光学连接器的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种光学连接器结构,为把含有波导管结构的滤光器连接到光学元件上,如光导纤维、半导体器件等等。
在使用检测装置如光学时域反射法装置(OTDR装置)的光路检测系统中,通常在光路中配置用来反射具有预定波长的检测光的滤光器。该滤光器具有阻光作用,用来阻断检测光以防止其传输到用户仪器,并且该滤光器还具有反射光作用,用来反射穿过光路的检测光,从而把该检测光传输回检测装置,这样便可以检测出光路中是否有损坏点并可以检测光路的光传输性能。
作为用于光路检测系统的滤光器,应优先选用含有波导管结构的滤光器,在这种滤光器中,具有滤光作用的区域(以下称为“滤光区”域)配置在光学波导管的缆芯处(光学波导管包括光导纤维、薄膜波导管等等)。例如,当滤光区构造在作为光路的传输光导纤维中的预定部分上时,就得到光导纤维型滤光器。这种滤光器本身即可用作光路。其结果,当插头装有光导纤维型滤光器一端而构成光学连接器时,这种光学连接器的安装就十分便利。因此,与使用介电多层膜滤光器不同,当光导纤维型滤光器用来构成光路检测系统时,滤光器部分不必插入光路中,从而可以减小信号光的损耗。同样,滤光区置于薄膜波导管中的滤光器有许多便利之处,例如,这种滤光器不仅可以反射检测光,而且可以输出穿过滤光区的信号光。
对于这种含有波导管结构的滤光器的滤光区,通常采用光栅,这里,“光栅”是指光学波导管中的这样一个区域,即在区域内,有效折射率沿着光轴(对应波导管中信号光的传输方向的纵向)在其最大值和最小值之间周期变化。正如日本专利申请公布专利号62-500052中披露的,当搀有锗的石英玻璃被紫外线干涉及条纹照射时便构造出光栅。其依据在于玻璃的折射率随着干涉条纹的光路分布而变化。构造在光学波导管缆芯上的光栅反射通过光学波导管传输光中的具有中心为预定波长(Bragg波长)的窄波宽度(以后均称为“光栅反射波长”)的光分量。这种光栅反射波长是根据光栅周期(光栅节距)来确定的。
本发明简要说明本发明者从滤光器的性能、制造等出发研究了含有滤光器的普通光学连接器。结果表明当在光路检测系统中使用具有波导管结构的滤光器时,在把检测系统和用户终端光学互连起来的光学连接器中最好配置位于滤光器的至少缆芯内的光栅。
通常,如
图1所示,为了把传输光路连接起来,光学连接器至少应包括插头1,装在需要连接在一起的光缆(光缆)11a和11b的端部;以及一个定位套管21,用来把这些插头1光学连接起来。另一方面,如图3所示,为了把传输光路和半导体器件(如光接收元件)连接起来,光学连接器构成了光学组件20的一部分,光学组件20至少包括装在光缆22端部的套筒24(包含在插头1中);配接套筒24的套管20a,以及支架20b,其中光学元件20a装在底座20c的正面上。
此外,由于上述插头本身常常装在光缆的端部上一起出售,因此上述插头也称为“缆接光学连接器”。其结果,在本说明书中,由一个光缆和一个插头或一个装在光缆端部的套筒所构成的部件也可简称为“光学连接器”。在本文中,“光缆(光缆)”不仅可以包含一根缆线(其中,单一光导纤维的外周面覆有塑料涂层),而且还可以包含一带型缆线(其中,多个光导纤维整体覆有塑料涂层),参见图2。
如前所述,按照本发明的光学连接器包括作为传输光路至少一部分的滤光器,滤光器具有波导管结构,波导管结构包括一个具有预定折射率的缆芯和一个其折射率低于缆芯折射率并覆盖缆芯外周面的包层,并且在滤光器中,用来反射预定波长的光的光栅位于含有缆芯的滤光器的预定部分上;插头,插头具有用来配接滤光器的一部分的空隙,并且如果含有滤光器一个端面的滤光器的端部装入插头空隙内,那么插头便安装在端部上。此外,在按照本发明的光学连接器中,为了提高滤光器的性能或方便滤光器的制造,滤光器端部内的光栅配置在插头空隙内。
但是,如上所述,对于配置有滤光器的光栅区域(滤光区)的光学连接器,在用光栅反射预定波长(对应于光栅反射波长)的光时,存在着从光栅辐射到包层区域并穿过含有光栅的滤光区的光分量。其结果,滤光器的光辐射端不能充分地实现阻断由光栅反射的光的滤光作用。
因此,按照本发明的光学连接器含有一种阻光结构,用来防止光栅反射光中的从光栅辐射到包层并从滤光器的滤光区(含有光栅)通过包层传向滤光器的上述一个端面的光分量进一步传输。
尤其是,按照本发明的光学连接器根据配置在其中的光栅位置的不同而包括以下两个实施例。
就是说,在第一实施例中,插头包括含有通孔的套筒,用来配装滤光器(如含有位于设定位置上的光栅的光导纤维)的一部分,并且如果滤光器的端部的至少一部分装入通孔中时,套筒便固装在端部;凸缘,套筒的一端装在凸缘上,并且凸缘含有一个空心部分,用来至少配接没有装入套筒通孔中的滤光器端部的剩余部分。在该第一实施例中,含有光栅的滤光器的滤光区位于滤光器端部上的没有装入套筒通孔内但装入凸缘的空心部分内的剩余部分上(见图6),在第二实施例中则相反,含有光栅的滤光器的滤光区位于滤过器端部上的装入套筒通孔内的剩余部分上(见图18等)。
在按照本发明的光学连接器中,当含有光栅的滤光区包括套筒的配装空间和凸缘的配装空间时,便起不到充分的滤光作用。其结果,滤光器的整个滤光区要么配置在套筒的通孔内,要么配置在套筒外的凸缘配装空间内。
如图6所示,在第一实施例中,作为第一种阻光结构,插头1中的由位于滤光器12端部121(此处涂层被剥除)的滤光区122的外周面和凸缘24的空心部分242的内壁所围成的空隙内充满所需的粘接剂243。这种粘接剂243的折射率大体上等于或大于滤光器12的包层124的折射率。
此外,如图12所示,在第一实施例中,作为第二种阻光结构,插头1中的由滤光器12的滤光区122的外周面和凸缘24的空心部分242的内壁所围成的空隙内配置有环绕滤光区122并让滤光器12从中穿过的一个管状部件250。这种管状部件250的折射率大体上等于或大于滤光器12的包层124的折射率。在这第二种阻光结构中,至少由滤光器12的滤光区122的外周面和管状部件250的内壁所围成的空隙内最好充满所需的粘接剂251。这种粘接剂251的折射率大体上等于或大于滤光器12的包层124的折射率。
此外,由图14所示,在第一实施例中,作为第三种阻光结构,在插头1的空心部分内,环绕光栅126的涂层115至少覆盖位于滤光器12端部的滤光区122的外周面。在这第三种阻光结构中,涂层115的折射率大体上等于或大于滤光器12的包层124的折射率。
此外,在本发明的第二实施例中,作为第四种阻光结构,其中,套筒13A由一种光传输材料构成,该材料通过的传输光的波长与光栅126的反射波长相等。这种光传输材料的折射率大体上等于或大于滤光器12的包层124的折射率。图18为表示含有第四种阻光结构的光学连接器结构的截面图。
此外,在第二实施例中,作为第五种阻光结构,其中,套筒13B包含一种光吸收结构,用来吸收光栅126反射光中的从光栅126辐射到包层124上的光分量到达区域处的、其波长与光栅126反射波长相等的光。这第五种阻光结构与图18中的结构类同,其中的套筒13B由一种光吸收材料构成,这种材料吸收的光的波长与光栅126的反射波长相等。同样,如图22所示,第五种阻光结构也可以这样来实现,即在套筒13C的通孔130内表面上构造一个由吸收光栅126反射波长的光的材料制成的光吸收层135。
此外,作为第二实施例中的第六种阻光结构,如图24所示,装在套筒13通孔内的滤光器12C端部121上的预定部分(即光栅126反射光到达的部分)的外径小于滤光器12C余部的外径。这时,由滤光器12C的预定部分的外周面和套筒13的通孔130的内壁所围成的空隙内充满一种光吸收材料136,这种光吸收材料吸收的光的波长等于光栅126的反射波长。且这种光吸收材料的折射率大体上等于或大于滤光器12C的包层124的折射率。
如图29至图34所示,作为第二实施例中的第七种阻光结构,其中,插头1含有一种限制滤光器12一个端面125上的光辐射切孔尺寸的结构,切妃尺寸被限制为小于垂直于滤光器12光轴的滤光器12截面的尺寸。
尤其是,第七种阻光结构可以这样来实现,即相对于含有光栅126的滤光区122(位于装在套筒13通孔130中的滤光器12的端部)位于上述一个端面上的套筒13通孔130的切孔被含有切孔的第一阻光部件140遮盖,而切孔尺寸小于滤光器12的一个端面125的尺寸(见图29)。
而且,作为第七种阻光结构,其中,相对于含有光栅126的滤光区122位于上述一个端面上的套筒13D通孔130的第一切孔尺寸通过第二切孔处的隆起部141而做得比相对于滤光区122位于第一切孔对面边上的套筒13D通孔130的第二切孔尺寸小(见图31)。
此外,第七种阻光结构也可以这样来实现,即含有切孔(其尺寸小于滤光器12的截面尺寸)的第二种阻光部件142固接在装入套筒13通孔130内的滤光器12的一个端面125上(见图33)。该第二种阻光部件142装在套筒13的通孔130内。
这里,第七种阻光结构中的上述每一种结构均限制上述端面125的直径,使其为滤光器12中模式区直径的1.14倍多但小于滤光器12的包层124的外径。
如图35至图47所示,作为第二实施例中的第八种阻光结构,其中,套筒13E或13F含有一种用来裸露装入套筒13E或13F通孔130内的滤光器12端部121的外周面上的一个区域(光栅126反射光中的从光栅126辐射到包层124上的光分量到达的区域)的结构。
尤其是,该第八种阻光结构可以这样来实现,即配置一切口部分190,该切口部分190从套筒13E的外周面延伸到装有滤光器12的通孔130内,或配置一通孔(窗口)191,该窗口把套筒13F的外侧面与装有滤光器12端部121的通孔130内壁连通起来。在这种结构中,装在套筒13E或13F通孔130内的滤光器12的端部121中的裸露部分最好覆盖有其折射率大体上等于或大于滤光器12包层124折射率的折射率匹配材料700。
此外,如图49所示,作为第二实施例中的第九种阻光结构,其中,位于套筒13通孔130内的滤光器12的含有光栅126的滤光区122离滤光区12端部121的一个端面125的距离等于或大于3mm。
此外,如图54至图57所示,作为第二实施例中的第十种阻光结构,其中,在套筒13G通孔130的内壁上配置有其截面尺寸大于套筒13G端面131附近截面尺寸的加粗部分134a。在这种结构中,加粗部分134a位于光栅126反射光中的从光栅126辐射到包层124上的光分量到达的区域。当滤光器12的端部121装入套筒13G的通孔130中时,加粗部分134a和滤光器12的外周面之间存在间隙135a。
此外,如图58至图70所示,作为第二实施例中的第十一种阻光结构,其中凹槽位于光栅126反射光中的从光栅126辐射到包层124上的光分量到达的区域,从而在滤光器12的外周面和套筒13H,13I或13J的通孔130之间存在空隙。
在该第十一种阻光结构中,如同图58中的凹槽135b一样,位于套筒13H通孔130内壁上的凹槽沿着通孔130的中轴线从套筒13H的第一端部延伸到与第一端部相对的第二端部(包含端面131)。而且,如同图62中的凹槽135C一样,位于套筒13I通孔130内壁上的凹槽沿着垂直于通孔130中轴线的通孔130截面的圆周方向配置。此外,如同图67中的凹槽135d一样,位于套筒13J通孔130内壁上的凹槽相对于通孔130的中轴线从套筒13J的第一端部呈螺旋形延伸到与第一端部相对的第二端部(包含端面131)上。
在该第十一种阻光结构中,由滤光器12端部121的外周面和位于通孔130内壁上的凹槽135b至135d所围成的空隙内最好充满其折射率大体上等于或大于滤光器12的包层124折射率的折射率匹配材料800。这里,在第十一种阻光结构中,凹槽135b至135d配置在套筒13H,13I或13的通孔130内壁上的一个区域内,该区域相对于含有光栅126的滤光器12的滤光区122位于滤光器12端部121的一个端面上,但套筒13H,13I或13J的端部(包含端面131)除外。
从下面的详细说明和附图中可以对本发明有更全面的了解,但须注意附图只是一种图解方式,并不对本发明构成任何限制。
从下面的详细说明中对本发明的进一步适用性范围将会有更清晰的了解。但是必须注意由于对本专业技术人员来说,从这些详细说明中显然可以设计出在本发明实质和范围内的各种改变和修改型。
图1为可表示按照本发明的、用来光学连接光缆(每根光缆含有一根光导纤维)的光学连接器第一种基本结构的示意图;图2为表示按照本发明、用来光学连接带形光缆(每根光缆含有多个光导纤维)的光学连接器第二种基本结构的示意图;图3为表示按照本发明的、用来把传输线光学连接到一光学元件上的光学连接器第二种基本结构的示意图;图4为表示按照本发明的光学连接器基本组装步骤的示意图;图5为表示按照本发明的光学连接器整体基本结构的正视图;图6为表示按照本发明的光学连接器第一实施例(第一种阻光结构)的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图7为表示图6中箭头B1指示部分的光学连接器的整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器B-B剖面示意图;图8为表示本发明者用来进行试验的装置结构示意图;图9和图10表示使用图8中装置得到的试验结果曲线,即分别表示了当d=21mm和=500mm时的传输光量(dBm)和波长(nm)间的关系;图11为用来说明在光栅反射光中光线成分如何穿过包层区域传导的示意图;图12为表示按照本发明的光学连接器第一实施例(第二种阻光结构)的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图13为表示图12中箭头B2指示光学连接器的整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器B-B剖面示意图;图14为表示按照本发明的光学连接器第一实施例(第三种阻光结构)的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图15为表示图14中箭头B3指示部分的光学连接器的整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器B-B剖面示意图;图16为表示按照本发明(第四种阻光结构和第五种阻光结构的第一应用示例)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤的示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图17为表示图16中箭头C1指示部分的光学连接器的整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图18为表示按照本发明(第四种阻光结构和第五种阻光结构的第一应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图19为表示图18中箭头C2指示部分的光学连接器的整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图20为表示按照本发明(第五种阻光结构的第二应用实例)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤的示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图21为表示图20中箭头C3指示部分的光学连接器的整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图22为表示按照本发明(第五种阻光结构的第二应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图23为表示图22中箭头C4指示部分的光学连接器的整体结构示意图,即对应5中光学连接器C-C剖面示意图;图24为表示按照本发明的光学连接器第二实施例中光学滤波器端部结构的立体示意图;图25为表示按照本发明(第六种阻光结构)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图26为表示按照本发明(第六种阻光结构)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图27为表示图26中箭头C5指示部分的光学连接器的整体结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图28为表示按照本发明(第六种阻光结构的一个应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图29为表示按照本发明(第七种阻光结构的第一应