专利名称：多纤光导元件的制造方法
本申请为申请号是88103097.X、申请日是880522、发明创造名称是多纤光导元件及其制备方法的申请案的分案申请。
本发明涉及一种制造适用于多股光导纤维并具有多种功能的多纤光导元件的制造方法。
最近，随着多纤光缆的发展，如一种带状光纤和波长划分多群复合技术等的改进，使多纤波长划分多路复用器/分解器，多纤光耦合器/分束器等的重要性显著增加。
通常，作为多纤光导元件，有一个系统，该系统具有互相并列的必要数量的光导元件，每个光导元件具有一种单纤结构，且具有一个分支路用(branch-path)光导纤维，它是与一个主路用(straight-path)斜向拼接的，以及一多纤光连接器。当然，生产具有斜向拼接在一起的公用光导元件在各元件的组合过程中需要，例如说，一种用于各轴向对准的夹具，以致于这些公用元件不象多纤光导元件那样的有效。还有，在一个多纤光导系统中多纤向单纤的变换需要在一多纤带和单纤之间传输光信号。而且，通常，一个对于具有多于两个波长的一光信号的波长划分多路复合/分解过程需要两个或两个以上的光导元件，而且操作波长的变更需要完全地置换这些光导元件。这样看来，在设计光导系统中，公用的多纤光导元件是不合适的。
本发明的一个目的是提供一种制造多纤光导元件的方法，该多纤光导元件是设计成能便于确保光纤的轴向对准和防止由于光纤的轴向不对准而引起的插入损耗。
本发明的另一个目的是提供一种使用简单工艺以精密地制造光导元件的方法。该光导元件是适用于一种多股光纤的一种多纤光导元件。
本发明的再一个目的是提供一种制造光导元件的方法，该光导元件可以配有一波长划分多路复用/分解功能并允许按需要变更操作波长，因此在设计一种光导系统中，此光导元件是合适的且花费不多的。
本发明的再一个目的是提供一种制造用于带有多波长光信号的紧凑的且不昂贵的多波长和多纤波长划分多路复用器/分解器的方法。
本发明的再一个目的是提供一种制造具有在一根多纤带和一根单纤之间的变换功能的多纤光导元件的方法。
本发明的再一个目的是提供一种制造具有一个内装的多纤/单纤变换装置和一个多纤/单纤变换功能的多纤光导元件的方法。
本发明的还有另一个目的是提供一种制造多纤光导元件的方法，该方法能降低由于配置在该多纤光导元件的壳体中的一根光纤的长度的变化所引起的缺陷的发生并因而改进产量和消除为匹配在使用中的光纤的长度而需要用的另一个较麻烦的工艺。
根据本发明的一个方面，所制造的光导元件含有至少第一至第三块，在这些块的各个表面上形成多个平行导向槽，一光纤是安置并固定于各个导向槽中，且在其一端有一倾斜面;第一和第二块的光纤具有其倾斜的面或倾斜端，它们通过第一光膜并按它们的光轴互相对准的方式连结在一起，第三块的光纤具有在一端面上形成的第二光膜，并且其排列是按其光轴与第一和第二块的光纤的光轴平行的方式以及当一个入射到第一块的光纤的光信号被依此在第一和第二光膜处反射时，该光信号是沿着第三块的光纤的光轴而传输的。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造光导元件的方法。该方法包括下列步骤在至少第一至第三块组件的各个表面上构成多个平行导向槽和至少一个对准销导向槽以获得至少第一至第三块;把光纤放置并固定在从第一到第三块的各个导向槽中;把第一至第三块的一端与放置在其上的光纤一起斜向研磨或搭接以由此形成一个斜面;至少在第一和第二块之一的一斜面上构成第一光膜并然后按下述方式安排第一块和第二块，即当入射到第一块光纤的光信号通过此第一光膜，该光信号则传输到第二块的光纤;在第三块的斜面上构成第二光膜，然后按下述方式安排第三块，即第三块光纤的光轴与第一块和第二块光纤的光轴平行以及当属于第一块的光信号依次地在第一和第二光膜处反射时，该光信号是传输到第三块光纤的;以及在分别在第一至第三块中构成的对准销导向槽中配置一个公用的对准销和通过该公用的对准销把第一至第三块安装和固定在一起。
根据本发明的再一个方面，所制造的多纤光导元件包括带有在其表面上构成的多个平行导向槽的第一基片及一个横切导向槽并从第一基片的该表面以一个预定的角度向其相反表面延伸但不到达该相反表面的狭长切口。在该狭长切口中装有一光膜，并按下述方式将一主路用光纤放置和固定在各导向槽中，即光纤两边的光轴相对于插入于其间的光膜是彼此对准的。还有放置和固定在第二基片表面上形成的一个相应的平行导向槽中的一分支路用光纤是以下述方式布置成与关联的一根主路用光纤的外缘或周边相接触的，即当一个入射到一个关联主路用光纤的光信号在该光膜处反射时，该光信号沿着一个关联的分支路用光纤的光轴传输。
根据本发明的再一个方面，提供了一个制造多纤光导元件的方法。该方法包括下列各步在第一块平板，基本上是在其表面的中部处构成多个平行的浅的导向槽以得到第一基片;在每一个上述导向槽中安置并固定一根主路用光纤;构成一个狭长切口，该切口横切该直流光径光纤并以一个预定角度从第一基片的表面向其相反的表面延伸但不到达该相反的表面;在该狭长切口中设置并固定一光膜;从第二块平板得到的第二基片的一个表面上形成的多个平行导向槽中安置和固定着分支路用光纤;按下述方式布置一相应的分支路用光纤使其与一相关的主路用光纤的一个外边缘接触即当一个入射到一个相应主路用光纤的光信号在该光膜处反射时，该光信号沿着一个有关的分支路用光纤的光轴传输。
根据本发明的再一个方面，所制造的光导元件包括第一基片，该基片带有一根沿纵向安置并固定在其表面上的光纤;恰当地安装在一个狭长切口中的一光膜，该切口横切光纤并按第一个预定角度从该第一基片的表面向其相反的表面延伸但不到达该相反的表面，为的是能适应与一个外部的光导元件连接;以及用来实现轴对准的一对准销，是被沿第一基片的纵向安置在第一基片的表面上，而且较好是对准销是与该光纤平行的，目的是为了能适应于与外部光导元件配合。此外，还提供了一个光导元件，包括第二基片，该基片带有一沿纵向安置并固定在其表面上的光纤，恰当地安装在一个狭长切口中的一光膜，该切口横切光纤并按第一个预定角度从该第二基片的表面向其相反的表面延伸但不到该相反的表面，为的是能与一个外部光导元件连接，以及在第二基片表面上按其纵向，较可取的，在与光纤平行的方向，设置一对准销导向槽，为的是适合于接纳一对准销以实现一外部光导元件的轴对准。再进一步说，此外还提供了一个光导元件。它包括第三基片，该基片带有一根沿纵向安置并固定在其表面上的光纤;恰当地安装在一个狭长切口中的全反射膜，该切口横切光纤并以第二个预定角度从第三基片的表面向其相反的表面延伸但不到达该相反的表面，为的是能与一个外部光导元件连结以及一个在第三基片表面上按长度方向，较可取的按与光纤平行方向设置一对准销导向槽，为的是能适应于接纳一个对准销以实现外部光导元件的轴对准。
