到中心校准。

如果这组管件包括三个管件，则光学信号分离器可以通过安装入射光纤、准直透镜和衍射光栅于三个管件上实现中心校准组装而成，即，使每个管件轴向滑动地彼此装配，并彼此相对地滑动每个管件以设定关于入射光纤、准直透镜、衍射光栅的参考点之间的两个距离为各自的预定值，从而达到中心校准。

如果这组管件包括两个管件，则光学信号分离器可以通过安装入射光纤、准直透镜和衍射光栅于两个管件上实现中心校准组装而成，即，使每个管件轴向滑动地彼此配装，彼此相对地滑动每个管件以设定关于入射光纤、准直透镜、衍射光栅的参考点之间的距离为一预定值，从而达到中心校准。