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图30为表示沿图29中箭头E1所指方向的光学连接器的正面示意图,即对应沿图5中箭头E所指方向的光学连接器的正面示意图;图31为表示按本发明(第七种阻光结构的第二应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图32为表示沿图31中箭头E2所指方向的光学连接器的正面示意图,即对应沿图5中箭头E所指方向的光学连接器的正面示意图;图33为表示按照本发明(第七种阻光结构的第三应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图34为表示沿图33中箭头E3所指方向的光学连接器的正面示意图,即对应沿图5中箭头E所指方向的光学连接器的正面示意图;图35为表示按照本发明的光学连接器第二实施例中插头(第八种阻光结构的第一应用示例)的整体结构示意图;图36为表示按照本发明(第八种阻光结构的第一应用示例)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤示意图,即对应图35所示插头中沿线F1-F1的剖面示意图;图37为表示沿图35中线H1-H1剖开的套筒的截面示意图;图38为表示沿图35中线G1-G1剖开的套筒的截面示意图;图39为表示说明光如何在光导纤维中向前传播的示意图;图40为表示按照本发明的光学连接器第二实施例中整体结构(第八种阻光结构的第一应用示例)示意图;图41为表沿图40中线H2-H2剖开的光学连接器截面示意图;图42为表示按照本发明的光学连接器第二实施例中插头(第八种阻光结构的第二应用示例)的整体结构示意图;图43为按照本发明(第八种阻光结构的第二应用示例)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤示意图,即对应图42所示插头中沿线F2-F2的剖面示意图;图44为表示沿图42中线H3-H3剖开的套筒的截面示意图45为表示沿图42中线G2-G2剖开的套筒的截面示意图;图46为表示按照本发明的光学连接器第二实施例中整体结构(第八种阻光结构的第二应用示例)的示意图;图47为表示沿图46中线H4-H4剖开的光学连接器截面示意图;图48为表示按照本发明(第九种阻光结构)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图49为表示沿图48中箭头E4所指方向的光学连接器的正面示意图,即对应沿图5中箭头E所指方向的光学连接器的正面示意图;图50为表示用来测量未装有光学连接器的光学滤波器(含有未用插头覆盖的光栅)的波长与透射率之间相关性的装置的结构示意图;图51为表示未装有光学连接器的光学滤波器的相应测量结果曲线(用图50中装置测量)的示意图;图52为表示用来测量装有光学连接器的光学滤波器(含有用插头覆盖的光栅)的波长与透射率之间相关性的装置的结构示意图;图53为表示装有光学连接器的光学滤波器的相应测量结果曲线(用图52中装置测量)的示意图;图54为表示按照本发明(第十阻光结构)的光学连接第二实施例的部分组装步骤示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图55为表示沿图54中箭头C6所指方向的光学连接器的轮廓截面结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图56为表示按照本发明(第十种阻光结构)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图57表示沿图56中箭头C7所指方向的光学连接器的轮廓截面结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图58为表示按照本发明(第十一种阻光结构的第一应用示例)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图59为表示沿图58中箭头C8所指方向的光学连接器的轮廓截面示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图60为表示按照本发明(第十一种阻光结构的第一应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图61为表示沿图60中箭头C9所指方向的光学连接器的整体截面示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图62为表示按照本发明(第十一种阻光结构的第二应用示例)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图63为表示沿图62中箭头C10所指方向的光学连接器整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图64为表示按照本发明(第十一种阻光结构的第二应用示例)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图65为表示沿图64中箭头C11所指方向的光学连接器整体截面结构示意图,即对应图5中光学连接器C-C剖面示意图;图66为表示按照本发明(第十一种阻光结构的第二应用示例,其中型槽位置被改变)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图67为表示按照本发明(第十一种遮光结构的第三应用示例)的光学连接器第二实施例的部分组装步骤示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;图68为表示图67中所示套筒主要部分的放大示意图;图69为表示按照本发明(第十一种阻光结构的第三应用示例,其中,型槽位置被改变)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图;以及图70为表示按照本发明(第十一种阻光结构的第三应用示例,其中,型槽位置被改变)的光学连接器第二实施例的截面结构示意图,即对应图5中光学连接器A-A剖面示意图。
以下参照图1至图70对按照本发明的光学连接器加以说明。
按照本发明的光学连接器至少具有图1至图3中的任意一种基本结构。例如,图1中表示的一种光学连接器用来把光缆11a和11b连接起来,在各个光缆中,各个光导纤维12a和12b用塑料包盖。在图1所示的光学连接器中,插头1装在光缆11a的端部(光导纤维12a在此处剥露)。插头1包括一个套筒13a,该套筒装在光导纤维11a的端部;一个凸缘,用来固定套筒13a的一端(见图4和图5);以及一个罩壳14a,用来保护套筒13a和凸缘。同样,另一插头1装在另一光缆116的端部(光导纤维12b在此处剥露)。这一插头也包括一个套筒13b,一个凸缘(见图4和图5)以及一个罩壳14b。这些光缆11a和11b通过一个带有调节套管21的适配器2相互光学连接起来。这时,每个套筒13a和13b的一部分装在适配器2的调节套管21中。
在本说明书中,“光缆”不仅包括含有被塑料包盖的单一光导纤维的一根光缆而且还包括含有多个被塑料统一包盖的光导纤维16a和16b的各个带形光缆15a和15b(见图2)。图2表示的光学连接器用来把光缆(光缆)15a和15b光学连接起来,而光缆15a和15b分别含有多个光导纤维16a和16b。插头1装在光缆15a的端部(光导纤维16a在此处剥露)。插头1包括套筒17a,在套筒17a中,导向销孔18a顺着光导纤维16a构造,而导销19a装在套筒的一个端面上。同样,套筒17b(包含在插头中)装在另一光缆15b的端部(光导纤维16b在此处剥露)。在套筒17b中,导向销孔18b顺着光导纤维16b构造,而导销19b装在该套筒的一个端面上。当导向销孔18a和另一个导销19b相啮合另一个导向销孔18b和导销19a相啮合时,套筒17a和17b就把光缆15a和15b相互光学连接起来。
上述插头1也称为附缆光学连接器10,其原因在于有许多情况下,插头是附在光学纤维电缆11a和11b(或15a或15b)上一同出售。其结果,按照本发明的光学连接器包括这种附缆光学连接器10。
这种光学连接器10(包括附缆光学连接器)不仅可以实现传输光路间的光学连接(如图1和图2所示),而且可以实现传输光路和光学元件间的光学连接。图3表示了一种结构示例,其中光学连接器(附缆光学连接器)连接在一光学组件20上。也就是说,装在光缆11端部(光导纤维23在此处剥露)的套筒24(包含在插头1中)与光学组件20的套管20a相配接。该光学组件20包括套套管20a;管座20c,光学元件20d,如光接收元件(光敏元件)装在管座20c的正端面上,套架20b,用来把光学元件固定在预定位置上。
下面,参照图4对按照本发明的光学连接器的基本组装步骤加以说明。
首先,准备具有波导管结构的光缆11(包括一个滤光器)波导管结构由一个具有预定折射率的缆芯和一个其折射率比缆芯折射率低并包盖缆芯的包壳构成,其中,具有沿纵向(沿着光的传播方向)周期变化的折射率的光栅设在缆芯的一预定位置上。把涂层涂覆在光导纤维12(以下称为“滤光器”)的外周面上,便构成了该光缆(其中配有光栅)。尤其是,在按照本发明的光学连接器上滤光器12的典型结构中,涂层在滤光器端部121处被除去,并且把含有光栅的区域称为滤光器区122。
该滤光器12连续地穿过罩壳14、具有空心部分242的凸缘24和用来固定套筒13的套架部分241,并且涂层被除去的端部121插入套筒13的通孔130中。然后,当套筒13装在滤光器12的端部121上时,需对套筒13的第一端面131打光以便与滤光器12的端面125(见图6)相配接。
这里,通孔130的内径大体上与滤光器12的直径相同。在本说明书中,“大体上相同”指这样一种状态,即滤光器12的直长和通孔130的内径相配接的松紧程度可以使滤光器12得到适当固定。
然后,当装在滤光器12上的套筒13的第二端面132配入凸缘24的固定部分241中时,套筒13便固定在凸缘24上。其结果,得到了如图5所示的滤光器。这里,图5所示光学连接器的整体基本结构在下面将要说明的光学连接器中是通用的,因此在光学连接器的以下说明中,在每次必要时均将涉及到图5。
下面将对按照本发明的光学连接器的多个实施例加以说明。这里,根据其中配用的光栅的位置,按照本发明的光学连接器包括以下两个实施例。
就是说,装在滤光器12端部121上的插头包括一个含有与滤光器12(如在缆芯的预定位置配有光栅的光导纤维)的一部分配接的通孔130的套筒13,并且当滤光器12端部121的至少一部分配入通孔130中时,插头装在滤光器12的端部121上;以及包括含有固定部分241和空心部分242的凸缘24,其中套筒13的一端(包括端面132)装在固定部分241上,而空心部分242用来至少配入没有配入套筒13的通孔130中的光导纤维12的端部121的一部分。在这个第一实施例中,含有光栅126的滤光器12的滤光区域122(包含在滤光器12的端部121内)位于不与套筒13的通孔130配接而与凸缘24的通孔部分242配接的那一部分。在第二实施例中,情况则相反,即含有光栅126的滤光器12的滤光区域122(包含在滤光器12的端部121内)位于与套筒13的通孔130配接的那一部分。
在按照本发明的光学连接器中,当含有光栅126的滤光区域122沿着套筒13的配接区间和凸缘24的配接区间延展时,不能起到充分的滤光作用。换句话说,加到配入套筒13中的过滤区122的一部分上的应力主要取决于套筒13线性膨胀系数,加在配入凸缘24配入空间中的过滤区122剩余部分上的应力取决于覆盖件,如包层、填充物(粘合剂),凸缘24或类似物的线性膨胀系数。若以具有不同线性膨胀系数的零件包覆过滤区122,则在过滤区122中沿纵向分布的应力就不能呈均匀状态。因此,为了使过滤区122中沿纵向分布的应力均匀分布,滤光器12的整个滤光区域122要么配入套筒13的通孔130中,要么配入套筒13外的凸缘24的配接区间中。
尤其是,按照本发明的光学连接器含有一个由光栅反射的光的阻光结构,该阻光结构用来阻止光分量进一步传播,该光分量从光栅传播到包层上从而从含有光栅的滤光器的滤光区域穿过包层传向滤光器的上述一个端面。以下将参照图6至70从第一至第二实施例依次对各个阻光结构加以说明。
在本文中,“波导管”是指用来传输预定波长利用缆芯和包层间的折射率差而限制在预定范围内的光信号的线路,“波导管”包括光导纤维,薄膜波导管等等。此外,滤光器的“端部”至少包括滤光器配入接头(仅由一个套筒构成或由一个套筒和一个凸缘构成)的那一部分。
下面对本发明第一实施例中光学连接器的第一种阻光结构加以说明。
图6为表示按照本发明的含有第一种遮光结构的光学连接器结构的侧向截面图(对应图5中A-A剖面图),而图7为表示沿图6中箭头B1所指部分的光学连接器的截面示意图(对应图5中B-B剖面图)。该光学连接器包括滤光器12,通过把光栅126构造在含有缆芯和包层124的单一光导纤维上而获得;套筒13,用来与通孔130内的滤光器12端部配接;凸缘24,该凸缘含有固定部分241,套筒13的一端装在固定部分241上。
滤光器12应该用在使用OTDR(Optical Time DomainReflectometry)装置的光学通讯网络的检测系统中。在构成光学通讯网络的光路中,光学通讯的信号光从工作站传输到用户终端,而从OTDR装置发出的检测光同时被传输,从而对光路的工作状态进行检测。作为检测光所使用的波长与信号光的波长不同。当检测光进入用户终端时,就成为信号光中的有害噪声。因此,必须使用滤光器来滤除光路中的检测光。满足这种需要的滤光器12通过在构成光路一部分的光导纤维的缆芯123上配置光栅126(该光栅126反射预定波长的光)来从用户终端侧阻断检测光。
尽管滤光器12的缆芯123和包层124主要由石英玻璃(SiO2)制成,但是在包层124大体上由纯石英玻璃制成的同时,构造缆芯123的石英玻璃内常搀入用来增加折射率的材料GeO2。结果,缆芯123的折射率高于包层124的折射率,缆芯123和包层124间的相对折射率差约为0.35%。
光栅126是缆芯123的一个区域,在该区域内,有效折射率沿着滤光器12的光轴(纵向)在最小折射率和最大折射率之间作周期性变化。换句话说,光栅126是这样一个区域,在该区域内的折射率分布是这样的,即有效折射率沿着光轴在最小折射率和最大折射率之间作周期性变化。该光栅126在中心为反射波长(Bragg波长,由折射率的变化周期,即光栅周期-亦称为光栅节距确定)的相当窄波长范围内反射具有光栅126反射波长的光。光栅126的这种反射波长与上述检测光的波长相同。
当掺有锗的石英玻璃被紫外线照射时,被照射部分的折射率的增加量与紫外线的强度相对应,利用这种现象可以构造光栅126。就是说,当紫外线的干涉条纹从包层124的表面照射在掺有锗的缆芯123上时,在缆芯的干涉条纹照射区域上便形成了与干涉条纹光强分布相对应的折射率分布。形成这样折射率分布的区域就是光栅126。这时,构成光栅126部分的折射率与缆芯123的原始有效折射率(紫外线照射前的有效折射率)相同。
图6中标号115代表覆盖包层124表面的紫外线阻断树脂涂层,用来保护缆芯123和包层124。滤光器20端部的树脂涂层115被剥除,这样缆芯123便可受紫外线照射以构成前述的光栅126。
套筒13是一个由氧化锆制成的管状部件,该管状部件环绕着滤光器12的已经剥除树脂涂层115的端部121。套筒13的通孔130内径为0.126mm,而通孔130的内表面为一个镜面。
凸缘24是一个管状固定部件,其中套筒13的末端装在凸缘24的固定部分241上。凸缘24的空心部分242内径为1mm,并且该空心部分242与滤光器12中包含光栅126的那一部分(滤光区域122)相配接。在凸缘24的空心部分242中,滤光器12和凸缘24间的空隙由粘接剂243填满,从而把滤光器12固定在凸缘24的内面上。这里使用了与包层124具有大体相同折射率的树脂粘接剂作为粘接剂243。
按照本发明的光学连接器的特征在于光栅126位于凸缘124的空心部分242内。因此,在具有光栅126反射波长的光中,由光栅126照射到包层124的光分量减少,从而增加了阻光率。