根据本发明的再一个方面，所制造的多波长多纤型波长划分多路复用器/分解器包括一公用的主路用基片，基片构成时带有多个按长度方向设置于其表面上的平行光纤导向槽，主路用光纤被安置并固定于其中;以及多个有不同特性的主路用光膜各自恰当地固定在多个狭长切口中，这些切口设置在该公用基片的表面上，每一个切口横切该主路用光纤并以一预定角度从该基片表面向其相反的表面延伸但不到达该相反的表面;每一个分支路用基片在其表面构成许多按其长度方向形成的多个平行的光纤导向槽。具有不同特性的分支路用光膜是各自恰当地固定于狭长切口中，这些切口是在分支路用基片的表面上构成的，结果是横切光纤并以上述公用基片的切口延伸的预定角度从其表面向其相反的表面延伸但不到达该相反的表面。该分支路用基片是布置成与上述主路用公用基片接触和固定于其上，其方式为结合主路用光膜特性与支流光径光膜特性使公用基片的主路用光膜与分支路用基片的光膜是光学对准的。
根据本发明的再一个方面，提供了一制造带有多纤/单纤变换功能的一多纤光导元件的制造方法。该光导元件包括一个主体，它具有两个或两个以上的输入/输出口以实施多纤/单纤变换，和设置在该主体输入/输出口的至少一个单纤输入/输出装置和多纤输入/输出装置。
根据本发明的再一个方面，所制造的具有一多纤/单纤变换功能的一多纤光导元件包括带有两个或更多的多纤输入/输出口的一个多纤光导元件以及一个多纤/单纤变换元件，该元件与至少一个多纤输入/输出口耦合以实施多纤/单纤变换。该多纤/单纤变换元件包括在其两端具有不同终端的N个(＝2，3，4，)单纤，这些光纤的一个相应终端在元件一端处与N-光纤套圈连在一起，而包括至少一根单纤和/或一个单纤套圈的这些光纤的另一相应终端在元件的另一端与一根单纤连结。
根据本发明的再一个方面，提供了一种制造一个具有一个主体和一个与该主体耦合的输入/输出连接器的多纤光导元件的方法。该方法包括下列各步在一个公用基片上构成一个主体的底部基片部和一个输入/输出连接器部，把光纤安置和固定于输入/输出连接器部上;把该光纤的自由端部分在不弯曲自由端部分的条件下安置并固定于底部基片部上以及对该底部基片部实施一个必要的工艺以构成该主体的底部。
上述的光膜可以从选自由波长选择膜、分束膜、全反射膜组成的一组膜中的一个组份构成，上述带有透明基质的膜等等是与计划应用于本发明的一种光导元件一致的。
从下列详细描述并参考附图中，本发明的上述目的和其它目的及其它特征和优点将变得更显明。
图1说明一个根据本发明的第一个实施例的二纤波长划分多路复用器/分解器装置的概念上的结构;
图2是一个多纤型的波长划分多路复用器/分解器的透视图;
图3是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线切取的横剖面图;
图4是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线切取的另一种布置的横剖面图;
图5是图2的部件分解透视图;
图6说明在生产本发明的多纤型波长划分多路复用器/分解器的方法中的一个过程;
图7说明一种通用的多纤光导元件的一个单元的概念上的结构;
图8是说明根据通用方法组装的图7的多纤光导元件的透视图;
图9是根据本发明的第二个实施例的二纤波长划分多路复用器/分解器的局部横剖透视10是图9的局部放大横剖面图;
图11到图13是横剖视图，说明制造本发明的多纤光导元件的过程;
图14是组成图12中所示过程的一个狭长切口的局部横剖详细透视图;
图15和图16是横剖面图，分别说明放置在一主路用基片和一支流光径基片中构成的对准销导向槽和连接器导向槽中的对准销;
图17和18是根据本发明的第三和第四实施例的二种波长划分多路复用器/分解器的局部横剖透视图;
图19是图9的双纤波长划分多路复用器/分解器的一种改进形式的局部横剖视图;
图20是用来解释图19的双纤波长划分多路复用器/分解器的操作图，图21和23分别是根据本发明第5个实施例的一个光导元件的一主路部和一分支路部的侧视图;
图22和24是说明图21和23中所示的光导元件的改进形式的侧视图;
图25到27是用来解释本发明的光导元件的操作图;
图28是根据本发明的第6个实施例的一个三波长双纤型波长划分多路复用器/分解器的局部横剖透视图;
图29是沿图28中的ⅩⅩⅠⅩ-ⅩⅩⅠⅩ线切取的一个横剖面;
图30和31是侧视图，说明图28的波长划分多路复用器/分解器的改进形式;
图32是说明另一种改进形式的透视图;
图33和34是分别说明根据本发明的第7个实施例的双纤光导元件的内部结构和壳体的透视图;
图35是说明图33的主路用部的透视图;
图36是说明分支路用部的透视图;
图37是一主路用基片的纵向横剖面;
图38是一个主路用基片在其纵向的中心部位的放大的横向剖面;
图39是说明图33的多纤光导元件的输入/输出口的一种改进形式的透视图;
图40是说明多纤光导元件的内部结构的改进形式的透视图;
图41是说明适用于图40的结构的壳体的一种改进形式的透视图;
图42是说明根据第7个实施例的一种改进形式的光导元件的内部结构的透视图;
图43是上述同一光导元件的壳体的透视图;
图44是说明根据另一种改进形式的光导元件的内部结构的透视图;
图45是上述同一光导元件的壳体的透视图;
图46是第7个实施例的一种进一步改进形式的纵向横剖面;
图47是说明根据一个再进一步的改进形式的光导元件的壳体和外围结构的透视图;
图48是说明上述同一光导元件的内部结构的透视图;
图49是上述同一光导元件的水平横剖面;
图50是说明根据本发明的第8个实施例的光导元件的公用基片的平面图;
图51是上述同一基片的横剖面;
图52是说明与该公用基片，该同一光导元件组合在一起的另一基片的平面图;
图53是说明用于根据第8个实施例的光导元件的一种改进形式的公用基片的平面图;
图54是说明在装配图49的光导元件时引起的一根光纤的一种弯曲状态的图;
图55是说明根据本发明的第9个实施例的光导元件的内部结构的透视图;
图56是用于图55光导元件中的双纤/单纤变换元件的一种改进形式的透视图;
图57是根据第9个实施例的光导元件的一种改进形式的透视图;及图58是另一种改进形式的透视图。
在说明本发明的多纤光导元件之前先说明通常的光学元件。
通常，多纤光导元件例如多纤波长划分多路复用器/分解器或者多纤光耦合器/分束器，一般是由多个相互并置于片材(图7)的单元构成，其中每个单元包括波长划分多路复用器/分解器或光耦合器/分束器，具有如图7所示的单纤结构。在图7中，多纤光导元件的单一单元包括光纤1，2和3，各光纤都具有一个斜面研磨端面，光纤1和2通过光膜4在其研磨端面处相互拼接，并且光纤3按下述方法与光纤1和2的端部相连，所述方法是当光纤1所入射的光信号在光膜4处被反射时，光信号进入光纤3。利用上述结构，如果光膜4是一分光膜，则该单元用作光耦合器/分束器，如果光膜4是波长选择膜，则该单元用作波长划分多路复用器/分解器。
惯用的多纤光导元件具有三维结构，该结构具有3个在预定间隔处平行设置的单元。制造该多纤光导元件需要使各光纤轴向对齐，为此，提出了一种用于对准的夹具，该夹具包括几个部分，如图8所示。图7中所用的参考标号用于表示图8中的相同或对应元件。夹具5是为了能产生上述单元中的一个并且包括6、7和8部分。接收光纤1和2的6和7部分在其顶部具有V-形槽7a(图中只示出了在部分7上的一侧)。在各槽中设置了光纤1和2以后，在各部件6'和7'上设置并固定了支撑部分6'和7'。在支撑部分6'和7'间设置的部分8由两个对开部分8a和8b组成，所述对开部分8a和8b是通过由光纤3和光纤1和2所限定的角度切割部件而产生的。对开部件中的一个，例如8a具有为固定光纤3而形成的导向槽8a'，而另一部件8b则作为支撑部件。
