專利名稱：具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種反射鏡，特別是一種用于光纖領域的光纖端面反射鏡。
背景技術：
光纖及光發射和接收器件廣泛用于光通訊、數據通訊、光互連和消費電子產品的高速外設光互聯。在許多情況下，例如有源光纜(active optical cable)，需要將發射源 (激光器或發光二極管)的光信號耦合到光纖中，或將光纖中的光信號耦合到光探測器中。 這種光耦合必須要高效率、體積小、成本低。實現這種耦合的現有技術包括直接耦合和成像華禹合。在許多產品中，尤其是有源光纜中，常采用垂直腔表面發射激光器作為信號光源和平面型光電二極管作為光接收器，由于結構的原因，光纖的方向同發射器和接收器的出射入射方向垂直，這就需要將耦合光束反射90度。請參閱圖1所示，為一種現有的斜角光纖端面全反射鏡，該種斜角光纖端面全反射鏡耦合方式具有結構簡單、成本低的優點。但為了滿足全反射的要求，光纖端面的角度一般要小于45度，例如對于多模0M3型光纖，該角度要小于40度。其結果是光束將以非垂直角度與激光器或光探測器耦合，造成光斑變形變大、耦合效率下降、并給應用帶來困難。因此，需要一種新的技術方案以解決上述問題。

發明內容
針對上述現有技術所存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種能夠將光纖端面全反鏡的耦合光束矯正，使其與激光器或光探測器的耦合角度達到或接近垂直，矯正光斑形狀、提高耦合效率、便于應用的具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡。為實現上述目的，本發明具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡可采用如下技術方案一種具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡，包括全反射端面以及位于全反射端面一側的光楔，所述入射光自全反射端面反射至光楔，并通過光楔折射出出射光。本發明與現有技術相比可調整光楔上下表面之間的夾角而矯正出射光的出射角度，使其與激光器或光探測器的耦合角度達到或接近垂直，從而矯正光斑形狀、提高耦合效率、便于應用。


圖1為現有的斜角光纖端面全反射鏡示意圖。圖2為本發明具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡的結構示意及工作原理圖。圖3為0M3光纖耦合光束垂直方向角度與光楔角度的關系示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式
僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。請結合圖2所示，本發明公開一種具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡，其特征在于包括全反射端面以及位于全反射端面一側的光楔，所述入射光自全反射端面反射至光楔，并通過光楔折射出出射光。本發明可通過調整光楔上下表面之間的夾角而矯正出射光的出射角度。其工作原理如下本發明的工作原理是利用光楔結構改變光纖耦合光束走向。其原理如圖2所示。 由于光在光纖內部是以全反射的方式傳輸，只有反射角度小于Qc = 90° -sin-1 (n2/nl) (1)的光線才能傳輸，即所謂傳輸模，其中n0( = 1)、nl和n2分別是空氣、光纖芯與光纖包層的折射率。為了實現所有傳輸模在光纖斜面上的全反射，其端面角度需滿足θ ρ = 90° - θ c-sin-1 (nO/nl) (2)與圖1所示的現有技術不同，本發明利用如圖2所示的具有φ角度的楔狀結構，可以實現耦合光束的矯正。以極限傳輸模的情況下光纖出射情況為例，光線傳播角度的計算
如下α = 90° -2 θ ρ+ θ c(3)β = sin-l(nlsina /η2) (4)Y= β - φ(5)δ = sin-l(n2siny)(6)所以光線與垂直方向的夾角為δ + φ(7)在本發明中，可以改變光楔的角度φ，來矯正以上光線的垂直角度。利用本發明的方法，以0Μ3多模光纖為例，nl = 1. 483，n2 = 1. 470，從上述公式 ⑴至(7)中可以得到θ c = 7. 7°，θ ρ = 39. 9°，a = 17.9°，β = 18. 1°，耦合光束與垂直方向的夾角計算結果如圖3所示?？梢钥吹?，利用本發明中的方法，可以實現耦合光束方向的矯正。同樣的方法也適用于各種其他的單模和多模光纖。該具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡應用于光纖或光纖陣列中。事實上，對于光纖陣列，本發明更加容易實現， 因為光纖陣列可以被批量加工，同時在多跟光纖上實現光楔結構。在本發明中，光楔的制作方法有多種。可以用光學切削或研磨等工藝，利用工裝夾具來實現。也可以用折射率匹配的聚合物模壓在光纖上。或者用光學微加工好的光楔與平面研磨后的光纖粘接而成。光纖全反射端面耦合的方法不需要任何透鏡系統，可以將光纖與激光器或光電接收器耦合起來，是一種低成本、易加工、體積緊湊的方法。而利用本發明的具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡，可以調整矯正耦合光束的方向，使光束與激光器或光電接收器的交接形狀達到或接近圓形，進而改善耦合效率。另一方面，由于耦合角度的改善，本發明與現有的無光楔的反射方式相比，也便于使用，有利于產品設計。
權利要求
1.一種具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡，其特征在于包括全反射端面以及位于全反射端面一側的光楔，所述入射光自全反射端面反射至光楔，并通過光楔折射出出射光。
2.一種如權利要求1所述的具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡，其特征在于調整光楔上下表面之間的夾角而矯正出射光的出射角度。
3.—種如權利要求2所述的具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡，其特征在于該具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡應用于光纖或光纖陣列與光探測器或激光器芯片的耦合中。
全文摘要
本發明公開一種具有光束方向矯正的光纖端面反射鏡，包括全反射端面以及位于全反射端面一側的光楔，所述入射光自全反射端面反射至光楔，并通過光楔折射出出射光，從而可以調整光楔上下表面之間的夾角而矯正出射光的出射角度，使其與激光器或光探測器的耦合角度達到或接近垂直，從而矯正光斑形狀、提高耦合效率、便于應用。
文檔編號G02B6/42GK102354025SQ20111033504
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者周赤 申請人:江蘇奧雷光電有限公司