首先从下面的说明中可知,光从构造在至少包含缆芯123的玻璃区域上的光栅126照射到包层124上,从而降低了滤光器12的遮光率。本发明者通过利用图8所示装置进行的试验证实了上述事实。该试验装置检验了这样的事实,即具有构造在光导纤维100缆芯上的光栅126的反射波长的光由光栅126照射到包层上。这里,构造有光栅116的光导纤维100相当于一个光导纤维型滤光器。作为本实施例中滤光器12的一种,光导纤维100是一种石英玻璃基的单一纤维,其缆芯搀有锗。光栅116的长度为10mm,具有预定的光栅节距和大约1,554nm的折射波长。光导纤维100的包层除两端部外均涂有树脂材料。剥除树脂涂层的一端通过光纤适配器210连接到一个超发光二极管(SLD)200上。SLD200是一个半导体光发射器件,它在包括光栅126反射波长的预定波长范围内发射光。剥除树脂涂层的另一端通过光纤适配器310连接到光谱分析仪300上。光栅116距光谱分析仪300的端面距离为d(包括光导纤维100上剥除树脂涂层的那一部分。
本发明者使得SLD200发射光,以获得照射在光导纤维100上的检测光,通过光谱分析仪300,本发明者对d为21mm(见图9)和d为500mm(见图10)两种情况下的穿过具有光栅116的区域的传输光谱分别进行了检测。图9和图10表示了相应的检测结果。传输光量由于光栅116的光反射而产生的衰减峰400和410分别示于图9和图10中,d为21mm时的衰减峰400显著小于d为500mm时的衰减峰410。就是说,d为21mm时的具有光栅116遮断波长的光的传输衰减量小于d为500mm时的衰减量。由于不论d为21mm还是d为500mm,光导纤维100中的光栅116均具有相同结构,因此传输衰减量的差别不是由光栅116的反射引起的,而是由光栅116至光谱分析仪300内的距离不同造成的。
鉴于这一事实,传输衰减疸的上述差别原因在于光栅116包含有折射率局部增大的部分,因此在光栅构成部分和其它部分之间产生状态上的不一致。当具有光栅反射波长的光到达光栅时,一部分穿过光栅而被反射,这里,由于上述状态上的不一致性,便产生了从光栅的每一部分辐射到包层上的光。
图11表示了光如何从光栅116照射到包层上。在该图中,标号112代表光导纤维100的缆芯,而标号114代表包层。同样,标号120代表从光栅116照射到包层114上的光。由图11可见,光120穿过含有包层114和缆芯112的部分而到达光栅116的前部。由于包含包层114和缆芯112的玻璃区域的限光效应比单纯缆芯112的限光效应小,所以从光栅116辐射出的光在进一步传输时有相当大的能量衰减。因此,根据上述试验结果,具有由光谱分析仪300检测出的上述反射波长的光变弱,并且随着光栅116至光谱分析仪300之间距离的增大,传输光量的衰减峰变大。
通常,光学连接器的套筒由具有高光反射率材料,例如氧化锆制成,而其内表面为一镜面。因此,当含有光栅116的光导纤维100(滤光器)的端部配入套筒时,从光栅辐射出并透出包层114的光被套筒的内表面反射从而返回到包层114内并传输到光栅116前部,由此不能始终有效地获得具有波导管结构的滤光器的遮光效应。
根据以上事实,提出了按照本发明的光学连接器。就是说,在图6的光学连接器中,光导纤维型滤光器12的含有光栅126的部分(滤光区域122)配入凸缘24的空心部分242。由于粘接剂243的反射率没有套筒13的反射率大,因此在具有与光栅126的反射波长相对应的波长的光(即要被光栅126反射的光)中,从光栅126辐射到包层124上的光分量在向前传输的同时泄露进环绕包层124配置的粘接剂243中。此后,当从光栅126辐射出的光到达配入套筒13通孔130中的滤光器部分时,从光栅126辐射出并泄露出粘接剂243的光分量被套筒13的端面132阻断而不能再进一步向前传输。结果,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上并穿过光栅126的有害光分量具有减小的能量,因而,在需要光栅反射的光中,图6的光学连接器(第一种遮光结构)能够阻断不被反射的光分量(以下称为“辐射光”)。
此外,在图6的光学连接器中,由于具有大体上与包层124相同折射率的粘接剂填满滤光器12和凸缘24内的间隙,因此从光栅126辐射出的光几乎不被包层124的外表面反射。结果,从光栅126辐射出的光很易延入粘接剂243中,因而被辐射出的光可以达到很高的阻断比率。
下面对按照第一实施例的光学连接器的第二种遮光结果加以说明。
图12为表示按照本发明的含有第二种阻光结构的光学连接器结构的侧视截面图(即对应图5中A-A截面图)。图13为表示沿图12中箭头B2所指方向的光学连接器截面示意图(即对应图5中B-B截面图。在该光学连接器中,环绕滤光器12包层124外周面的管状部件250置于滤光器12上去除涂层115的端部121和凸缘24的空心部分242之间。管状部件250的内径为0.14mm,而滤光器12的端部121穿过管状部件250。同样,光栅126位于管状部件250内。粘接剂251置于滤光器12和管状部件250之间,管状部件250通过粘接剂251固定在滤光器12的外周面上。粘接剂251还介于管状部件250和凸缘24的空心部分242之间,由此管状部件250固定在凸缘24的空心部分242的内表面上。粘接剂251的折射率大体上与滤光器12的包层124的折射率相同,而管状部件250的折射率大体上与粘接剂251和包层124的折射率相同。
对于图12的光学连接器,在具有光栅126反射波长的波中,从光栅126辐射到包层124上的泄漏光分量在泄漏进粘接剂251和管状部件250的同时向前传输。尤其是,在图12的光学连接器中,由于粘接剂251和管状部件250的折射率大体上与包层124的折射率相同,因此从光栅126辐射的光(泄漏光分量)可以很容易地进入粘接剂251和管状部件250中。此后,当从光栅126辐射的光到达滤光器12上配入套筒13内通孔130的部分时,在从光栅126辐射的光中,至少已扩散到粘接剂251和管状部件250中的泄漏光分量被套筒13阻断而不再进一步向前扩散。结果,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上的光分量能量减小,因而图12的光学连接器能够高效地阻断从光栅126辐射的光。
此外,在该第二种阻光结构中,由于管状部件250置于空心部分242内,而不是借助粘接剂243填入凸缘24的整个空心部分242内,因此粘接剂243的量比第一种阻光结构中的量少。结果,防止了粘接剂243固化收缩时对光栅126传递应力并使光栅126性能不稳定现象的发生。这样,图12的光学连接器能够可靠地实现所需的滤光作用。
下面对按照第一实施例的光学连接器的第三种阻光结构加以说明。
图14为表示按照本发明的含有第三种阻光结构的光学连接器结构的侧视截面图(即对应图5中A-A剖面图)。图15为表示光学连接器在图14中箭头B3所指位置处的截面示意图(即对应图5中B-B剖面图)。图14的光学连接器与图6的光学连接器的不同之处在于配入的滤光缆11的结构。就是说,在图12的滤光缆11中,紫外线阻断树脂涂层115环绕含有光栅126的滤光区域122。得到滤光缆11的方法含有如下步骤从光导纤维的预定部分剥除涂层115;用紫外线干涉条纹照射该部分以形成光栅126;然后在该部分上重新构造涂层115。这里,该涂层115的折射率大体上与光导纤维12的包层124的折射率相同。
粘接剂243填满滤光器12和图14中凸缘24的空心部分242之间的空隙,滤光器12通过粘接剂243固定在空心部分242内。这里,粘接剂243的折射率大体上与包层124和涂层125的折射率相同。
对于图14的光学连接器,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的光分量在泄漏进涂层115和粘接剂243中的同时向前扩散。尤其是,在第三种阻光结构中,由于涂层115和粘接剂243的折射率大体上与包层124的折射率相同,因此从光栅126辐射的光可以很容易地进入涂层115和粘接剂126中。这样,当从光栅126辐射的光到达滤光器12上配入套筒13内通孔130的部分时,从光栅126辐射的已经穿过涂层115和粘接剂243的光分量被套筒13阻断而不再进一步向前扩散。结果,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上的光分量能量减小,因而图14的光学连接器能够高效地阻断从光栅126辐射的光。
此外,在该第三种阻光结构中,与第一种阻光结构不同,由于涂层115环绕滤光区域122,因此当粘接剂固化收缩时传递给光栅126的应力影响减少,从而光栅126的性能不稳定性变小。这样,图14的含有第三种阻光结构的光学连接器能够可靠地实现所需的滤光作用。
如前所述,在本发明的第一实施例的光学连接器中(含有第一至第三种阻光结构),从光学连接器光栅辐射的光在泄漏进滤光器和凸缘间空隙的同时向前扩散,然后被套筒的端面阻断。因此,减少了来自光栅的不必需辐射光,从而本发明第一实施例中的光学连接器具有很高的阻光比。
下面对本发明第二实施例中光学连接器的第四种阻光结构加以说明。
图16为表示每一部件的侧视截面图(即对应图5中A-A剖面图),表示了按照本发明的含有第四种阻光结构的光学连接器的部分组装步骤;而图17为表示光学连接器在图16中箭头C1所指部位处的截面示意图(即对应图5中C-C剖面图)。该光学连接器用来把光导纤维型滤光器12连接到另一光学元件(如光导纤维或半导体器件),并且适用于与滤光器12配接。尤其是,该光学连接器由含有通孔130(通孔130用来与滤光器12的端部121配接)的套筒13A和含有固定部分241(套筒13A的末端部分装在该固定部分241)的凸缘24构成。
下面参照图16和图17对按照本发明的光学连接器的第四种阻光结构加以说明。套筒13A环绕并固定滤光器12上已经剥除树脂涂层115的端部121。在套筒13A的中心,通孔130沿着套筒13A的中心轴线延伸。滤光器12的端部121插入通孔130中。凸缘24是一个管状固定部件,其中套筒13A的末端部分装在固定部分241上。在凸缘24的空心部分242中配接着滤光器12上覆盖有树脂涂层115的部分。
在图16光学连接器的第四种阻光结构中,套筒13A由光传输材料制成,这种材料对具有光栅126反射波长的光进行传输。结果,当光导纤维12配入图16的光学连接器中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的不必需光分量穿过套筒13A而辐射至其外部。从而滤光器12的阻光比增大。这里,类似上述炮传输材料的各种材料均可以使用,但更优选使用那些能够高比率地传输具有光栅126反射波长的光的材料。作为这种光传输材料的一个特定示例,光学玻璃(如石英玻璃)就是适用的一种材料。
在普通的光学连接器中,套筒由具有高光反射率的材料(如氧化锆)制成,而其内表面为一个镜面。结果,从图8至图11的试验中可见,当含有光栅116的光导纤维100的端部配入套筒内时,从光栅116辐射并扩散出包层114的光被套筒的内表面反射,然后进一步扩散到光栅116的前部,因而不能始终充分地得到滤光器的阻光效应。
根据这一事实,提出了按照本发明的光学连接器的第四种阻光结构。就是说,当滤光器12装入含有第四种阻光结构的光学连接器中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上并到达包层124外表面而扩散出包层124外表面的光分量穿过套筒13A而辐射到外面。其结果,下面的情况很难发生即从光栅126辐射到包层124上的泄漏光分量扩散出包层124并被套筒13A的内表面反射而返回滤光器12的内部并向前传输到光栅126前部。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过滤光区122的泄漏光分量能量减小,这样,含有,含有第四种阻光结构的光学连接器增大了滤光器12的阻光比率。
这里,如果构成套筒13A的光传输材料的折射率大体上与滤光器12包层124的表面层部分的折射率相同,那么当滤光器12配入光学连接器中时,从光栅126辐射的光很难被滤光器12和套筒13A间的界面反射。因此从光栅126辐射的光高效地穿过套筒13A,从而可以显著增大滤光器12的阻光比率。
同样,如果构成套筒13A的光传输材料的折射率大于滤光器12包层124的表面层部分的折射率,那么当滤光器配入光学连接器中时,从光栅126辐射的光很难被滤光器12和套筒13A间的界面完全反射。因此从光栅126辐射的光有效地穿过套筒13A,从而可以大大地增加滤光器12的阻光比率。
图18为表示由图16组装步骤而得到的光学连接器的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图)。图19为表示光学连接器在图18中箭头C2所指部分处的截面示意图(对应图5中C-C剖面图)。滤光器12上已经剥除树脂涂层115的端部121插入套筒13A的通孔130内,而光栅126也置于套筒13A的通孔130内。在凸缘24的空心部分242内设有树脂涂层115覆盖的滤光器12的部分。滤光器12的涂层115和凸缘24的空心部分242间的空隙内充满粘接剂255,滤光器12通过粘接剂255固定在凸缘24的空心部分内。
对于图18的光学连接器,在从光栅126辐射到包层124而到达包层124外表面上的光中,辐射到包层124外的泄漏光分是穿过套筒而扩散到外面。因此,在具有光栅126反射波长的光中。辐射到包层124上而穿过滤光区122的不需要辐射光分量的能量减少。其结果,含有第四种阻光结构的光学连接器具有很高的阻光比率并且还适用于构成光路检测系统。
如前所述,在含有第四种阻光结构的光学连接器中,当配置光导纤维型滤光器时,从滤光器光栅辐射的光穿过套筒而扩散到外面。其结果,穿过滤光区而传输到光栅前部的光分量减少,因而可以增大光学连接器的阻光比率。
下面对本发明第二实施例中光学连接器的第五种阻光结构加以说明。
对于按照本发明的光学连接器中的第五种阻光结构,套筒13B由吸收具有光栅126反射波长的光的吸光材料制成(第一应用示例)。这里,由于第五种阻光结构的第一示例中光学连接器的制造和结构均与前述图16至图19中的光学连接器相同(套筒13除外),因此下面不再进一步说明。对于采用第五种阻光结构的第一应用示例的光学连接器,在具有光栅126反射长的光中,从光栅126辐射到包层124上的不需要辐射光分量被套筒13B吸收,因而增大了滤光器12的阻光比率。这里,可以根据光栅126反射波长使用各种材料作为上述吸光材料,但更优先选用那些高比率地吸收具有光栅126反射波长的光的材料。例如,当反射波长位于1.3μm波带时,套筒13B可由掺有稀土元素镨的玻璃制成;而当反射波长位于1.55-μm波带时,套筒13B可由掺有稀土元素铒的玻璃或聚酰亚胺树脂制成。
在普通光学连接器中,套筒由具有高光反射率的材料(如氧化锆)制成,而其内表面为一镜面。其结果,从图8至图11的试验可见,当包含有光栅126的光导纤维100(滤光器)的端部配入套筒时,从光栅116辐射并扩散出包层114的光被套筒的内表面反射而返回到包层114内,然后向前传输到光栅126的前部,因而不能始终充分地获得滤光器的阻光效应。
根据这一事实,提出了按照本发明的含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器。就是说,当滤光器12配入含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124、然后到达包层124外表面而扩散出包层124的光被套筒13B吸收。其结果,下面的情况很难发生即从光栅126辐射到包层124上的光扩散出包层124,然后被套筒13B通孔130的内表面反射而返回到滤光器12内并向前传输到光栅126前部。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过滤光区122的无用辐射光分量的能量减小,因而含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器增大了滤光器12的阻光比率。
这里,如果构成套筒13B的有光材料的折射率大体上与第五种阻光结构(第一应用示例)中滤光器12的包层124表面层部分的折射率相同,那么从光栅126辐射的光很难被滤光器12和套筒13B间的界面反射。因此,从光栅126辐射的光被套筒13B高效地吸收,从而可以显著增大滤光器12的阻光比率。
同样,如果构成套筒13B的吸光材料的折射率大于第五种阻光结构(第一应用示例)中滤光器12的包层124表面层部分的折射率,那么从光栅126辐射的光很难被滤光器12和套筒13B间的界面完全反射,因此从光栅126辐射的光被套筒13B有效地吸收,因而可以大大地增加滤光器12的阻光比率。
含有由吸光材料制成的套筒13B作为第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器结构与图18和图19中含有第四种阻光结构的光学连接器结构相同。滤光器12上剥除树脂涂层115和端部插入套筒13B的通孔130内,而光栅126也置于套筒13B的通孔130内。在凸缘24的空心部分242中配装有滤光器12的覆盖着树脂涂层115的端部。在滤光器12的涂层115和凸缘24的空心部分242之间的空隙内充满粘接剂255,滤光器12通过粘接剂255固定在凸缘24的空心部分242内。