为了利用夹具5以制造上述多纤光导元件，进行各单元的光纤的轴向对齐，通过把各光纤设置并固定在夹具5上，以得到一完成的单元，这样，这些完成的单元可以组合在一起以构成元件。
但是，由于利用夹具，而它包括由光纤3形成的倾斜轴，必须进行各光纤的旋转轴向对齐和平行对齐以及沿X，Y，Z轴的轴向对齐，这样，显然使装配过程复杂并且使利用夹具生产多纤光学元件明显困难。
图1和图2说明了根据本发明的第一个实施例的双纤波长划分多路复用器/分解器的情况。图1说明了在双纤波长划分多路复用器/分解器的一个单元中的多个光纤的安置情况，其中自由端倾斜抛光的光纤11和12按照下述方法连接，即其光轴通过波长选择膜14对直。另一光纤13具有倾斜研磨或搭接的自由端并且在研磨端上形成全反射膜15，并且光纤13通过下述方法与光纤11和12相连，即其光轴平行于光纤11和12的轴线，同时当光纤11所入射的光信号如箭头所示时，该光信号在波长选择膜14处被完全反射，光信号沿光纤13的光轴传播。
在上述装置中，波长选择膜14可以通过蒸发沉淀在光纤11或12端面上多层介质膜来形成，这样，具有波长λ1的光信号能够通过而具有波长λ2的光信号为波长选择膜反射。全反射膜15是布置成使具有波长λ2的光信号完全反射。因此，当具有波长λ1和λ2的光信号进入光纤11时，具有波长λ1的信号通过波长选择膜14进入光纤12，而具有波长λ2的另一信号首先在滤光片14(filter)处而后在全反射膜15处被反射进入光纤13，这样，使不同波长的二个光信号分开。
图2说明了上述双纤波长划分多路复用器/分解器的总体结构，其中部件21，具有布置和固定在导向槽21a中的光纤11，而部件22具有设置和固定在导向槽(图中未示)中的光纤12，它们在其倾斜面21b和22b处对接，而在导向槽23a中设置和固定的光纤13的部件23，其底部与部件21和22的顶部相连。
图3说明了图2所示的光导元件沿垂直于光纤光轴的剖面情况。如图所示，部件22的导向槽22a和部件23的导向槽23a是这样形成的使它们的相连边缘部分完全相互对齐。由于部件21的导向槽21a与导向槽22a和23a完全相同，因此，对于它们的说明将予省略。光纤12和13分别设置在导向槽22a和23a中并由粘合剂16固定。这就需要每个导向槽22a和23a具有这样一个断面，即当光纤12和13被设置在槽中时，光纤12和13的外周在其径向最高位置与部件22和23的表面是平齐的。由于这样的设置，当部件22和23连接时，其表面能相互接触，这样相对光纤的外表面也能沿光轴方向具有线接触，这样提高了总体机械强度。如果导向槽22a和23a比光纤12和13的外径较深，不象图3所示的那样，当部件22和23连接在一起时，在相对光纤12和13之间会形成空隙，该空隙会引起辐射损耗(radiationloss)。另一方面，如果导向槽22a和23a相对于光纤12和13的外径是太浅的话，则部件22和23的表面将不能相互接触，则在连接部件22和23时，光纤12和13沿其光轴方向彼此只有线接触，该总结构成为在机械上不稳定。
如图4所示(只说明了部件22和23)，同样需要各部件21-23具有导向槽21c-23c(只示出了槽22c和23c)，例如V形断面结构，以接收对准销30，这对于这些部件都是公用的并且通过导向槽将各部件装配在一起。
图5是图2所示的双纤波长划分多路复用器/分解器的结构分解图。在第一部件21的表面上是二个平行导向槽21a，例如V形槽，形成在其间的预定间隔以接纳并固定光纤11。同样，在部件22和23的表面上按其导向槽21a相同间隙分别形成有两个平行导向槽22a以接纳并固定光纤12同时还形成有二个平行的用以接收并固定光纤13的导向槽23a。在光纤11-13的研磨倾斜端面11a，12a和13a以及部件21-23的端面21b，22b和23b上光纤11-13被固定并且被设计成互相平齐。光纤11或12中的一个端面，例如端面11a具有通过蒸发而沉淀在其端面上的波长选择膜，光纤13的端面13a上具有形成的全反射膜。部件21和22在其端面21b和22b处对接，同时，光纤11和12在其端面11a和12a处对接。部件23是紧固地连接到部件21和22，且其底部紧密地与部件21和22的顶部接触。
当各个其上固定有光纤的部件按上述方法连接在一起时，光纤11-13构成了如图1所示的波长划分多路复用器/分解器的各个单元，接着可以提供双纤波长划分多路复用器/分解器。
下面说明按本发明所应用的制造方法制造上述双纤波长划分多路复用器/分解器的过程的一个例子。
首先，在第一到第三个块21-23的表面上形成二个一组的平行光纤导向槽21-23，平行销导向槽21c-23c，光纤11-13设置在各导向槽21a-23a中并且由粘合剂所固定(如图3和图4所示)。接着每个块21b，22b或23b的一端与相关光纤一起被倾斜切割并研磨。在该步骤中需要微研磨技术以保证同时切割和研磨。在该步骤中，如果一个具有如图6所示的两个平行导向槽20a形成的一个连续块组件20承受微研磨处理。这是在其适当部分沿图6所示的虚线A的表面进行切割和研磨的，并因此分成第一和第二块21和22，则这些块21和22能完全地配合在一起，这样防止了由于轴向偏移而产生的插入损耗。
在下一步骤中，如图4所示，对准销30被设置在块21-23的(只示出块22和23)各个销导向槽21c-23c中(只示出了22c和23c)并且各个块彼此在其适当的位置进行对准接着进行固定。此时，在各块21-23上设置并固定的光纤11-13的轴向对准可以通过把各个块沿对准销30前后移动来完成。这样的优点是使光纤所需的轴向对准的处理大大简化。对准销30可以安置在微研磨机(未示)的微定位器中形成的销导向槽中，从而可提供在部件切割步骤中使块对准的参考位置。
尽管上述实施例是通过三个块构成的双纤波长划分多路复用器/分解器而加以说明，但是块的数量没有限制规定，它能够根据多纤光导元件的结构而适当选择。
图9说明了根据本发明的第二实施例的双纤波长划分多路复用器/分解器，其中平行导向槽(V形槽)102和103是在主路用基片101的表面上形成的，在其大致中心位置102a和103a沿其长度方向上所形成导向槽102和103是较浅的，在这些槽中分别设有直通光纤104和105，它们在其中部各具有无屏蔽(unsheathed)或裸光纤部分。光纤104和105在槽中由例如是光学粘合剂106固定。切口107(只示出了在槽102侧面上的部分)是在导向槽102和103的中心部分102a和103a处沿基片101的宽度方向，并且相对于槽102和103的长度方向按预定角度而形成的，波长选择膜108是设置在切口107中。
由于槽102和103具有相同的结构，下面说明前者即槽102的结构。实际上，波长选择膜108包括透明基片108a，例如玻璃，与波长选择膜108b一起是通过蒸发而形成。在这方面，“波长选择膜”一词以下所表示的不仅是指在光纤端面直接蒸发的光膜，还表示上述的包括透明基片在内的光膜。按同样的方法，分束膜、全反射膜或其它等等也同样用来称为包括透明基片的光膜，直通(straight-path)光纤104是按下述方式进行光学轴向对准的，使波长选择膜108一端的光轴与另一端的光轴对准。
