[发明专利]光纤抽头

说明书

本发明总地涉及光子学领域，特别是涉及用于分离和分配通过聚合物光纤传导的光的光纤抽头。

采用光纤的系统是公知的且有着日益增长的广泛应用。这些系统包括光纤通信系统、医疗仪器、复印机、打印机、传真机、光学显示和照明。

在采用光纤的系统应用增加的同时，聚合物光纤(POF)被认为是上述众多应用中常规玻璃光纤的低成本替代物。例如见Proc.SPIE，1592，112-132，(1991)，F.Suzuki的“新颖的塑料图象传输光纤”(Novel plastic image transmisson fiber)；Boston，MA，Oct.17-19，1995，pp.187-192第4届国际塑料光纤和应用年会Proc.G.Brun，C.Farget，M.Reglat，M.Druetta，J.P.Goure和J.P.Monthread的“用于横向显示的塑料光纤：化学研究和光学测量”(Plastic optical fiber for lateralillumination：chemical studies and optical measurements)；Boston，MA，Oct.17-19，1995，pp.203-205第4届国际塑料光纤和应用年会Proc.J.Farenc和P.Destruel的“采用塑料光纤的显示、信号化和装潢”(Illumination，signalisation，and decoration using plastic opticalfibers)；量子电子学IEEE J.D.Grando，L.Palchetti和E.Giorgetti的“通过渐变分级的指示玻璃波导联接的聚合物光纤波导”(Optical fiber-polymer guide coupling by a tapered graded index glass guide)。最常提到的使用POF的优点是其非常轻的重量、柔韧性、抗断裂性、低的材料和连接成本、以及抗电磁干扰性。

在许多采用POF的应用中，包括光学局域网(LAN)和在非常大规模的集成多处理器系统(VLSI)中，为了向大量节点散播，光纤中的少量横向光需要从光纤中分离出去。这种光抽头的采用通常通过作为抽头结果的光损耗部分地测量。损耗的幅度确定了最大抽头数目并从而确定由所需要的信号重复器进行信号重复之前能够被连接的站的最大数目。

一些前述的光纤抽头和技术需要一个或多个连接器。这种技术一般需要断开光纤以制造抽头。此外，当连上或断开抽头时，使用光纤的系统经常被中断。0.2至2.0dB的连接器损耗一般在这些设计中是固有的，这限制了在光纤分配系统中能够被连接的抽头的数目。

在其他光纤抽头中，由于通过将能量加至光纤的辐射模式而将光能移走，不需断开光纤或加上连接器，例如见美国专利No.3,931,518、3,936,631和3,982,123。上述专利中公开和要求权利的那类技术是通过弯曲光纤将光辐射出光纤芯而进入覆层中。然后光通过介电体从光纤覆层引出，随后通过检测器而被检测。

虽然存在若干这种现有技术用于分离由在许多情况下都适用的光纤所传导的光信号，但这种技术从简便性、有效性和成本效果方面看，存在着或多或少的问题。因此，现有技术非常需要能够有效地保证光纤所传导的光的分离和分配的有效性的方法和设备。

本发明有效地分离和分配了通过聚合物光纤传导的光线。除了聚合物光纤之外，本发明还包括形成于POF之中并位于POF端头之间的镜象。

从一个方面看，本发明涉及有效分离和分配通过POF传导的光线的方法和设备。特别是在形成有内部镜象的POF处，横向于POF的光线当射到镜象时，被有效地移出聚合物光纤。像这样，移出的光线被有效地分离出去并被用在有用的地方。

从另一个方面看，本发明涉及用于有效地将光线引导进入用于分配的光纤中的方法和设备。特别是当光线被引导进入设有镜象的光纤位置处时，这样被引导的光线随后被镜象偏转以便它沿着光纤传导。

图1(a)是示出其中形成有微镜的POF的纵截面视图；

图1(b)是示出当形成内部镜象时POF的横截面视图；

图1(c)是示出用于光线的双向分离和插入的微镜形成于其中的POF的纵截面视图；

图2示出用于制造沿POF长度方向的一系列微镜的设备；

图3示出沿POF长度方向发射的16光点密度的图；

图4是示出对于一特定镜象的切入深度的联接效率的图；

图5示出沿在采用根据本发明构造的POF的10×10光点阵分布的光。