对于含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器,在从光栅126辐射到包层124上而到达包层124外表面的光中,辐射到包层124外的光分量被套筒13B吸收。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124而穿过滤光区122的光分量能量减小。其结果,含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器具有很高的阻光比率并且还可适用于构成光路的检测系统。
下面对本发明第二实施例中光学连接器的第五种阻光结构(第二应用示例)加以说明。
图20为表示每一部件的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图),表示了按照本发明、含有第五种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器的部分组装步骤;而图21为表示光学连接器在图20中箭头C3所指部分处的截面示意图(对应图5中C-C剖面图)。该光学连接器包括含有通孔130的套筒13C,用来配装滤光器12的端部121;含有固定部分241的凸缘24,套筒13C的末端部装在固定部分241上;以及一个构造在套筒13C通孔130的内表面上的吸光层135。
尽管套筒13C的构形与图16至图19中的上述光学连接器(含有第四种阻光结构或第五种阻光结构(第一应用示例))的套筒构形相同,但是套筒13C所用材料不同于含有第一应用示例结构的光学连接器中的套筒材料。就是说,套筒13C的材料是普通使用的氧化锆,由于氧化锆材料有效地反射1.3-μm和1.55μm波带的光,而这种光波带常被用作为光路的检测光波长,因此氧化锆不宜用作吸光材料。
不过,在含有第五种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器中,吸光层135构造在套筒13C的内表面上,这时套筒13C就象用吸光材料制成一样。该吸光层135由反射具有光栅126反射波长的光的吸光材料构成。如上所述,有多种材料可以用作按照本发明的吸光材料。这里,由于吸光层135构造在通孔130的内壁上,因此其形如管状。滤光器12上剥除涂层115的端部121插入由吸光层135限定的通孔内(如图22所示)。
当滤光器12装入含有第五种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124并到达包层124外表面而扩散出包层124的光分量被吸光层135吸收。其结果,下面的情况很难发生即从光栅126辐射到包层124上的光扩散出包层124,然后返回滤光器12内并向前传输到光栅126前部。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过滤光区122的无用辐射光分量的能量减小,因而如同含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器一样,图22的光学连接,可以增大滤光器12的阻光比率。
这里,如果构成吸光层135的吸光材料的折射率大体上与滤光器12包层124的表面层部分的折射率相同,那么从光栅126辐射的光很难被滤光器12和吸光层135间的界面反射。因此,从光栅126辐射的光被吸光层135高效地吸收,从而可以显著增大滤光器12的阻光比率。
同样,如果构成套筒13C的吸光层135的折射率大于包层124的表面层部分的折射率,那么从光栅126辐射的光很难被滤光器12和套筒13间的界面完全反射。因此,从光栅126辐射的光被套筒13C有效地吸收,从而可以大大增加滤光器12的阻光比率。
图22为表示由图20中组装步骤所得到的光学连接器的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图)。图23为表示光学连接器在图22中箭头C4所指部分处的截面示意图(对应图5中C-C剖面图)。该光学连接器包括滤光器12和含有固定部分241的凸缘24,其中套筒13C安装在固定部分241上。滤光器12的包层124外表面覆盖有吸光层135。
对于图22的光学连接器,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上并到达包层124外表面而扩散出包层124的光分量被吸光层135吸收。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124而穿过滤光区122的无用辐射光分量的能量减小。其结果,如同上述含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器一样,图22的光学连接器具有很高的阻光率。
如前所述,在含有第五种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器中,由于从滤光器光栅辐射的光被套筒本身吸收,因此穿过滤光区而传输到光栅前部的光分量减少,从而可以增大滤光器的阻光比率。
同样,在含有第五种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器中,由于滤光器光栅辐射的光被吸光层吸收,因此穿过滤光区而传输到光栅前部的光分量减少,从而可以增大滤光器的阻光比率。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第六种阻光结构加以说明。
当滤光器12C端部121的预定部分(从光栅126辐射的光到达的区域)的外径D2小于其它部分的外径D1(D1>D2)时,便构成了第六种阻光结构(见图24)。
图25为表示每一部件的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图),表示了含有第六种阻光结构的光学连接器的部分组装步骤。由图26可见,当滤光器12C的端部121插入套筒13的通孔130中时,滤光器12C上外径为D2的部分(以下称为“凹部”)和通孔130的内壁之间构成了一个空隙。所需的吸光材料填满该空隙而构成了吸光区136。
图26为表示含有第六种阻光结构的光学连接器结构的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图)。图27为表示光学连接器在图26中箭头C5指示部分处的截面示意图(对应图5中C-C剖面图)。该光学连接器包括光导纤维型滤光器12C,其中光栅126构造在含有缆芯123和包层124的单根光导纤维上;套筒13,其中配装有滤光器12C的端部121、以及含有固定部分241的凸缘24,其中套筒13装在固定部分241上。
例如,滤光器12C用在使用OTDR装置的光学通讯网络的检测系统中。
如图26中可见,在滤光器12C中,吸光部分136构造在环绕光栅126的包层124的外表面上。当构造在包层124外表面上的凹部充满吸光材料时便构成了吸光部分136。这种吸光材料能够有效地吸收具有光栅126反射波长的光。根据光栅126反射波长可以选用多种材料作为吸光材料,但优先选用那些高比率吸收具有光栅126反射波长的光的材料。例如,当反射波长为1.3-μm波带时可以使用掺有稀土元素镨的玻璃;而当反射波长为1.55-μm波带时,可以使用掺有稀土元素铒的玻璃或聚酰亚胺树脂。
图26中标号115代表紫外线阻断树脂涂层,该树脂涂层覆盖包层124,用来保护缆芯123和包层124。滤光器12C端部的树脂涂层115被剥除,这样缆芯123便可受紫外线照射以构成前述的光栅126。
套筒13是一个含有通孔130的管状部件,滤光器12C上剥除树脂涂层115的端部121配装在通孔130内。该端部包含光栅126。如上所述,吸光部分位于滤光器12C的包层124和套筒13之间。
凸缘24是一个管状固定部件,其中套筒13的末端部分装在凸缘24的固定部分241上。在凸缘24的空心部分241中配装有覆盖涂层115的滤光器12C。粘接剂255填满滤光器12C涂层115和凸缘24的空心部分242间的空隙。滤光器12C通过粘接剂255固定在空心部分242内。
含有第六种阻光结构的光学连接器的特征在于;在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124并穿过包层124而扩散出包层124的光分量被吸光部分136吸收。
在普通的光学连接器中,套筒由具有高光反射率的材料(如氧化锆)制成,而其内表面为一个镜面。其结果,从图8至图11的试验可见,当含有光栅126的光导纤维100(滤光器)的端部装入套筒中时,从光栅126辐射而扩散出包层124的光被套筒的内表面反射而返回包层124内并向前传输到光栅126前部,从而不能始终充分地得到滤光器的阻光效应。
根据这一事实,提出了含有第六种阻光结构的光学连接器。就是说,在含有第六种阻光结构的光学连接器中,从光栅126辐射到包层124上并到达包层124外表面而扩散出包层124的光分量被吸光部分136吸收。其结果,下面的情况很难发生即从光栅126辐射到包层124上的光扩散出包层124,然后被套筒13通孔130的内表面反射而返回到滤光器12C内并向前传输到光栅126前部。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过滤光区122的无用辐射光分量的能量减小,因而图26的光学连接器比普通光学连接器具有更高的阻光比率。
尽管吸光部分136处于环绕图26的第六种阻光结构中光栅126的位置处,但是吸光部分136的位置应不限于此处。从光栅126辐射到包层124上的光从光栅126的每一部分传输到光栅126前端的倾斜部分上。其结果,当吸光部分136位于光栅126每一部分前的倾斜部分处时,大大增加了阻光比率。
图28为表示上述光学连接器一个修改示例的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图)。这种光学连接器的吸光部分136与图26的光学连接器中的吸光部分相比更加靠前(接近端面131)。如上所述,由于从光栅126辐射到包层124上的光向前传输到光栅126前端的倾斜部分上,因此当吸光部分136倾斜地位于光栅前端时,从光栅126辐射的光在此处被充分地吸收。其结果,图28的光学连接器也具有很高的阻光比率。
这里,如果吸光部分136的吸光材料的折射率大体上与含有第六种阻光结构(见图26和图28)的光学连接器中滤光器12C的包层124表面层部分的折射率相同,那么从光栅126辐射的光很难被滤光器12C和吸光材料间的界面反射。因此,从光栅126辐射的光被吸光材料高效地吸收,从而可以得到更高的阻光比率。
同样,如果吸光材料的折射率大于滤光器12C包层124的表面层部分的折射率,那么从光栅126辐射的光很难被滤光器12C和吸光材料间的界面完全反射。因此,从光栅126辐射的光被吸光材料有效地吸收,从而可以得到较高的阻光比率。
如前所述,对于含有第六种阻光结构的光学连接器,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射的光分量被填满位于滤光器端部的凹部的吸光材料吸收。其结果,穿过含有光栅的滤光区而向前传输到光栅前部的光分量减少,从而可以得到高的阻光比率。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第七种阻光结构加以说明。
图29为表示含有第七种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器结构的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图)。图30为表示沿图29中箭头E1指示方向的图29中光学连接器的正视图(对应于沿图5中箭头E5指示方向的图5中光学连接器的正视图)。
如图29所示,含有第七种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器包括套筒13(由氧化锆制成),含有内径为126μm的通孔130,用来配接光导纤维型滤光器12的端部121,而在滤光器121中,光栅126构造在含有缆芯123和包层124的单根光导纤维上;凸缘24,含有固定部分241,套筒13装在固定部分241上;以及一个与套筒13端面131密接的第一阻光部件140。
第一阻光部件140上有一开孔,其直径D3是滤光器12中模式区(the mode field)直径的1.14倍,并且和缆芯123同心。通常,模式区直径等于缆芯123的直径并且比包层124的直径小得多。第一组光部件140可以是反光部件,也可以是吸光部件。如是反光部件,常选用铝、金、钨或钛等材料;如是吸光部件,常选用掺有铒、镨、碳等的树脂或玻璃材料。这里,由于铒和镨分别在1.55μm和1.33μm波长附近具有峰值,因此适用于阻断相应波长的光。
套筒13是一个含有通孔130的柱状部件,通孔130用来与滤光器12上剥除树脂涂层115的端部121配接。含有光栅126的滤光器122置于通孔130中。
凸缘24是一个管状固定部件,套筒13的末端装在凸缘24的固定部分241上。在凸缘24的空心部分242内装有被除层115覆盖的滤光器12。粘接剂257充满滤光器12涂层115和凸缘24的空心部分242间的空隙。滤光器12通过粘接剂257固定在凸缘24的空心部分242内。
当平板部件装在套筒13的端面131上时便可以构成第一阻光部件140。同样,当滤光器12插入套筒13之后通过蒸镀等方法也可以在套筒13的端面131和滤光器12的光发射端面125上构成第一阻光部件140。
在含有第七种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器中,光栅126中产生并传输到包层124上的辐射光按下面所述的方式被阻断。
在滤光器12中,具有沿光轴(纵向)方向变化的折射率的光栅126构造在缆芯123中,穿过滤光器12传输的光的模式区直径(MFD)随着折射率的变化而变化。其结果,即使传输光在照射到光栅126上之前满足位于缆芯123附近的限制条件,也会有部分传输光向包层124辐射。这种辐射主要被套筒13中通孔130的内表面反射,从而部分辐射光到达光发射开孔。
在图29的光学连接器中,第一阻光部件140限制着滤光器12的光发射端面125的开孔大小。由于第一阻光部件140开孔直径D3比包层124的直径小得多,因此即使光通过光层124在第一阻光部件140开孔附近传输,大部分光也会被阻断并且不会扩散到第一阻光部件140的开孔之外。
另一方面,第一阻光部件140的开孔直径是滤光器12中模式区直径的1.14倍。其结果,只有经由光栅126仅沿缆芯123附近传输的非反射波长的光的约0.1dB光强被阻断,从而光的大部分可以传射出来。
本发明者通过利用图8中所示装置已经证实了所有上述现象的存在。
下面对本发明第二实施例中光学连接器的第七种阻光结构(第二应用示例)加以说明。
图31为表示含有第七种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器结构的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图)。图32为光学连接器沿图31中箭头E2所指方向的正视图(对应于图5中光学连接器沿图5中箭头E所指方向的正视图)。
如图31所示,含有第七种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器与图29中的光学连接器的不同之处在于用来把光发射开孔直径限制为D4(D4为穿过滤光器12传输光的模式区直径的1.14倍)的隆起部141配置在套筒13D中通孔130端面131上的开孔部分处,套筒13D的通孔130用来配装含有光栅126的滤光区122。这里,套筒13D由反射光材料氧化锆制成,并且被隆起部141所限制,因而开孔中心与缆芯123的中心重合。
在图31的光学连接器中,光栅126上产生并传输到包层124上的辐射光按下面所述的方式被阻断。
在滤光器12中,具有沿光轴(纵向)方向变化的折射率的光栅126构造在缆芯123上,如同图29中的光学连接器一样,穿过滤光器12传输的光的模式区直径(MFD)随着折射率的变化而变化。其结果,即使传输光在照射到光栅126上之前满足位于缆芯123附近的限制条件,也会有部分传输光向包层124辐射。这种辐射光主要被套筒13中通孔130的内表面反射,从而部分辐射光到达光发射开孔。