此外，直通光纤104的外周在波长选择膜108被支撑的区域具有侧面研磨。更进一步讲，光纤104包括芯104a和包层104b，如图10所示，并且包层104b的顶端被研磨到芯104a所不能达到的径向区域，这样，被研磨表面104b'被平整或形成与直通基片101的顶部在同一平面的形式。
用于分支路的基片111是布置在直通基片101的顶部并固定之，它具有如基片101相同的结构。更进一步，具有裸光纤部分的分支路光纤114和115是通过光学粘合剂116而布置和固定在导向槽112和113中，以及波长选择膜118是紧紧地配装在切口117中。如图10所示，在该波长划分多路复用器/分解器的分支部分，直通光纤104和分支路光纤114在包层104b和114b上具有形成的研磨面104b'和114b'，这些研磨面104b'和114b'完全紧密连接，基片101的111的波长选择膜108和118的轴线位置是沿光纤104和114的光轴按下述方法调整，即当例如来自端口A-1的入射到光纤114的光信号依次地在波长选择薄膜108和118处反射时，则信号传输到光纤114的端口C-1处。
利用上述装置，给出一种能通过具有波长λ1的光信号并反射具有波长λ2的光信号的波长选择膜是用作波长选择膜108和118，以及具有波长λ1和λ2的光信号同时从端口A-1入射到直通光纤104，具有λ1波长的信号穿过膜108并穿过光纤104的端口B-1。同时，具有λ2波长的信号在波长选择膜108和118处依次地被反射并穿过分流光纤114的端口C-1而传播。波长的分离就是按此法完成的。
如果具有λ1，λ2波长的光信号分别来自端口B-1和C-1，则具有λ1和λ2波长的光信号分别穿过端口A-1，即，进行波长复用。
对于图9所示的光学元件被只用作波长划分多路复用器/分解器的情况，分支路光纤114的端口D-1是无用的。如果，一具有预定波长并具有预定分束率的分束膜是用于取代波长选择膜108，并且全反射膜替代膜118的话，所产生的多纤光导元件用来作为光耦合器/分束器。
下面将说明制造双纤波长划分多路复用器/分解器。
首先，在直通基片101上(图11所示)形成二个平行导向槽102和103。这些槽102和103在沿其长度方向上的中心位置102a和103a处较浅，如图12所示。直通光纤104和105分别设置在各导向槽102和103中并由光粘合剂106固定。接着，穿过各个光纤104和105并具有相对于基片101表面的预定角θ(弧度)的切口107在基片表面上形成(图12所示)。切口107是通过与光纤104和105一起研磨(grinding)基片表面整个宽度而形成的。
滤光片108是设置在形成的切口中并且由光学粘合剂所固定，基片101的表面被研磨并且对应于导向槽102和103的大致上的中心部分102a和103a的光纤104和105的包层一直研磨到即将露出的区域，与基片101具有相同结构的分支路基片(如图9所示)是单独准备的，其上正面朝下覆在基片101上这样相配合的光纤的研磨表面是彼此紧密接触的。这就完成了双纤波长划分多路复用器/分解器的制造，如图9所示。
在上述步骤中，为形成切口107，并排地布置直通基片101和分支路基片111且同时形成如图14所示的切口117，这样提高了加工能力并减少角度偏差(△θ)，使之小于由单独形成切口的情况，并进一步地，总的角度偏差在重叠基片时进行的轴线对准时可以容易地通过把光纤沿长度方向移动来进行补偿。
此外，如图15所示，如果对准销导向槽109和109'(119和119')和导向槽102一起在基片101(111)和103(112和113)的表面中形成，以及对准销130设置在对准销导向槽109和109'(119和119')时，在基片101和111的表面研磨以后连接步骤中轴向对准可容易地通过例如下述方法完成，即沿光纤的长度方向的对准销130移动基片111。
此外，除了导向槽109和109'(119和119')外，如果连接器导向槽110和110'(120和120')是在基片101和111的表面中形成的并且连接器导向销131是装配在这些导向槽110和110'(120和120')中，如图16所示。该波长划分多路复用器/分解器能容易地通过对准销直接耦合到多纤连接器上。
图17和18说明根据本发明的第三、第四实施例的双纤波长划分多路复用器/分解器的情况，它与图9中所示的比较在分路基片中具有不同的结构。在这些图中，与图9所用的相同的标号表示相同的或对应元件。
根据如图17所示的第三实施例的双纤波长划分多路复用器/分解器的产生是由于通过在分支路基片141中形成的导向槽142和143中设置并固定分路光纤144和145，以一预定角倾斜切割基片141和光纤144和145，使他们研磨并形成倾斜面141a，并按下述方法进行轴向对准，即使其倾斜面141a紧密地与直通基片101的表面接触，并且当进入到直通光纤104的端口A-1的光信号在波长选择膜108处反射时，信号沿分支路光纤144的光轴传输。
具有上述结构的双纤波长划分多路复用器/分解器的尺寸是略大于图9所示的双纤波长划分多路复用器/分解器的尺寸，但由于在靠近波长选择膜108的端处分离，它具有较低的辐射损耗。
根据图18所示的第四实施例的双纤波长划分多路复用器/分解器在分支路基片151表面上具有导向槽152(图中仅示出152)和153并且在导向槽152和153中固定有分支路光纤154和155。该基片152的一端与光纤151和155一起按与切口107同样的角度倾斜切割，并且在完全倾斜端面上具有通过蒸发形成波长选择膜156，分路基片151的端面151a，设置成完全与直通基片101相紧密接触，就象其上的表面一样，被研磨到分支路光纤154和155芯体还不到的部分。这些基片101和151按下述方法进行轴向对准，使相关连的直通和分支路光纤104和105的研磨面能紧密接触，并且当来自光纤104端口A-1的光信号依次地在波长选择膜108和156处反射时，光信号则穿过光纤154的端口C-1传播。
图19说明了根据图9所示的第二实施例的双纤波长划分多路复用器/分解器的变形形式。该变形利用包括多个光纤210在内的直通多纤带209以及包括多个光纤212在内的分路多纤带211，取代了如图9所示的直通光纤104和105以及分路光纤114和115，同时，其它部分具有如图9所示的相同结构。即，元件201，202，207和208分别对应于图9中的元件101;108和118，111以及107和117，元件202由能通过具有λ1波长的光信号并反射具有λ2波长的光信号的波长选择膜所构成，由图9所示的波长选择膜108和118可见。底部和顶部基片201和207在其表面上具有导向槽，它对应于图9的导向槽102，103，112和113。参考标号210a和212a表示裸光纤部分。图20中的参考标号203是一销，它对应于图15中的对准销130，在基片201和207中的销203配置在对准销导向槽中(未图示)。