在图31的光学连接器中,光发射开孔的大小由位于套筒13D通孔130的开口部分上的隆起部141限定。由于这种光发射开孔的直径远小于包层124的直径,因此即使光穿过包层124在光发射开孔附近传输,大部分光也会被反射并不会传输到由隆起部141限定的光发射开孔之外。
另一方面,如同图29中的光学连接器一样,光发射开孔的直径D4是滤光器12中模式区直径的1.14倍。其结果,只有经由光栅126仅沿缆芯123附近传输的非反射波长的光的约0.1dB光强被阻断,从而光的大部分可以传射出来。
这里,本发明者通过利用图8中所示装置已经证实了这些事实。
从光发射开孔的发射效率来看,包层124的端部最好与套筒13D的端部共形,从而使滤光器12的光发射端面大体上与套筒13D的光发射开孔共面。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第七种阻光结构(第三应用示例)加以说明。
图33为表示含有第七种阻光结构(第三应用示例)的光学连接器结构的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图)。图34为表示图33的光学连接器沿箭头E3所指方向的正视图(对应于图5的光学连接器沿图5中箭头E所指方向的正视图)。
如图33所示,含有第七种阻光结构(第三应用示例)的光学连接器与图29和图31的光学连接器的不同之处在于配置了第二阻光部件142,该部件142用来限定位于套筒13端面的开口附近的通孔130的光发射开孔直径D5(D5是滤光器12中模式区直径的1.14倍)。这里,由第二阻光部件142所限定的开孔的中心与缆芯123的中心重合。
在图33的光学连接器中,第二阻光部件142可以在滤光器12插入之前配置在套筒13中通孔130的开口附近,或者在含有加工后端部的滤光器12插入套筒13的通孔130中之后嵌入通孔130内。
在含有第七种阻光结构(第三应用示例)的光学连接器中,光栅126上产生并传输到包层124上的辐射光按下面所述方式被阻断。
在滤光器12中,具有沿光轴(纵向)方向变化的折射率的光栅126构造在缆芯123上,如同图29中的光学连接器一样,穿过滤光器12传输的光的模式区直径(MFD)随着折射率的变化而变化。其结果,即使传输光在照射到光栅126上之前满足位于缆芯123附近的限制条件,也会有部分传输光向包层124辐射。这种辐射光主要被套筒13中通孔130的内表面反射,从而部分辐射光经由第二阻光部件142到达光发射开孔。
在图33的光学连接器中,限定光发射开孔的第二阻光部件142构造在位于套筒13端面131上的通孔130的开口附近。由于被第二阻光部件142限定的光发射开孔的直径D5远小于包层124的直径,因此即使光穿过包层124在光发射开孔附近传输,大部分光也会被反射并不会传输到光发射开孔之外。
另一方面,如同图29中的光学连接器一样,由第二阻光部件142限定的光发射开孔直径是穿过滤光器12传输的光的模式区直径的1.14倍。其结果,只有经由光栅126仅沿缆芯123附近传输的非反射波长的光的约0.1dB光强被阻断,从而光的大部分可以传射出来。
从光发射开孔的发射效率来看,包层124的端部最好预先加工,使其与套筒13的内表面形状和第二阻光部件142共形,从而使滤光器12的光发射端面大体上与套筒13的光发射开孔共面。
如上所述,在含有第七种阻光结构(第一至第三应用示例)的光学连接器中,由于光发射开孔的直径小于待安装的滤光器包层的外径,因此光栅中产生并到达光发射端面的辐射光被有效地阻断。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第八种阻光结构加以说明。
图35为表示含有第八种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器的平面图(仅表示插头部分)。图36为每一部件的截面图(对应于图5中A-A剖面图),表示了沿图35中线F1-F1剖开的光学连接器的部分组装步骤。同样,图37为光学连接器沿图35中线H1-H1剖开的截面图,而图38为表示光学连接器沿图35中线G1-G1剖开的截面图。
该光学连接器用来把图36的滤光器12连接到另一光学元件(如光导纤维或半导体器件)上,并且该光学连接器适用于与滤光器12的端部121配接。尤其是,该光学连接器包括含有通孔130的套筒13E,用来与滤光器12的端部121配接,含有固定部分241的凸缘24,套筒13E的末端部分装在固定部分241上。在套筒13E的设定位置处开有一切口190。
如图36所示,在滤光器12中,光栅126构造在含有缆芯123和包层124的单式光导纤维上。即光栅126构造在位于滤光器12端部121的滤光区122的缆芯123上。
例如,该滤光器12用在使用OTDR装置的光学通讯网络的检测系统中。该滤光器12的端部121插入光学连接器(插头)上套筒13的通孔130中。
下面参照图35至图38对含有第八种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器中的每个部件加以说明。套筒13E含有通孔130,用来配装滤光器12上已被剥除树脂涂层115的端部121。如图36和图38所示,套筒13E的通孔沿着套筒13E的中心轴延展。滤光器12的端部121插入该通孔130中。凸缘24是一个管状固定部件,其中,套筒13E的末端部分装在凸缘24的固定部分241上,而滤光器12上覆盖有树脂涂层115的部分(包括端部)装入凸缘24的空心部分242中。
含有第八种阻光结构(第一应用示例)的该光学连接器的特征在于在套筒13E上开有切口190,当滤光器12装入时,切口190倾置于光栅126前面。在套筒13E的通孔130中,对于具有光栅126反射波长的光而言,从光栅126辐射到包层124上而扩散出滤光器12的光分量穿过切口部分190,从而被辐射到套筒13E之外。因此,滤光器12的阻光比率增加。
在普通的光学连接器中,套筒由高光反射率材料(如氧化锆)制成,而其内表面为一镜面。其结果,由参照图8至图11中所述的试验中可见,当包含光栅126的光导纤维100(滤光器)的端部装入套筒中时,从光栅126辐射而扩散出包层124的光被套筒的内表面反射而返回到包层124内,然后向前传输到光栅126前部,从而不能始终充分地得到滤光器的阻光效应。
鉴于这一事实,在图35和图36所示光学连接器的套筒13E中开有一切口部分190,当滤光器12装入套筒13E的通孔130中时,该切口190位于光栅126辐射光的照射区域内。就是说,在图35和图36所示的光学连接器中,当滤光器12装入通孔130中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上然后到达包层124的外表面而扩散出包层124的光分量穿过切口部分190而被辐射到套筒13E之外。其结果,下面的情况很难发生即从光栅126辐射到包层124上的光扩散出包层124并被套筒13E的通孔130内表面反射而返回滤光器12内并向前传输到光栅126前部。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过滤光区122的光分量的能量减小,从而图35和图36所示的光学连接器增大了滤光器12的阻光比率。
这里,如图11所示,从光栅126辐射到包层124上的光从光栅126的每个部分传输到其前面的倾斜部分上。其结果,当切口部分190位于套筒13E的滤光区122前面的倾斜区域中时,可以显著地增大滤光器12的阻光比率。
套筒13E中切口部分190的长度(指沿光轴方向,这里指沿纵向)按下列方式设定。假定光沿着与光导纤维轴向呈θ角的方向穿过具有相对折射率差Δ(缆芯和包层间的折射率差)的光导纤维传输,满足缆芯和包层间界面上全反射条件的θ的最大值θMAX表示为θMAX=Sin-1((2Δ)1/2)由于光导纤维12中缆芯123和包层124间的相对折射率差Δ为0.0035,因此这对θMAX约为4.8°。
另一方面,通过缆芯的传输光在被包层外表面反射后再次到达到包层外表面时的传输距离(图39中L)表示为L=a/tan θ其中a为包层的外表面直径。
假定θ=θMAX=4.8°,由于光导纤维12的外径为125μm,因此L=125μm/tan(4.8°)≈1.488μm。这就是满足全反射干涉条件的光在被包层外表面反射后再次到达包层外表面时的传输距离。由于光导纤维12中从光栅126辐射到包层124上的光以大于或等于θMAX的角度传输,因此这种传光在被包层外表面反射后再次到达包层外表面时的传输距离等于或小于1.488μm。其结果,当切口部分190的长度至少为1.488μm时,从光栅126辐射的光至少到达包层124外表面(由于切口部分190存在而裸露)一次,并且穿过切口部分190而扩散到套筒13E外。因此,为了增大切口部分190的光辐射效率,沿着光学连接器轴向(纵向)的长度最好至少为1.488μm。
而且,切口部分190还最好充满具有大体上与包层124折射率相同的折射率匹配材料700(见图40)。这时,当滤光器12配装入套筒13E的通孔130中时,从光栅126辐射的光几乎不被包层124的外表面反射,从而大体上所有的光都照射在折射率匹配材料700内。其结果,从光栅126辐射的光被高效地从切口部分190中辐射出来,从而可以大大增加滤光器12的阻光比率。这里,折射率匹配材料的折射率与包层124的折射率十分相近,从而包层124的外表面上的反射率等于或小于10%。
图40为表示通过图36中组装步骤所得到的含有第八种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器的平面图。图41为表示该光学连接器沿图40中线H2-H2剖开的截面图。滤光器12上剥除树脂涂层115的端部121插入套筒13E的通孔130中,而光栅126也配置在套筒13E的通孔130中。在凸缘24的空心部分242内配装有滤光器12上覆盖着树脂涂层115的部分(包括端部)。粘接剂填满滤光器12的涂层115和凸缘24的空心部分242间的空隙,滤光器12通过粘接剂固定在凸缘24的空心部分242内。这里,凸缘24的内部构形与前述光学连接器(如图18中的光学连接器)中的相应构形相同。
对于含有第八种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器,在从光栅126辐射到包层124而到达包层124外表面的光中,辐射到包层124外的光分量穿过切口部分190而辐射到套筒13E外。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124而穿过包含光栅126的滤光区的光分量的能量减小。其结果,图40中的光学连接器具有高的阻光比率并且可以有效地用作为光路检测系统中的一个部分。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第八种阻光结构(第二应用示例)加以说明。
图42为表示含有第八种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器的平面图(仅表出插头部分)。图43为表示每个部件的截面图(对应于图5中A-A剖面图),表示沿图42中线F2-F2剖开的光连接器的部分组装步骤。图44为表示套筒13F沿图42中线H3-H3剖开的截面图,而图45为表示套筒13F沿图42中线G2-G2剖开的截面图。
如同图40中的光学连接器一样,图43中的光学连接器包括含有通孔130的套筒13F,用来配装滤光器12的端部121;含有固定部分241的凸缘24,套筒13F的末端部分装在固定部分241上。
在图43的光学连接器中,椭圆形通孔(窗口)191构造在套筒13F上位于光栅126前面的区域上(当滤光器12装入通孔130中时)。该椭圆形通孔191穿过套筒13F并垂直套筒13F的通孔130。
对于图43的光学连接器,当滤光器12装入通孔130中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124外表面上而扩散出包层124的光分量穿过通孔191而辐射到套筒13F外。其结果,下面的情况很难发生即从光栅126辐射到包层124的光扩散出包层,然后被套筒13F的通孔130内表面反射而返回到滤光器12内并向前传输到光栅126前部。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过含有光栅126的滤光区的光分量的能量减小,从而含有第八种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器可以增大滤光器12的阻光比率。
这里,如图11所示,从光栅126辐射到包层114上的光从光栅126的每一部分传输到斜置其前的部分上。其结果,当通孔191按照本发明位于光栅126每一部分前面的倾斜区域中时,可以显著增大滤光器12的阻光比率。
此外,尽管在第八种阻光结构(第二应用示例)中构造有穿过套筒13F的通孔191,但该孔并非必须穿过套筒,只要当滤光器12装入通孔130中时滤光器12表面通过该孔能够裸露即可。这时同样可以显著增大滤光器12的阻光比率。
图46为表示通过图43中组装步骤所得到的含有第八种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器的平面图。图47为表示光学连接器沿图46中线H4-H4剖开的截面图。滤光器12上剥除树脂涂层115的端部插入套筒13F的通孔130中,而光栅126也配置在套筒13F的通孔130中。在凸缘24的空心部分242内装有滤光器12上覆盖着树脂涂层115的部分(包括端部)。粘接剂填满滤光器12的涂层115和凸缘24的空心部分242间的空隙。滤光器12通过该粘接剂固定在凸缘24的空心部分242内。
对于图46的光学连接器,在从光栅126辐射到包层124上而到达包层124外表面的光中,辐射到包层124外的光分量穿过通孔191而辐射到套筒13F外。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过滤光区的光分量的能量减小。其结果,图46的光学连接器具有高的阻光比率并且可以有效地用作为光路检测系统中的一个部分。
如前所述,在含有第八种阻光结构(第一和第二应用示例)的光学连接器中,当滤光器装入套筒的通孔中时,从滤光器光栅辐射的光通过套筒中的开口部分(包括切口部分或通孔)而辐射到外部。其结果,可以减少穿过滤光区而传输到光栅前部的光,从而增大滤光器的阻光比率。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第九种阻光结构加以说明。
图48为表示含有第九种阻光结构的光学连接器结构的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图)。图49为表示图48中光学连接器沿箭头E4所指方向的正视图(对应于图5中光学连接器沿图5中箭头E所指方向的正视图)。该光迷连接器包括光导纤维型滤光器,其中光栅126构造在含有缆芯123和包层224的单式光导纤维上;含有内径为126m通孔130的套筒13,用来配装滤光器12的端部121;以及含有固定部分241的凸缘24,固定部分241用来固定套筒13。这里套筒13由氧化锆材料制成。
例如,这种滤光器12用在使用OTDR装置的光学通讯网络的检测系统中。
如图48中可见,滤光器12的光栅126离滤光器12的端面125的距离为D6(>3mm)。
图48中标号115代表覆盖包层124表面的紫外线阻断树脂涂层,用来保护缆芯123和包层124。树脂涂层115在滤光器12的端部121处被剥除,以使缆芯123可被紫外线照射,从而构造出上述的光栅126。
套筒13含有通孔130,用来配装滤光器12上剥除树脂涂层115的端部121。该端部121包含构造有光栅126的滤光区122。
凸缘24是一个管状固定部件,其中套筒13的末端部分装在固定部分241上。在凸缘24的空心部分242内装有覆盖着涂层115的滤光器12。粘接剂257填满滤光器12的涂层115和凸缘24的空心部分242间的空隙。滤光器12通过粘接剂257固定在空心部分242内。
这里,折射率沿光轴方向(纵向)变化的光栅构造在滤光器中,穿过滤光器传输的光的模式区直径(MFD)随着折射率的变化而变化。其结果,即使传输光在照射在光栅上之前满足在缆芯附近传输的限制条件,也会有部分光向包层辐射。当这种辐射光在光辐射端面附近产生时,就被直接从光辐射端面发射出去。相反,在远离其产生源的位置处,大部分辐射光到达包层的外周面上,从而至少被包层外周界面反射一次的光分量或至少被关于配合部件(与包层外表面配接)的入射面反射一次的光分量从光辐射端面辐射出来。通常,由于配合部件出于机构强度考虑而用具有相对较高反射率的材料(如金属)制成,因此配合部件的折射率大于包层外周面的界面反射率。其结果,当配合部件(如套筒)的配合部分中含有直径大体等于滤光器外径的空心部分时,关于配合部件入射面上的反射尤其可能会产生问题。
图48的光学连接器的特征在于在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上并穿过包层124而扩散出包层124的光总是产生在距滤光器12的光辐射端面125大于或等于3mm的位置处。
图48的光学连接器按以下方式工作。就是说,在含有第九种阻光结构的光学连接器中,从光栅126辐射到包层124上的光在到达光辐射端面之前被包层外表面或套筒内表面反射多次。
其结果,与辐射光产生时的光强相比,到达光辐射端面的辐射光强度显著衰减。
因此,在从滤光器12的光辐射端面辐射出的光中,具有光栅126处反射波长的光分量被有效阻断。
本发明者利用图8中的试验装置已经证实了上述现象。
下面,对用来论证按照本发明的光学连接器(第九种阻光结构)效率的试验加以说明。图50至图53为表示本试验的说明图解。
首先,如图50所示,准备一含有缆芯501和包层502的光学波导管(类似滤光器12)。然后,利用激光(振荡波长为248nm)来构造光栅503,其中光栅节距从光学波导管端部以光栅节距变化率1nm/mm从1,550nm连续变化到1,542nm,这样便构成了一个波导管型滤光器500。然后,在没有安装插头(套筒504)之前,先测量滤光器500中透射率的波长相关性。因此得到了图51曲线所示的测量结果。这里图51中的参考标号310和300分别代表图8的试验装置说明中提到的光纤适配器和光谱分析仪。
其次,如图52所示,把滤光器500插入由氧化锆材料制成并含有内径为126μm通孔的套筒504中,并且用粘接剂(由Epoxy TechnologyInc.制造的353ND)固定从而构成一光学连接器。然后测量滤光器500中透光率的波长相关性。因此得到图53曲线所示的测量结果。
比较图51和图53可见,尽管对应从光辐射端面3mm处延展的滤光器500部分处波长的光的透射率在插头(包括套筒504)装上时(图52)比插头没有装上时(图50)要小得多,但是对应距光辐射端面3mm之外的滤光器500部分处波长的光的透射率在构成连接器时(图52)和没有构成连接器时(图50)的减小量更。
除了上述实施例外,本发明还可进一步修改。例如,即使当套筒13由不同于氧化锆反射率的材料制成,本发明也可以给出类似的结果。
如前所述,在含有第九种阻光结构的光学连接器中,由于光栅126构造在距滤光器光辐射端面至少3mm的位置处,因此在光栅处产生而从缆芯传输到包层的辐射光被包层的外表面或套筒通孔的内表面多次反射。其结果,到达滤光器光辐射端面的辐射光与其产生时相比显著减少,从而可以得到有效阻断由光栅节距确定的反射波长的光的配有滤光器的光学连接器。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第十种阻光结构加以说明。
图54为表示每个部件的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图),表示了含有第十种阻光结构的光学连接器的部分组装步骤。图55为表示光学连接器在图54中4箭头C6所指部分处的截面图(对应于图5中C-C剖面图)。这种光学连接器用来把滤光器12和另一光学元件连接起来,并且这种光学连接器适用于与滤光器12的端部121配接。尤其是,如图54所示,这种光学连接器包括含有通孔130的套筒13G,用来与滤光器12的端部121配接;含有固定部分241的凸缘24,套筒13G的末端部分装在固定部分241上。
这种滤光器12是一种光导纤维型滤光器,其中光栅126构造在含有缆芯123和包层124的单式光导纤维上。即光栅126构造在滤光器12的端部121。
图54中的标号115代表覆盖包层124表面的紫外线阻断树脂涂层,用来保护缆芯123和包层124。如图54所示,滤光器12端部121上的树脂涂层115被剥除,并且该剥除树脂涂层115的端部121插入套筒13G的通孔130中。
套筒13G含有通孔130,用来配装滤光器12上剥除树脂涂层115的端部121(外径为125μm)。通孔130沿着套筒13G的中心轴线延展,这样滤光器12的端部121插在通孔130中。凸缘24是一个管状部件,其中套筒13G的末端部分装在凸缘24的固定部分241上。滤光器12上覆盖有涂层115的部分(包括端部)配装在凸缘24的空心部分242内。
在含有第十种阻光结构的光学连接器中,套筒13G的通孔130由正常部分133a和加粗部分134a构成。正常部分133a的截面垂直于通孔130的中心轴线并是一个直径为126μm的圆,同时截面大体上与滤光器12上剥除涂层115的端部121的截面相同,因此可以固定该端121。此外,正常部分133a配置在包含位于套筒13G端部的套筒13G端面131(即当滤光器12装入时滤光器12裸露端面125所在的表面)的部分上。而加粗部分134a的圆形截面垂直于通孔130的中轴线,其直径大于正常部分133a的截面直径。尤其是,加粗部分134a由两部分组成,一部分的截面直径为500μm,并从套筒13G的末端部分向正常部分133a延展;另一部分的直径从500μm至125μm沿轴线方向连续变化,最后与正常部分133a相接。当滤光器12的端部121插入通孔130中时,加粗部分134a位于环绕滤光区122(光栅126构造在滤光区122中)的区域内。
在加粗部分134a中,当滤光器12装入图54的套筒13G中时,套筒13G的通孔130内表面和滤光器12的外表面间存在间隙135a。其结果,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的光分量扩散到间隙135a中,从而增大了滤光器12的阻光比率。
通过利用图8至图11中所述的试验装置,本发明者已经证实从构造在滤光器12缆芯123上的光栅126辐射到包层124上的光减小了滤光器12的阻光比率。
通常,光学连接器中的套筒由高光反射率材料(如氧化锆)制成,而套筒内表面为一镜面。其结果,当包含光栅126的光导纤维100(滤光器)的端部装入套筒中时,从光栅126辐射而扩散出包层124的光被套筒的内表面反射而返回到包层124内并向前传输到光栅126前部,从而不能始终充分地得到滤光器的阻光效应(见图8到图11)。
鉴于这一事实,提供了含有第十种阻光结构的光学连接器。如上所述,当滤光器12装入图54的套筒13G中时,在加粗部分134a中的套筒13G和滤光器12之间存在间隙135a。由于该间隙135a的反射率比套筒13G的反射率小,因此,当滤光器12装入套筒13g的通孔130中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的光分量扩散到间隙135a而传输到包层124外。此后,在从光栅126辐射的光向正常部分133a的传输过程中,光栅126辐射光中的分布在间隙135a内的泄漏光分量被套筒13G的通孔130内表面在通孔130上截面直径沿轴向连续变化的部分处阻断。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小,从而图54的光学连接器可以增大滤光器12的阻光比率。
鉴于这一事实,提供了含有第十种阻光结构的光学连接器。如上所述,当滤光器12装入图54的套筒13G中时,在加粗部分134a中的套筒13G和滤光器12之间存在间隙135a。由于这一间隙135a的反射率小于套筒13g的反射率,因此,当滤光器12装入套筒13G的通孔130中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到124上的光分量扩散到间隙135a中而传输到包层124外。此后,在从光栅126辐射的光向正常部分133a的传输过程中,光栅126辐射光中的分布在间隙135a中的泄漏光分量被套筒13G的通孔130内表面在通孔130上截面直径沿轴向连续变化的部分处阻断。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小,从而图54的光学连接器可以增大滤光器13的阻光比率。
本发明者发现当加粗部分134a的截面直径比滤光器12上剥除树脂涂层115部分的外径大50μm时,从光栅126辐射的光充分扩散从而被套筒13G高效率地阻断,因而可以显著增大滤光器12的阻光比率。这里,在前述提及的条件中,加粗部分134a的截面积至少是滤光器12上相应值的两倍。
此外,当滤光器12装入套筒13G的通孔130中时,上述间隙135a可以填满粘接剂。这时,当加粗部分134a的截面直径至少比滤光器12上剥涂树脂涂层115部分的外径大780μm时,粘接剂固化所施加给光栅的应力增大,从而造成光栅126特性变得非常不稳定。
如果间隙135a中填满具有大体上与包层124表面层部分的折射率相同的折射率匹配材料,那么,当滤光器12装入套筒13G的通孔130中时,从光栅126辐射的光几乎不被滤光器12的外表面反射。其结果,从光栅126辐射的光充分地扩散到间隙135a中,从而可以显著增大滤光器12的阻光比率。
此外,如果间隙135a中填满具有大于滤光器12的包层124表面层部分折射率的折射率匹配材料,那么,当滤光器12装入套筒13G的通孔130中时,从光栅126辐射的光很难由滤光器12的外表面完全反射。因此,从光栅126辐射的光充分地扩散到间隙135a中,从而可以显著增大滤光器12的阻光比率。
图56为表示由图54中组装步骤得到的光学连接器结构的截面图(对应于图5中A-A剖面图)。图57为表示光学连接器在图55中箭头C7所指部分处的截面图(对应于图5中C-C剖面图)。滤光器12上剥除树脂涂层115的端部121插入套筒13G的通孔130中,这样光栅126位于加粗部分134a中。通孔130的正常部分133a环绕着滤光器12上包含端面125的端部并大体上与之密接,从而固定滤光器12。相反,在加粗部分134a中,滤光器12的外表面和套筒13G通孔130的内表面间存在间隙135a。滤光器12上覆盖有树脂涂层115的部分(包括端部)装在凸缘24的空心部分242内。粘接剂600填满滤光器12的涂层115和空心部分242间的空隙。滤光器12通过粘接剂600固定在空心部分242内。
对于图56的光学连接器,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124的光分量进入包层124外的间隙135a中传输。此后,在从光栅126辐射的光到达正常部分133a的过程中,光栅126辐射光中的分布在间隙135a内的光分量被套筒13G的通孔130内表面阻断而不能再进一步传输。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小。其结果,含有第十种阻光结构的光学连接器具有高的阻光比率并且还可用作为光路检测系统中的一个部件。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第十一种阻光结构加以说明。
图58为表示每一部件的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图),表示了含有第十一种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器的部分组装步骤。图59为表示光学连接器在图58中箭头C8指示部分处的截面图(对应于图5中C-C剖面图)。如图59所示,在含有第十一种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器的套筒13H中,通孔130中加粗部分134b的截面形状不同于图54的光学连接器中相应的截面形状。就是说,加粗部分134b含有4个构造在沿套筒13H轴向延展的通孔130内表面上的凹槽135b。图58和图59的通孔130中含有一个与正常部分133b相同的截面,即直径为126μm的圆形截面,因此可以固定滤光器12。此外,四个凹槽135b均沿通孔130的中轴线延展,并且沿着套筒13H通孔130的内表面的圆周方向等间隔分布。
当滤光器12装入图58的套筒13H中时,通孔130加粗部分134b中的凹槽135b与滤光器12的外表面间存在间隙。其结果,如同图56中光学连接器一样,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124的光分量进入包层124外的间隙135a并向前传输,此后分布在间隙135a中的泄漏光分量在加粗部分134b和正常部分133b间的界面处被通孔130的内表面反射。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小。其结果,如同图54中的光学连接器一样,含有第十一种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器可以增大滤光器12的阻光比率。
此外,在图58的光学连接器中,由于图58和图59中通孔130的加粗部分134b含有一个大体上与滤光器12相同的截面,因此滤光器12不仅被合理地固定在正常部分133b内,同时也被合理地固定在加粗部分134b内。其结果,在图58的光学连接器中,滤光器12的固定非常可靠。
这里,如果凹槽135b中填满与包层124表面层部分具有大体上相同折射率的折射率匹配材料800,那么,当滤光器12装入套筒13H的通孔130中时,从光栅126辐射的光几乎不被滤光器12的外表面反射。其结果,可以显著增大滤光器12的阻光比率。
此外,如果凹槽135b内填满折射率大于滤光器12的包层124表面层折射率的折射率匹配材料800,那么,当滤光器12装入套筒13H的通孔130中时,从光栅126辐射的光很难被江光器12的外表面完全反射。其结果,可以显著增大滤光器12的阻光比率。
图60为表示由图58中组装步骤得到的光学连接器结构的截面图(对应于图5中A-A剖面图)。图61为表示光学连接器在图60中箭头C9指示部分处的截面图(对应于图5中C-C剖面图)。滤光器12上剥除树脂涂层115的端部121插入套筒13H的通孔130中,这样光栅126位于加粗部分134b中。通孔130的正常部分133b环绕着滤光器12的端部且大体上保持密接,从而固定滤光器12。相反,在加粗部分134b中,在滤光器12外表面和构造在套筒13H通孔130中的凹槽135b之间存在间隙。滤光器12上覆盖有树脂涂层115的部分(包括端部)装在凸缘24的空心部分242内。粘接剂600充满滤光器12涂层115和空心部分242间的空隙。滤光器12通过粘接剂600固定在空心部分242内。
对于图60的光学连接器,在具有光栅125反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124的光分量进入凹槽135b中传输。此后,在从光栅126辐射的光到达正常部分133b的过程中,光栅126辐射光中的分布在凹槽135b里的泄漏光分量被套筒13H的通孔130内表面反射而不再继续传输。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124上而穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小。其结果,含有第十一种阻光结构(第一应用示例)的光学连接器具有高的阻光比率并且可以有效地用作为光路检测系统中的一个部分。
尽管通孔130中含有位于套筒13H端部的正常部分133b(如图60所示),但没有正常部分133b而只含有从套筒13H末端延展到前端(包括端面131)的凹槽135b的光学连接器也具有相同的效应。就是说,当滤光器12装入这种连接器中时,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的光分量进入凹槽135b传输而扩散出套筒13H的端部。其结果,当光学连接器与含有光接收表面的光学元件相连接时(光接收表面的截面积与光学连接器的相应面积相等),光栅126辐射光中的分布在凹槽135b里的泄漏光分量不会照射在该光学元件上,因而增大了滤光器12的阻光比率。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第十一种阻光结构(第二应用示例)加以说明。