由于根据该实施例的波长划分多路复用器/分解器的工作情况与图9中所示的工作情况相同，因此，在此省略。
图21和23分别说明根据本发明的第五实施例的波长划分多路复用器/分解器的直通部分和分支路部分。该器件基本上与图9所示的第二实施例的器件具有相同的构成。差别在于，顶部和底部基片在第二实施例中通过粘接剂固定而在第五实施例中，它们是独立构成的并且能够根据光学系统或工作波长的作用进行便于应用的组合。在图21和23中，元件301，301a，302，304，304b和305分别对应于图9中的元件101，107，108，111，117和118。元件302和305各自由通过λ1波长的光信号和反射λ2波长的光信号的波长选择膜，以及反射λ3波长的光信号的波长选择膜所构成的。对准销303设置和固定在对准销导向槽(图中未示)，例如在形成在底部基片301的表面中V型断面结构，这些销303能够设在顶部基片304的表面上形成的相似导向槽304a中。
同样地，对准销303可预先设在顶部基片304上，或当这些基片相互固定时，可设置在底部或底部基片301和304中的一个上。
图22说明了图21中所示的直通部分的变形形式，其中底部基片301'的二个切口301'a分别形成有能通过波长λ1和λ3的光信号，反射有λ2波长的光信号的波长选择膜302a并有能通过波长λ1的光信号的和反射波长λ3的光信号的波长选择薄膜302b，标号303a是对准销。
图24说明了如图23所示的分支路部分的变形形式，其中切口306b不同于图23的切口304b，以预定角度在顶部基片306的表面上形成，对准销导向槽306a类似于在基片306表面中形成的导向槽304a，例如，全反射膜305a是设置并固定在切口306b中。
参见附图25-27说明上述光学元件的工作情况。如图25所示，首先制备图22所示的直通部分并且分支路部分被设置在直通部分上。对准销303a是设置在对准销导向槽306a中，分支路部分沿相对于直通部分的长度方向滑动以进行轴向对准，而分路部分是暂时固定于直通部分。当具有λ1λ2波长的光信号从底部基片301'左侧进入光纤后，具有波长λ2的光信号在波长选择膜302a和全反射膜305a'处被反射并且回到左侧。但是具有λ1波长的光信号，穿过波长选择膜302a和302b进入基片301'的右侧。如图25所示的组合结构用作为波长λ1和λ2的双波长划分多路复用器，对于来自相反方向的光信号，同样的组合结构用来作为双波长划分多路复用器。如图27所示，如果图23所示的分支路部分同样地暂时固定到图22所示的直通部分上，而具有λ1和λ3波长的光信号从左侧进入，该组合结构是用来作为λ1和λ3波长的双波长划分多路复用器，对于从相反方向进入的光信号，相同的组合结构是用来作为λ1和λ3的双波长划分多路复用器。进一步地，如果如图23和24所示的分支路部分是同时地暂时固定到直通部分并且光信号如图26所示的形式进入，该组合结构被用作波长λ1，λ2和λ3的三波长划分多路复用器，并且对于从相反方向进入的光信号，该组合结构被用作三波长复用器。按照上述方法改变分支路部分，光导元件能解决工作波长中的变形形式。
如图25或27所示的波长划分多路复用器/分解器可以在现时准备好并在以后如图26所示扩展。如果现在复用作用并不需要而在以后需要的话，目前可准备一低成本的光导元件并在以后加入所需的复用功能。光导元件的成本能进一步通过下述设计方法减少，即使用对准销导向槽使单一顶部基片部分相对于多个底部基片部分可进行滑动。
图28和29说明了根据本发明的第六实施例的三波长双纤波长划分多路复用器/分解器，它旨在用低耗的不需大体积设备的单一单元以提供三波长光信号的复用器/分解器。
根据该实施例的波长划分多路复用器/分解器，它具有一直通部分和双分支路部分，它们基本上按如图9和图10所示的相同形式构成。即图28和29中元件401，401d，402和403，和401c分别对应于图9中的元件101;102和103，104和105以及107。图28和29中的元件412和413，412d，406和407，以及412c分别对应于图9中的元件111，112和113;114和115，和117。参考标号402a，403a和406a-409d表示了光纤402，403和406到409的裸光纤部分。
图29中的元件421，和401b和412b分别对应于图15中的元件130，和109，109'，119和119'。参考标号404和405;和410和411是波长选择膜，它们与图9中的波长选择膜108和118是对应的。膜404和410按下述方法进行光轴轴向对准，即是，光信号从一个膜反射后进入另一个，膜405和411相似地进行光轴轴向对准。膜404和410通过具有λ1和λ3波长的光信号而反射具有波长λ2的光信号，薄膜405和411通过具有λ1波长的光信号而反射λ3波长的光信号。
根据该实施例的波长划分多路复用器/分解器基本上按第二实施例(图9)相同的方法构成。首先，直通基片401，各分支路基片412和413以及外围元件根据第二实施例所述的步骤来准备。接着，在穿过基片401的光纤402和403的端口A的光信号分别在波长选择膜404和410处反射并通过基片412的光纤406和407的端口C传输的情况下，分支路基片412紧密地连接在直通基片401上。相似地，分支路基片413紧紧连在直通基片401上，从而提供了D和B端口。
参见附图28，以说明上述波长划分多路复用器/分解器的运行情况。
当有λ1，λ2和λ3波长的光信号通过光纤402和403的A接口进入时，波长选择膜404和405通过λ1波长的光信号，这样，该光信号通过光纤402和403的B端口传输。具有λ2波长的光信号在波长选择膜404和410处反射，并通过光纤406和407的C端口传输，而具有λ3波长的光信号穿入波长选择膜404，且在膜405和411处反射并通过光纤408和409的D端口传输。这样，完成了三波长划分分解处理。另一方面，如果具有λ1波长的光信号通过光纤402和403的B端进入，具有λ2波长的光信号通过光纤406和407的C端进入，具有λ3波长的光信号通过光纤408和409的D端进入，则具有波长λ1，λ2，λ3的光信号通过光纤402和403的A端传输，这样实现了三波长划分复用处理。在该种情况下，图28中的E和F端是无用的。
在图30中所示的一个变体中，公用直通基片401'的波长选择膜404和分支通道基片412'的波长选择膜410布置成与在图28中所涉及的一个膜有相反的预定角，以致基本412'的端口E构成了作为波长λ1、λ2和λ3的光信号的输入口。端口A和F是不用的。根据图31中所示的另一个变体，全反射膜401'被用于分支通道基片412'。波长选择膜410'如在图31中所示，具有一个(π/2-θ)倾斜角，而波长选择膜404的倾斜角为θ(弧度)。如在图32中所示，输入/输出终端可由代替光纤一多纤套圈421成一单纤套图423构成。参考标号422和424分别为一带状光纤和一单纤。
尽管已作出上述有关的一种双纤波长划分多路复用器/分解器的说明，但本发明不限于双纤型，而适用于另一种类型的多纤波长划分多路复用器/分解器以及适用于具有三个或更多波长的光学信号的光学处理。该光纤可为多个单光纤或一带状光纤。
图33和34根据本发明的第七个具体实例描述一种双纤光导元件。该光导元件具有一双纤波长划多路复用器/分解器501，作为主体，它具有执行双纤输入/单纤输出的变换功能，且基本上具有如在图9中所示的一元件的相同装置。用于元件501的直线通道的各单光纤505和506具有一端与作为一输入口的一双纤套圈507耦合，另一端则与作为一个输出口的单纤套圈508和509耦合。用于元件501的分支路通道的一双纤带511具有一端与作为一个输出口的一双纤套圈510耦合。
进一步讲，该光导元件包括一外壳504，其中一双纤连接器或插座514是固定在该外壳的一侧壁上，和一个相似的连接器517和一单纤连接器515、516分别安装在该外壳的其它侧壁的上部和下部。前面所述的元件501和505-511是容纳在该外壳504内。各个连接器514-517与有关元件507-511之一耦合，并用于连接一外部双纤连接器或一外部单纤连接器。
这些元件可布置成替代插座或连接器输出以提供一引出端输出。该双芯光纤带511和单纤505和506该根据它们的外壳504的形状和尺寸切割至具有适合的长度。双纤套圈507和510可为，例如具有在该光纤外部形成的一对定位塞孔型的套圈。
根据该具体实例，作为该光导元件可基本上按与如在图9中所示的相同的方法构成，该制备方法的详细描述将省略。然而，区别在于代替图9中的对准槽102，103;112，113的宽槽502a;503a，是在两个基片502和503中形成的，而光纤导向槽如在图35-38中所示的沿着它们的长度方向在基片的中心部分提供的凸出部分上形成的(只有基片502的凸出部分和槽由参考标号502b和502c表示之)。在图中，参考标号505a和506a为光纤芯，518为一光学粘合剂，519为一波长选择膜，及521为一切口。
按上述装置，如果具有波长λ1和λ2的光信号同时从双纤套圈507进入单纤505和506，具有波长λ1的光信号通过波长选择膜519，且通过单纤套圈508和509传播，而具有波长λ2的光信号依次地在波长选择膜519和分支通道基片503的膜上反射，并通过双纤套圈510而传播。
该多纤光导元件不限于一种波长划分多路复用器/分解器，而作为一种光耦合器/分束器等。如果通过一给出的分束比使用一替代波长选择膜519的分束膜以分裂预定波长的光信号，以及一全反射膜代替基片503的波长选择膜，该光导元件可用来作为光耦合器/分束器。双纤波长划分多路复用器/分解器501的输入/输出口不限于具有终端点与双纤套圈耦合的双纤型光纤带的类型;输入/输出口也可由一双纤套圈所构成，如在图39中所示，以致直通基片523和分支通道基片524的各个端面523a和524a可用于与一双纤套圈连接，结果该双纤波长划分多路复用器/分解器至少有一个端口直接连接到同一主体。
进一步讲，如在图40中所示，二根单光纤505和506可代替一个终端具有双纤套圈526的双纤型光纤带525，双纤带525的另一终端被分离以配置单光纤505'和506'。在此条件下，如在图41中所示，使用一外壳27，它具有一双纤连接器517以及与该连接器517并列的二单纤连接器515、516。
根据在图42中所示的第七个具体实例，该双纤波长划分多路复用器/分解器，代替双纤带511和在图33中所示的双纤套圈510，它具有单纤528和529，还有各自与光纤528和529的一个终端耦合的单纤套圈508和509，以提供取自两个端口的双纤/单纤变换输出。在这方面，如图43中所示的一外壳530也具有二对单纤连接器515和516。该用于提供双纤/单纤变换输出的端口不限于二个，但可根据一种波长划分多路复用器/分解器的分离性质来提供预定的端口数量。另外，输入/输出口的数量不限于如在图33中所示的3个。
在图44的另一变体中，双纤波长划分多路复用器/分解器具有二个双纤套圈507及二对单纤套圈508和509，因此构成四个端口。如在图45中所示，将与二个端口的有关的二个双纤连接器514和用于其余二个端口的单纤连接器515和516是安装于一外壳532上的，为了该外壳可应用于波长划分多路复用器/分解器。
图46描述另外一变体，基本上按如图17中所示的相同的方法构成。双纤带的无屏蔽部分是设置在一分支通道基片533的光纤导向槽中的一个有关的槽中，且由光学粘结剂518固定。然后，相对于分支通道基片533的一抛光表面535而言使用一2θ的(弧度)角将基片533和双纤带一起加以切割和抛光，例如，这样一个角使抛光表面535相对于直通基片502的单纤505和506的纵向而形成一π-2θ(弧度)角。使分支通道基片533的切割面与直通基片502的抛光表面紧密接触且固定之。在固定这些表面时，如参阅图17所描述的以进行光学轴向对准。一波长选择膜534是设置在该基片502和533的抛光表面之间。
尽管上面的描述已给出作为多纤光导元件可参照双纤波长划分多路复用器/分解器，但本发明还可用于多纤光导元件的其它类型例如一光耦合器/分束器。本发明也不限于双纤型，而适用于N-光纤光导元件(N＝2，3，4…)等。N-光纤光导元件的一N-光纤输入/输出口可由N-光纤带、N-光纤套圈或其终端与一N-光纤套圈相连的N-光纤带的任何一个构成。
图47至49根据图33中所示的第七个具体实例的另一变体描述了多光纤光导元件主体，它包括作为具有三个输入/输出口的光导元件主体的多纤波长划分多路复用器/分解器。一外壳507'，具有安装在装配部分上的输入/输出口连接器，在位于装配部分的一边的外壳顶部507'a上安装多个双纤连接器408'a，主体外壳的底部507'b装有多个单纤连接器509'。其它输入/输出口连接器装配部分上配装多纤连接器508'a。这些连接器或插座的每一个用于与一外部多纤连接器或外部单纤连接器直接连接。
在图48和49中，参考标号501'为一多纤波长划分多路复用器/分解器，511'a和511'b为多纤带，512'a和512'b为多纤连接套圈，513'为一单纤连接套圈及514'为一单光纤。该变体的光导元件的结构和操作基本上与前面所述的光导元件相同，因此这里省略对它们的描述。
现在参见图50至52，将解释根据应用本发明的制备方法的第八个具体实例的一光导元件。
该方法打算防止在制备如图47-49所示的构件时缺陷等的出现。在制备如图47-49所示的光导元件时，由于许多单纤连接套圈513'和多纤连接套圈512'分别固定在外壳507'的两端，该单纤514'和多纤带511a'须具有适当的控制长度。特别是，具有与预定长度不同长度的单纤，它们所必需的松驰部分如在图54中标号A'所示弯曲至适应于外壳507'(图47)。这增加了缺陷并破坏了可靠性。为了防止这问题，必需提供相对于几厘米长度的约1毫米的长度校正，且这种校正是不容易的，且是减少多纤光导元件产量的一个主要原因。