图62为表示每一部件的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图),表示了含有第十一种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器的部分组装步骤。图63为表示光学连接器在图62中箭头C10指示部分处的截面图(对应于图5中C-C剖面图)。套筒13I的通孔130由多个正常部分133c(其截面大体上与滤光器12的截面相等)和多个加粗部分134c(其圆截面大于滤光器12的截面)构成。正常部分133c和加粗部分134c沿着通孔130中轴线交替配置。每个加粗部分134c均位于通孔130内表面上的在滤光器12具有大体上相等截面并开有凹槽135c的那部分上。图62和图63中所示的通孔130含有一个与正常部分133c相等的截面,即直径为126μm的圆截面,因此可以固定滤光器12。每个凹槽135c沿着通孔130的截面周向延展并保持深度不变。而且,凹槽135c沿着通孔130中轴线等间距分布。
当滤光器12装入图62的套筒13I中时,在通孔130的加粗部分134c上的凹槽135c和滤光器12的外表面之间存在间隙。其结果,如同图56中的光学连接器一样,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的光分量照射在凹槽135c上。光槽126辐射光中的照射在凹槽135c内的泄漏光分量在凹槽135c内被套筒13I的通孔130内表面(加粗部分134c)反射。其结果,泄漏光分量很难再继续传输,而其强度逐渐减弱。因此,在具有光栅126反射波长的光中,辐射到包层124而穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小。尤其是,由于在该光学连接器中多个加粗部分134c和多个正常部分133c交替配置,因此辐射光在每个加粗部分134c上均减少,从而减少辐射光的效应累加起来而最终使从光栅126辐射出的光显著减少。其结果,含有第十一种阻光结构(第二应用示例)的光学连接器可以显著增大滤光器12的阻光率。
这里,如果凹槽135c中充满与包层124表面层部分具有大体上相同折射率的折射率匹配材料800,那么当滤光器12装入套筒13I的通孔130中时,从光栅126辐射的光几乎不被滤光器12的外表面反射。其结果,可以显著增大滤光器12的阻光比率。
此外,如果凹槽135c中充满折射率大于滤光器12的包层124外表面层部分折射率的折射率匹配材料800,那么当滤光器12装入套筒13I的通孔130中时,从光栅126辐射的光很难被滤光器12的外表面完全反射。其结果,可以显著增大滤光器12的阻光比率。
图64为表示由图62中组装步骤得到的光学连接器结构的截面图(对应于图5中A-A剖面图)。图65为表示光学连接器图64中箭头C11所指部分处的截面图(对应图5中C-C剖面图)。滤光器12剥除树脂涂层115的端部121插入套筒13I的通孔130中,这样加粗部分134c环绕着光栅126。通孔130的正常部分133C环绕滤光器12的端部121并与其大体上密接,从而固定滤光器12。相反,在加粗部分134c中,滤光器12的外表面和构造在套筒13I的通孔130内表面上的凹槽135c之间存在间隙。滤光器12上覆盖有树脂涂层115的部分(包括部分端部)装在凸缘24的空心部分242内。粘接剂600填滤光器12的涂层115和空心部分242间的空隙。滤光器12通过粘接剂600固定在空心部分242内。
对于这种光学连接器,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的光分量照射在凹槽135c上。因此,从光栅126辐射的光很难再继续传输,并且由于凹槽135c内的反射而逐渐衰减。其结果,在具有光栅126反射波长的光中,穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小。因此图64的光学连接器具有高的阻光比率并且可以有效地用作为光路检测系统中的一个部件。
尽管在第十一种阻光结构(第二应用示例)中配置了多个环绕光栅126的加粗部分134c,但加粗部分134c的配置方式不应局限于此。如图11所示,从光栅126辐射到包层124上的光从光栅126的每一部分传输到其前面的斜置部分上。其结果,当加粗部分134c位于光栅126每一部分前面的倾斜区域中时,阻光率可以显著增大。
图66为表示图64的光学连接器的修改型结构的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图)。在这种光学连接器中,与图64的光学连接器中的配置方式相比,加粗部分134c的位置更加靠前。如前所述,由于从光栅126辐射到包层124上的光传输到光栅126前面的倾斜部分上,因此,当加粗部分134c置于光栅126端部前面的倾斜区域内时可以显著减少从光栅126辐射的光。其结果,图66的光学连接器也具有高的阻光比率并且可以有效地用作为光路检测系统中的一个部件。这里,当把含有各自不同直径切口的盘粘接在一起也可以得到图64等中所示的套筒131。
下面,对本发明第二实施例中光学连接器的第十一种阻光结构(第三应用示例)加以说明。
图67为表示含有第十一种阻光结构(第三应用示例)的光学连接器结构(仅是插头部分)的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图)。该光学连接器与图64中的光学连接器的不同之处在于由通孔130的加粗部分134d界定的凹槽135d的形成不同。图68为表示套筒13J中加粗部分134d和正常部分133d的示意图。加粗部分134d所界定的凹槽135d构造在通孔130的内表面上,而通孔130含有一个大体上与滤光器12截面相等的截面。该凹槽135d与图64的光学连接器中的凹槽135的不同之处在于凹槽135d沿着通孔130的中轴线呈螺旋形配置。在这种结构中,通孔的“加粗部分”是指这样的部分即该部分的垂直于通孔轴线的截面积大于滤光器的相应截面积。在图67中,所有的垂直于通孔中轴线的截面积大于正常部分133d截面积的部分均为加粗部分134d。
在图67的套筒13J中,当装入滤光器12时,在滤光器12的外表面和构造在通孔130内表面上的凹槽135d之间存在间隙。其结果,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射在包层124上的光分量照射在凹槽135d内。因此,从光栅126辐射的光很难继续传输,并且由于被凹槽135d反射而逐渐减弱。其结果,在具有光栅126反射波长的光中,穿过含有光栅126的滤光区122的光分量的能量减小。因此,如同图64的光学连接器一样,图67的光学连接器可以增大滤光器12的阻光比率。
此外,由于加粗部分134d是在对套筒13J的通孔130内表面连续刃磨出单一螺旋凹槽135d而制成的,而不必象图64的光学连接器中那样构造多个凹槽135c,因此图67的光学连接器制造起来相当容易。
这里,如果凹槽135d中充满与包层124表面层部分具有大体相同折射率的折射率匹配材料800,那么当滤光器12装入套筒13J的通孔130中时,从光栅126辐射的光很难被滤光器12的外表面反射。其结果,可以显著增大滤光器12的阻光比率(见图69和图70)。
此外,如果凹槽135d中充满其折射率大于滤光器12的包层124表面层部分折射率的折射率匹配材料800,那么当滤光器12滤入套筒13J的通孔130中时,从光栅126辐射的光很难被滤光器12的外表面完全反射。其结果,可以显著增大滤光器12的阻光比率。
图69为表示含有第十一种阻光结构(第三应用示例)的光学连接器结构的侧视截面图(对应图5中A-A剖面图)。滤光器12上剥除树脂涂层115的端部121插在套筒13J的通孔130中,这样光栅126位于加粗部分134d内。通孔130的正常部分环绕滤先器12的端部并大体与之密接,从而固定滤光器12。相反,在加粗部分134d内,在滤光器12的外表面和构造在套筒13J通孔130的内表面上的凹槽135d之间存在间隙。滤光器12上覆盖树脂涂层115的部分(包括部分端部)装在凸缘24的空心部分242内。滤光器12的涂层115和空心部分242间的空隙内充满粘接剂600,滤光器12通过粘接剂600固定在空心部分242内。
对于这种光学连接器,在具有光栅126反射波长的光中,从光栅126辐射到包层124上的光分量照射在凹槽135d上。因此,从光栅126辐射的光很难再继续传输,并且由于凹槽135d内的反射而逐渐衰减。其结果,在具有光栅126反射波长的光中,穿过滤光区122的光分量的能量减小。因此,图69的光学连接器具有高的阻光比率并且也可以有效地用作为光路检测系统中的一个部件。
尽管在第十一种阻光结构(第三应用示例)中凹槽135d环绕着整个光栅126,但凹槽135d的配置方式应不限于此。如图11所示,从光栅126辐射到包层124上的光从光栅126的每一部分传输到光栅126前而的斜置部分上。其结果,当凹槽135d位于光栅126每一部分前面的倾斜位置处时,可以显著增大滤光器12的阻光比率。
图70为表示图69的光学连接器的修改型结构的侧视截面图(对应于图5中A-A剖面图)在这种光学连接器中,与图69的光学连接器中的配置方式相比,凹槽135d的位置更加靠前。如前所述,由于从光栅126辐射到包层124上的光传输到光栅126前面的倾斜部分上,因此当加粗部分134c置于光栅126端部前部的倾斜区域内时可以显著减少从光栅126辐射的光。其结果,图70的光学连接器也具有高的阻光比率并且可以有效地用作为光路检测系统中的一个部件。
如上所述,在含有第十种阻光结构的光学连接器中,当滤光器插入套筒中时,从光栅辐射的光在加粗部分和正常部分间的交界部分处被套筒的内表面阻断,从而可以增大滤光器的阻光比率。
此外,在含有第十一种阻光结构的光学连接器中,当滤光器装入套筒中时,从光栅辐射的光进入构造在套筒内表面上的凹槽内传输而辐射出套筒端部外,从而,如果该光学连接器与具有光接收表面(其截面积等于滤光器的截面积)的光学元件连接,那么便可以增大滤光器的阻光比率。
从上述本发明可见,本发明可以有多种变化型,这些变化型并不背离本发明的实质和范围,并且对本专业技术人员来说,这些变化型都是显而易见的。
这里,本发明参照了1995年11月20日的日本专利申请号301455/1995,1995年12月13日的专利申请号324 737/1995,1995年12月13日的专利申请号324 740/1995,1995年12月13日的专利申请号324 742/1995,1995年12月13日的专利申请号324 746/1995,1995年12月14日的325 720/1995,1995年12月14日的专利申请号325 729/1995,1995年12月15日的专利申请号327 232/1995,以及1996年1月29日的专利申请号013 249/1996。
权利要求
1.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率比上述缆芯折射率低的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有空隙的插头,用来配接上述滤光器的至少一个端部,该端部含有上述滤光器的一个端面,插头固装在上述滤光器上并且上述滤光器处在上述空隙内,其中,上述光栅位于装入上述插头空隙内的上述滤光器的上述端部的预定位置上。
2.按照权利要求1的一种光学连接器,其特征在于上述光学连接器含有一个阻光结构,用来防止被上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量从上述滤光器的滤光区辐射出去,上述滤光器中的上述光栅朝着上述滤光器的上述一个端面配置。
3.按照权利要求2的一种光学连接器,其中上述插头包括含有通孔的一个套筒,用来配接上述滤光器的上述端部的至少一部分,并且套筒状在上述端部上,上述端部的上述部分装在上述通孔内;以及一个凸缘,上述套筒的一部装在凸缘上,并且上述凸缘含有配接上述滤光器的上述部的至少一个剩余部分的空心部分,该剩余部分没有装在上述套筒的上述通孔中,并且其中,上述光栅位于装入上述凸缘的上述空心部分中的上述端部的上述剩余部分的预定位置上。
4.按照权利要求3的一种光学连接器,其特征在于由上述滤光器的上述滤光区的外周面和上述凸缘的上述空心部分的内壁所围成的空隙内充满了其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率的粘接剂。
5.按照权利要求3的一种光学连接器,其特征在于在由上述滤光器的上述滤光区的外周面和上述凸缘的上述空心部分内壁围成的空隙内装入了环绕滤光区并且上述滤光器从中穿过的一个管状部件,上述管状部件的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
6.按照权利要求5的一种光学连接器,其特征在于由上述滤光器的上述滤光区的上述外周面和上述管状部件的内壁所围成的至少一个空隙内充满了其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层折射率的粘接剂。
7.按照权利要求3的一种光学连接器,其特征在于上述滤光器的上述滤光区的至少一个外周面上覆盖有环绕光栅的涂层。
8.按照权利要求7的一种光学连接器,其特征在于上述涂层的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
9.按照权利要求2的一种光学连接器,其特征在于上述插头包括含有一个通孔的套筒,套筒用来配接上述滤光器的上述端部的一部分,套筒装在上述滤光器的上述端部上,并且上述滤光器的上述端部的至少上述部分装入套筒的通孔中,并且上述光栅位于上述套筒的上述通孔内。
10.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于上述套筒由一种光传输材料构成,这种材料对穿过其中的对应于上述光栅反射波长的光加以传输。
11.按照权利要求10的一种光学连接器,其特征在于上述光传输材料的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
12.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于上述套筒含有一种用来吸收对应于上述光栅反射波长的光的光吸收结构,上述光吸收结构位于上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量到达的区域内。
13.按照权利要求12的一种光学连接器,其特征在于上述套筒由一种光吸收材料构成,这种材料吸收对应于上述光栅反射波长的光。
14.按照权利要求12的一种光学连接器,其特征在于包含吸收对应于上述光栅反射波长的光的材料的光吸收层配置在上述套筒的上述通孔的内壁上。
15.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于装在上述套筒的上述通孔中的上述滤光器的上述端部的预定部分,即上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量到达的部分处的外径小于上述滤光器的上述端部的剩余部分的外径,并且由于上述滤光器的上述端部的上述预定部分的外周面和上述套筒的上述通孔的内壁所围成的空隙内充满了吸收对应于上述光栅反射波长的光的光吸收材料。
16.按照权利要求15的一种光学连接器,其特征在于上述光吸收材料的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
17.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于上述插头含有一种限制位于上述滤光器的上述一个端面上的光辐射切孔尺寸的结构,切孔尺寸被限制为小于垂直于上述滤光器光轴的上述滤光器的截面的尺寸。
18.按照权利要求17的一种光学连接器,其特征在于相对于上述光栅位于上述滤光器的上述一个端面上的上述套筒的上述通孔的一个切孔被第一种阻光部件覆盖,而第一种阻光部件上的切孔尺寸小于上述滤光器的上述一个端面上的相应切孔。
19.按照权利要求17的一种光学连接器,其特征在于相对于上述光栅位于上述滤光器的上述一个端面上的上述套筒的上述通孔的第一切孔的尺寸小于相对上述光栅位于上述第一切孔对面的上述套筒的上述通孔的第二切孔的尺寸。
20.按照权利要求17的一种光学连接器,其特征在于含有其尺寸小于上述滤光器的上述截面尺寸的切孔的第二种阻光部件装在上述套筒的上述通孔内的上述滤光器的上述一个端面上,上述第二种阻光部件置于上述套筒的上述通孔内。
21.按照权利要求17的一种光学连接器,其特征在于上述滤光器的限制光发射的孔的直径是上述滤光器中模式区直径的1.14倍多,但小于上述滤光器的上述包层的外径。
22.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于上述套筒含有一种用来裸露装在上述套筒的上述通孔内的上述滤光器的上述端部外周面的一个区域,即上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量到达该区域的结构。