在图50-52中所示的光导元件包括一个双纤波长划分多路复用器/分解器。在制备多路复用器/分解器中，首先，制备一公用基片601，它具有一下部基片部分601a和一用于支承一组输入/输出单纤连接器的一单纤连接套圈支承部分601f。光纤导向槽601c，裸纤部分导向槽601d和对准销导向槽601e，各具有一V-型横截面，是预先在下基片部分601a的表面中形成的。具有V-型横截面的单纤连接器导向槽601b也是预先在单纤连接套圈支承段601f的表面中形成的。同样，光纤导向槽605b、裸光纤部分导向槽605b以及对准销导向槽605c，都具有一V-型横截面，这是在一双纤连接器下基片605(图52)的表面中形成的，从而构成了光导元件的输入输出多纤连接器。然后，固定公用基片601和下部基片605的共有部位。
然后，各单纤连接套圈602与有关的光纤603一端连接，并安装和固定在槽601b中，通过清除光纤603的涂层而得到的裸光纤部分布置在下基片部601a上，并用光学粘合剂固定此下基片部分。裸纤部分603a各在有关的光纤的预定延伸区域形成，该区域根据有关的裸纤部分导向槽601d和单纤连接导向槽601b的间距而安置，因此不使光纤603弯曲，然后，一条切口(未示出)是在下基片部分601a的表面上形成，以及用光粘合剂固定波长选择膜(未示出)之后，抛光该下基片部分601a的表面。用同样方法将制取的双纤波长划分多路复用器/分解器上基片部分(未示出)放置在下基片部分601a上并使有该裸纤部分的它们的抛光表面紧密接触以进行粘合。这就完成了双纤波长划分多路复用器/分解器。在此时，光纤603的自由端部分的长度还未调整。
在下一步骤中，光纤603的屏蔽部和无屏蔽部或裸纤部分603b分别配置在该下部基片605的光纤导向槽605a和裸纤部分导向槽605b中，同时调整它们长度以避免弯曲光纤，然后，用光学粘合剂固定之。将单独制备的上基片(未示出)放在下基片605上，并固定之，切断裸纤部分603c的不必要部分，而且同时对下基片605的端面605d，上基片的端面和光纤的端面进行光学抛光。光导元件是通过上面的方法而构成，因此设置于该元件中的光纤不具有由于由光纤的长度变化所引起的松驰，且防止该光纤的弯曲达到这样的程度即产生一光传输损失下降一可允许范围。
该双纤波长划分多路复用器/分解器的主体的下基片部601a和双纤连接器的下基片605可配置在公用基片上，同时在一独立基片上配置单纤连接套圈支承段。在该情况下，该制备过程通过用双纤连接器的基片而实现的。
图53根据第八个具体实例的一个变体描述用于一双纤光导元件的公用基片606，为此，应用本发明的多纤元件制备方法是在一块团中形成的该公用基片606上，由单纤连接导向槽606d构成的一单纤连接套圈支承段606a，用于支承输入/输出单纤连接器，具有光纤导向槽606f，裸纤部分导向槽606g和对准销导向槽606e的一双纤波长划分多路复用器/分解器的主体的一下基片部606b，以及同样由光纤导向槽606f，裸纤导向槽606g和对准销导向槽606e构成的一双纤连接器的下基片部606c，用于构成一输入/输出双纤连接器。由于形成公用基片的步骤从前面的描述中是明显的，对它们的解释将省略。
尽管上面的描述已给出有关的一种作为一多纤光导元件的双纤波长划分多路复用器/分解器，但本发明也可应用于其它类型的双纤光导元件诸如光耦合器/分束器。本发明也不限于一双纤型，且还可应用于N-光纤光导元件(N-2，3，4…)，在上面的具体实例中，连接器是设计成单纤连接套圈和多纤连接套圈分别在该连接器的相反侧形成，然而，多纤连接套圈可在该连接器的两侧形成。
图55根据第九个具体实例描述一光导元件，它包括图33的光导元件和本文所提供的一双纤/单纤变换元件702，该光导元件包括与图33的元件501和507-507相对应的元件701和711，与图33中的单纤505和506相对应的双纤带705和706，以及通过一双纤套圈703与该带状光纤706的一输出口侧端耦合的变换元件702。这些元件适应于图34或41中所示的外壳。该元件702包括与套圈703耦合的一双纤套圈704，以及将套圈704连接于单纤套圈708和709的单纤711和712。
单纤套圈708和709不是需要设置的。如在图39中所示的变体，这光导元件可按下述方式改进即使输入口侧套圈707直接与波长划分多路复用器/分解器701耦合。进一步讲，该单纤711和712可用一双纤带720替代，双纤带的一端位于该单纤套圈708和709的侧面且分离成为两根单纤711a和712a，如在图56中所示。
具有上面结构的光导元件的操作将在下面说明。
假设具有波长λ1和λ2的光学信号易于通过该双纤套圈707进入作为该光导元件的主体的双纤波长划分多路复用器/分解器701的各光纤，则该元件701分离该二个光信号成为具有波长λ1和λ2的光学信号。具有波长λ1的光信号通过双纤带706和双纤套圈703到达该双纤套圈704，在那儿经受双纤/单纤变换，并通过单纤套圈708和709出来。具有波长λ2的光信号通过该双纤带711而从双纤套圈710出来。在这方法中，通过该光导元件本身而不用特别设计用于多纤/单纤变换功能的多纤光连接器，使双纤输入可转换为单纤输出。
图57描述图55的该光导元件的一个变体。在该变体中，在图55中的该双纤带711和双纤套圈710是用另一双纤带706和另一双纤套圈703代替，另外连接一个双纤/单纤变换元件702，从而二变换元件与波长划分多路复用器/分解器相耦合，以从二输出口提供双纤/单纤变换输出。该变体用在图43中所示的外壳。用于提供双纤/单纤变换输出的端口的数量不限于二个，而根据该波长划分多路复用器/分解器701的信号分离性质等可设置不同于预定数量的端口。
图58描述另外一个变体;该光导元件设计为一四端口型，其中双纤波长划分多路复用器/分解器701具有二个双纤套圈707，各构成一输入口，和二个双纤套圈703，各构成一输出口，并分别与单纤套圈708和709耦合。该变体用在图45中所示的外壳。
尽管上面的描述已给出有关的一种双纤波长划分多路复用器/分解器，但本发明也可用于多纤光导元件的其它类型如光耦合器/分束器。本发明也不限于一双纤型，且还可用于N-光纤光导元件(N＝2，3，4…)。换句话讲，根据本发明，一N-光纤/单纤变换元件可与具有二个或多个N-光纤输入/输出口侧的一N-光纤光导元件的至少一个端口的一侧耦合。该N-光纤光导元件的输入/输出口可由一N-光纤带、一N-光纤套圈或具有附着于一N-光纤套圈一个终端的一N-光纤带的任何一个构成。N-光纤/单纤变换元件包括N-单光纤，每一单光纤的一端与一N-光纤套圈耦合且另一端直接或通过一单纤套圈与一外部单光耦合。
本发明产生下列结果。
(1)构成一分支通道的光纤是布置成与构成一直线通道的光纤平行的，且在制备光导元件的过程中，各光纤固定至具有多个导向槽的块中，且这些块是固定在一起的。这就简化光纤的轴对准，并使一多纤光导元件紧凑。
(2)本发明的该光学构件设计成使易于通过来自一直线通道光纤的光信号，然后，在穿过光纤而布置的一光膜处反射的光信号沿着一分支通道光纤的光轴传播。这能大大降低在分支段的插入损耗，以致该光导构件可广泛应用于近代的波光划分多路复用系统。
(3)切口形成，随着固定在各导向槽中的直线通道和分支通道光纤在它们的有关基片中形成，且光膜用这样一种方法以固定在这些切口中，即入射到直线通道光纤的光信号通过光膜沿着分支通道光纤的光轴传播。这可保各个基片都具有多个光纤并放在一起切割，并经受轴向对准，因此简化了该制备方法，并降低了制备费用。