23.按照权利要求22的一种光学连接器,其特征在于上述套筒含有从上述套筒的外侧面延展到装有上述滤光器的上述端部的上述通孔的一个切口部分,或者把上述套筒的上述外侧面与装有上述滤光器的上述端部的上述通孔内壁连通起来的一个窗口。
24.按照权利要求23的一种光学连接器,其特征在于装在上述套筒的上述通孔中的上述滤光器的上述端部的裸露区域上覆盖着其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层折射率的折射率匹配材料。
25.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于位于上述套筒的上述通孔内的上述光栅距上述滤光器的上述一个端面至少3mm。
26.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量所到达的上述套筒的上述通孔的区域的截面积大于相对于上述光栅位于上述滤光器的上述一个端面上的上述套筒的切孔的截面积。
27.按照权利要求9的一种光学连接器,其特征在于一个凹槽配置在上述套筒的上述通孔内壁上的至少一个区域即上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量所到达的区域内。
28.按照权利要求27的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽沿着上述通孔的中轴线从上述套筒的第一端部延展到与上述第一端部相对的第二端部。
29.按照权利要求27的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽沿着垂直于上述通孔中轴线的上述通孔截面的周向配置。
30.按照权利要求27的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽环绕上述通孔的中轴线从上述套筒的第一端部呈螺旋形延展到与上述第一端部相对的第二端部。
31.按照权利要求27的一种光学连接器,其特征在于由装在上述套筒的上述通孔中的上述滤光器的上述端部的外周面和位于上述通孔的上述内壁上的上述凹槽所围成的空隙中充满了其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率的折射率匹配材料。
32.按照权利要求27的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽位于上述套筒的上述通孔的上述内壁的至少一个区域内,上述区域相对于上述光栅位于上述滤光器的上述一个端面上,不包括上述套筒的端部。
33.按照权利要求17的一种光学连接器,其特征在于,所述滤光器的所述过滤区的外圆周表面基本上由一种材料件所覆盖,所述过滤区中沿纵向方向的应力呈均匀分布状态。
34.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率比上述缆芯折射率低的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有空隙的插头,用来配接上述滤光器上含有上述滤光器一个端面的至少一个端部,上述插头包括含有通孔的套筒,用来配接上述滤光器的上述端部的一部分并固接在上述滤光器上,上述滤光器的上述部分装在上述通孔中;以及凸缘,上述套筒的一端装在凸缘上,上述凸缘含有一个空心部分,用来配接没有装入上述套筒的上述通孔中的上述滤光器的上述端部的至少一个剩余部分,并且其中,上述光栅位于装入上述凸缘的上述空心部分中的上述端部的上述剩余部分的预定位置上。
35.按照权利要求34的一种光学连接器,其特征在于由上述含有上述光栅的滤光器的滤光区的外周面和上述凸缘的上述空心部分内壁所围成的空隙中充满了其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层折射率的粘接剂。
36.按照权利要求34的一种光学连接器,其特征在于在由上述含有上述光栅的滤光器的滤光区的外周面和上述凸缘的上述空心部分内壁所围成的空隙内装有环绕上述滤光区并且被上述滤光器从中穿过的一个管状部件,上述管状部件的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
37.按照权利要求36的一种光学连接器,其特征在于由上述滤光器的上述滤光区的上述外周面和上述管状部件的内壁所围成的至少一个空隙内充满了其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层折射率的粘接剂。
38.按照权利要求34的一种光学连接器,其特征在于含有上述光栅的上述滤光器的滤光区的至少一个外周面上覆盖有环绕上述光栅的涂层。
39.按照权利要求38的一种光学连接器,其特征在于上述涂层的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
40.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率比上述缆芯折射率低的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有通孔的套筒,用来配接含有上述滤光器一个端面的上述滤光器端部的一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述通孔内,上述套筒由一种光传输材料构成,该光传输材料传输对应于上述光栅反射波长的光。
41.按照权利要求40的一种光学连接器,其特征在于上述光传输材料的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
42.按照权利要求40的一种光学连接器,其特征在于上述光栅位于上述套筒的上述通孔内。
43.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率低于上述缆芯折射率的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有通孔的套筒,用来配接含有上述滤光器的一个端面的上述滤光器端部的一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述通孔内,上述套筒含有用来吸收对应于上述光栅反射波长的光的光吸收结构,上述光吸收结构位于上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层的光分量到达的区域内。
44.按照权利要求43的一种光学连接器,其特征在于上述套筒由一种光吸收材料构成,该光吸收材料吸收对应于上述光栅反射波长的光。
45.按照权利要44的一种光学连接器,其特征在于包含有吸收对应于上述光栅反射波长的光的材料的吸光层配置在上述套筒的上述通孔的内壁上。
46.按照权利要求43的一种光学连接器,其特征在于上述光栅位于上述套筒的上述通孔内。
47.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率低于上述缆芯折射率的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有通孔的套筒,用来配接含有上述滤光器的一个端面的上述滤光器端部的一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述通孔内,其中,装在上述套筒的上述通孔中的上述滤光器的上述端部的预定部分,即上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量到达的部分处的外径小于上述滤光器的上述端部的剩余部分的外径,并且由上述端部的上述预定部分的外周面和上述套筒的上述通孔的内壁所围成的空隙内充满了吸收对应于上述光栅反射波长的光的光吸收材料。
48.按照权利要求47的一种光学连接器,其特征在于上述光吸收材料的折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层的折射率。
49.按照权利要求47的一种光学连接器,其特征在于上述光栅位于上述套筒的上述通孔内。
50.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率低于上述缆芯折射率的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有空隙的插头,用来配接含有上述滤光器一个端面的上述滤光器端部的至少一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述空隙内,上述插头含有一种限制上述滤光器的上述一个端面上的光辐射切孔尺寸的结构,切孔尺寸被限制为小于垂直于上述滤光器光轴的上述滤光器的截面尺寸。
51.按照权利要求50的一种光学连接器,其特征在于上述光栅位于上述套筒的上述通孔内。
52.按照权利要求51的一种光学连接器,其特征在于上述插头包括一个含有通孔的套筒,用来配接上述滤光器的上述端部的上述部分并固装在上述端部上,而上述端部的上述部分装在上述通孔内,并且相对于上述光栅位于上述滤光器的上述一个端面上的上述套筒的上述通孔的切孔覆盖有其切孔尺寸小于上述滤光器的上述截面尺寸的第一种阻光部件。
53.按照权利要求51的一种光学连接器,其特征在于上述插头包括一个含有通孔的套筒,用来配接上述滤光器的上述端部的上述部分并且固装在上述端部上,而上述端部的上述部分装在上述通孔内,并且相对于光栅位于上述滤光器的上述一个端面上的上述套筒的上述通孔的第一切孔尺寸小于相对于上述光栅位于上述第一切孔对面的上述套筒的上述通孔的第二切孔尺寸。
54.按照权利要求50的一种光学连接器,其特征在于上述插头包括一个含有通孔的套筒,用来配接上述滤光器的上述端部的上述部分并固装在上述部上,而上述端部的上述部分装在上述通孔内,并且其切孔尺寸小于上述滤光器的上述截面尺寸的第二阻光部件固装在置于上述套筒的上述通孔内的上述滤光器的上述一个端面上,上述第二阻光部件配置在上述套筒的上述通孔内。
55.按照权利要求50的一种光学连接器,其特征在于上述插头把上述滤光器的上述一个端面上的上述光辐射切孔尺寸限制为大于上述滤光器中模式区直径尺寸的1.14倍多,但小于上述滤光器的上述包层的外径。
56.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率低于上述缆芯折射率的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有通孔的套筒,用来配接含有上述滤光器一个端面的上述滤光器端部的一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述通孔内,上述套筒含有一种用来裸露装在上述套筒的上述通孔内的上述滤光器的上述端部外周面的一个区域,即上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量到达该区域的结构。
57.按照权利要求56的一种光学连接器,其特征在于上述套筒含有一个切口部分,该切口部分从上述套筒的外表面延伸到装有上述滤光器的上述端部的上述通孔内;或者上述套筒含有一个窗口,该窗口把上述套筒的外表面与装有上述滤光器的上述端部的上述通孔内壁连通起来。
58.按照权利要求56的一种光学连接器,其特征在于装在上述套筒的上述通孔内的上述滤光器的上述端部的裸露区上覆盖有其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层折射率的折射率匹配材料。
59.按照权利要求56的一种光学连接器,其特征在于上述光栅位于上述套筒的上述通孔内。
60.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率低于上述缆芯折射率的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅位于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有通孔的配装部件,用来配接合有上述滤光器一个端面的上述滤光器端部的一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述通孔内,上述光栅置于上述配装部件的上述通孔内并距上述滤光器的上述一
61.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率低于上述缆芯折射率的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述波光器内的预定位置;以及一个含有通孔的套筒,用来配接含有上述滤光器一个端面的上述滤光器端部的一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述通孔内,其中,上述套筒的上述通孔的区域(即上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层的光分量到达的区域)的截面积小于相对于光栅位于上述滤光器的上述一个端面上的上述套筒的切孔的截面积。
62.按照权利要求61的一种光学连接器,其特征在于一个凹槽位于上述套筒的上述通孔内壁上的至少一个区域内,该区域相对于上述光栅位于上述滤光器的上述一个端面上,不包括上述套筒的端部。
63.一种光学连接器包括一个至少作为传输光路一部分的滤光器,该滤光器具有波导管结构,波导管结构包括具有预定折射率的缆芯和一个覆盖上述缆芯外周面并且其折射率低于上述缆芯折射率的包层,上述滤光器含有一个用来反射预定波长光的光栅,上述光栅置于上述滤光器内的预定位置;以及一个含有通孔的套筒,用来配接含有上述滤光器一个端面的上述滤光器端部的一部分并固装在上述滤光器上,而上述滤光器的上述部分装在上述通孔内,其中,一个凹槽位于上述套筒的上述通孔内壁的至少一个区域,即上述光栅反射光中的从上述光栅辐射到上述包层上的光分量到达的区域内。
64.按照权利要求63的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽沿着上述通孔的中轴线从上述套筒的第一端部延伸到与第一端部相对的上述套筒的第二端部。
65.按照权利要求63的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽沿着垂直于上述通孔中轴线的上述通孔截面的圆周方向配置。
66.按照权利要求63的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽环绕上述通孔的中轴线从上述套筒的第一端部螺旋延伸到与上述第一端部相对的上述套筒的第二端部。
67.按照权利要求63的一种光学连接器,其特征在于由装在上述套筒的上述通孔中的上述滤光器的上述端部外周面和位于上述通孔的上述内壁上的上述凹槽所围成的空隙内充满了其折射率大体上等于或大于上述滤光器的上述包层折射率的折射率匹配材料。
68.按照权利要求63的一种光学连接器,其特征在于上述凹槽位于上述套筒的上述通孔的上述内壁的至少一个区域内,上述区域相对于上述光栅位于上述滤光器的上述一个端面上,不包括上述套筒的端部。
全文摘要
按照本发明的光学连接器。至少包括具有波导管结构并含有反射预定波长的光栅的滤光器和固装在滤光器端部上的插头。光栅位于滤光器的端部并置于固装在滤光器端部上的插头内。此外,光学连接器含有多种阻光结构,用来防止无用光通过包含光栅的滤光器的滤光区传输。
文档编号G02B6/38GK1152132SQ9611921
公开日1997年6月18日 申请日期1996年11月19日 优先权日1995年11月20日
发明者井上享, 岩岛彻, 伊藤真澄, 宫岛义昭, 古川真一 申请人:住友电气工业株式会社, 日本电信电话株式会社
文档序号 :
【 2766645 】
技术研发人员:井上享,岩岛彻,伊藤真澄,宫岛义昭,古川真一
技术所有人:住友电气工业株式会社,日本电信电话株式会社
备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
声 明 :此信息收集于网络,如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们,我们会在第一时间删除
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