(4)具有横切光纤并固定在一槽中的一光膜的基片可用安装在一基片中的对准销头连接起来。该设计使其有可能获得一低成本光导元件，能实现多路调制/信号分离功能，并能改变所需的操作波长，因此在设计一光学系统中可提高可靠性。
(5)具有横切光纤并带有不同性质的多个光膜的一直线通道公用基片是与具有光膜的多个分支通道基片连接的，各分支通道光膜具有适应于直线通道的光膜的一有关膜的性质。使用该设计，单一的多纤波长划分多路复用器/分解器可实现具有多波段的光学信号的波长划分多路复用/信号分离，因此，与具有多个多纤波长划分多路复用器/分解器系统比较所提供的光导元件是紧凑和耗费更低。
(6)由于在具有一多纤/单纤变换功能的一多纤光导元件的直线部分的输入/输出口提供了单纤输入/输出装置和多纤输入/输出装置，具有一多纤/单纤变换功能的多纤光学元件用以往的技术是不能获得的，而目前得以容易地实现。
(7)为实现一多纤/单纤变换的一多纤/单纤变换元件是与一多纤光导元件的多纤输入/输出口的至少一个口耦合的，该光导元件可直接实现一多纤/单纤变换，以提供不用任何多纤光连接器的一单纤输出。
(8)光纤设置和固定到一公用基片上形成的一输入/输出连接段后，该光纤的自由端部分不变形地布置并固定在一公用基片上构成的一下基片部，且然后该下基片部经受必要的处理。因此防止一多纤光导元件的各光纤的长度的变化，并减少由长度变化而引起的缺陷，因此提高产量，并排除对该光纤长度的麻烦的调整的需要。这可导致制造成本的下降。
权利要求
1.一种制造光导元件的方法，其特征在于包括下列步骤在至少第一至第三块元件的每一个表面上构成多个平行的光纤导向槽和至少一个对准销导向槽以获得至少第一至第三块；把光纤放置并固定于所说至少第一至第三块的所说光纤导向槽中；把所说的至少第一至第三块的每一块的一端与位于其上的所说光纤一起进行斜向研磨以由此构成一个斜面；在所说的第一和第二块的至少一个的所说斜面上构成第一光膜并随后以下述方式安排第一和第二块，即入射到所说第一块的所说光纤的有关一根的一个光信号通过所说第一光膜时，所说光信号沿着所说第二块的相应一根光纤的光轴传输到该光纤；在所说的第三块的所说斜面上构成第二光膜，并随后以下述方式安排所说第三块，即所说第三块的每一根光纤的光轴平行于所说第一和第二块的所说光纤的相关联光纤的光轴以及当入射到所说第一块的所说光纤的有关的一根的一个光信号在所说的第一和第二光膜处依此反射时，所说光信号沿着所说第三块的所说每根光纤的光轴传输至该根光纤；以及相应地在所说第一至第三块中构成的所说对准销导向槽中配置一公用对准销并借助于所说公用对准销使所说第一至第三块成为一个整体。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在所说斜面构成步骤中，相应地将多根光纤安置并固定在在包含所说第一和第二块的连续的一块材料的一个表面上构成的多个平行光纤导向槽中后，所说单个连续的材料和所说光纤一起斜向切开成所说第一和第二块。
3.一个制造一个多纤光导元件的方法，包括下列步骤在第一基片的一个表面的基本上是中间部位处的第一块平板上构成多个平行的浅的导向槽以获得第一基片;把主路用光纤安置并固定在每个所说的导向槽中;构成一个狭长切口横切所说的主路用光纤并以预定角度从所说第一基片的所说表面向其相反的表面延伸，但不到达该相反的表面;把一张光膜安置并固定在所说狭长切口中;把分支路用光纤安置并固定在多个在第二基片的一个表面上构成的多个平行导向槽中;以及以下述方式安排每根分支路用光纤与一根相关的所说主路用光纤的外表面接触，即入射到所说相关的一根主路用光导纤维并然后在所说光膜处反射的光信号沿着所说的每根分支路用光纤的光轴传输。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于还包括以下述方式对所说第一基片的所说表面进行研磨的步骤，所说方式为在把所说光膜安置并固定在所说第一基片的所说狭长切口中后，每根所说主路用光纤的外表面被研磨至不到达该光纤的芯的区域。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于所说狭长切口构成步骤包括下列各步以下述方式排列第一和第二基片，即所说第一基片的所说导向槽分别与所说第二基片的所说导向槽平行;以及与所说第一基片的狭长切口一起在所说第二基片的表面上形成狭长切口。
6.制造具有多纤/单纤变换功能的多纤光导元件的方法，其特征在于它包括下列各步在一块主路用平板的表面的基本中心部位构成多个平行的浅的导向槽以获得一个主路用基片;把多根主路用单纤安置并固定在所说导向槽中;在所说主路用基片的所说表面上构成一个狭长切口，该切口延伸横切所说主路用单纤并以一预定角度从所说主路用基片的所说表面向其相反的表面延伸但不到该相反的表面;把第一波长选择膜安装并固定在所说狭长切口中;在一个分支路用基片的一个表面上构成多个平行导向槽;把一根分支路用带状光纤安置并固定在所说分支路用基片的所说导向槽中;在所说分支路用基片的所说表面上构成一狭长切口，该切口延伸横切所说分支路用带状光纤并以一预定角度从所说分支路用基片的所说表面向其相反的表面延伸但不到达该相反的表面;把第二波长选择膜安装并固定在所说分支路用基片的所说狭长切口中;以及以下述方式把所说分支路用带状光纤连到所说主路用单纤的表面上，即入射到所说分支路用单纤的并在所说第一和第二波长选择膜处反射的光信号沿着所说分支路用带状光纤的光轴传输。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于它还包括以下述方式把所说主路用基片的所说表面进行研磨的步骤，即在把所说第一波长选择膜安置并固定在所说主路用基片的所说狭长切口中后，把每根所说主路用单纤的外表面研磨至未达到所说每根主路用光纤的芯的区域。
8.制造多纤光导元件的方法，该元件有一个主体和一个与一个与所说主体耦合的输入/输出口连接器，其特征在于该方法的改进包括下列步骤在一块公用平板上形成一个所说主体的底部基片部和一个输入/输出口连接器部;把至少一根光纤安置并固定于所说输入/输出口连接器部;把所说至少一根光纤的每一个或一个自由端部份安置并固定于所说底部基片部而不弯曲所说每一个或该自由端部分;以及对所说底部基片部实施一个必要的工艺以由此构成所说主体的底部。
全文摘要
一种制造多纤光导元件的方法，其步骤包含在第一至第三块元件的表面上形成光纤导向槽和对准销导向槽，在光纤导向槽中固定光纤，斜向研磨第一至第三块一端形成斜面，在第一和第二块的斜面上形成光膜，在第三块的斜面上形成另一光膜，在对准销导向槽中装公用对准销。或在含主路用光纤的第一基片上形成切口并放置光膜，并使第二基片的槽中的分支路用光纤与主路用光纤的外表面接触。可简化制造方法，降低制造费用。
文档编号G02B6/00GK1086607SQ93119709
公开日1994年5月11日 申请日期1993年10月28日 优先权日1987年5月22日
发明者柳川久治, 早川弘一, 小粥幹夫, 落合俊宏, 宫沢秀久 申请人:古河电气工业株式会社