一种实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置的制作方法

本发明涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置。

背景技术：

在垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL）为信号光源在光纤网络中高速传输数据中，需要将信号光源耦合到不同的端口包括光纤和监控光源能量的检光器（monitoring photodetector, MPD）。对于现有的垂直腔面发射激光器而言，其一般采用滤光片来实现分光；然而，对于滤光片分光装置而言，其需要增加部件和精密的支持结构，进而增加了组装的复杂度和成本。

需进一步解释，现有技术中也存在通过光学聚合物树脂模块来进行分光，在现有光学聚合物树脂模块分光的解决方案中，例如专利号为：ZL200480006859.8、专利名称为：具有基于全内反射光学转向的集成双光路的小型全聚合物光学设备的中国发明专利，对于该小型全聚合物光学设备而言，在信号光源光路先经过第一界面进入模块，在第二界面全反射改变方向后，再利用空气间隙实现分光；在前两个界面的外形，界面所在的位置和角度已经对光路增加变量，影响到分光比例的控制；另外，对于申请号为2012102899095.4、专利名称为：一种具有基于全内反射表面的单体光学模块的光学装置的中国发明专利，该光学装置在信号光源光路先经过第一界面进入模块准直后，利用全反射实现分光，也存在界面的外形，界面所在的位置和角度对光路增加变量，影响到分光比例的控制额问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置，该实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置设计新颖、结构简单、成本低，在光路射入时，其可以借助其内部光学设计的反射界面、折射界面改变光路方向，以达到分成两束或者更多束光路并耦合到不同的端口的目的；当用于阵列式透镜时，其可以同时实现多个输入光源分别分成不同的输出光路。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置，包括有由聚合物树脂经精密注塑成型而成的聚合物树脂模块，聚合物树脂模块设置有用于接收垂直腔面发射激光器所发出的激光的第一主界面；

第一主界面由设置有全反射界面、自由曲面的透镜组成，光线经过自由曲面至少有一束光束透射进入聚合物树脂模块内部，且进入至聚合物树脂模块内部的光束经过转向后再经过准直或者汇聚后耦合到光纤端口，光线经过全反射界面至少有一束光束射向另外一个反射界面且经另外一个反射界面反射后至预定检光器位置；或者，第一主界面为预设角度且可实现反射、折射的平面界面，光线经过平面界面至少有一束光束透射进入聚合物树脂模块内部，且进入至聚合物树脂模块内部的光束经过转向后再经过准直或者汇聚后耦合到光纤端口，光线经过平面界面至少有一束光束射向另外一个反射界面且经另外一个反射界面反射后至预定检光器位置。

其中，经过所述第一主界面且透射进入聚合物树脂模块内部的光束为主要光路，聚合物树脂模块设置有将主要光路全反射转向至光纤端口方向的主要光路反射界面，聚合物树脂模块于主要光路的射出界面设置有将主要光路汇聚耦合进入光纤的射出透镜。

其中，经过所述第一主界面反射而射向另外一个反射界面的光束为监控光路，该另外一个反射界面为监控光路反射界面。

其中，所述监控光路反射界面为平面。

其中，所述监控光路反射界面为曲面。

其中，所述聚合物树脂模块为聚醚酰亚胺模块。

其中，所述第一主界面至少在部分区域设置有用于控制反射或者折射比例的镀膜层。

本发明的有益效果为：本发明所述的一种实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置，其包括有由聚合物树脂经精密注塑成型而成的聚合物树脂模块，聚合物树脂模块设置有用于接收垂直腔面发射激光器所发出的激光的第一主界面；第一主界面由设置有全反射界面、自由曲面的透镜组成，光线经过自由曲面至少有一束光束透射进入聚合物树脂模块内部，且进入至聚合物树脂模块内部的光束经过转向后再经过准直或者汇聚后耦合到光纤端口，光线经过全反射界面至少有一束光束射向另外一个反射界面且经另外一个反射界面反射后至预定检光器位置；或者，第一主界面为预设角度且可实现反射、折射的平面界面，光线经过平面界面至少有一束光束透射进入聚合物树脂模块内部，且进入至聚合物树脂模块内部的光束经过转向后再经过准直或者汇聚后耦合到光纤端口，光线经过平面界面至少有一束光束射向另外一个反射界面且经另外一个反射界面反射后至预定检光器位置。通过上述结构设计，本发明具有设计新颖、结构简单、成本低的优点，在光路射入时，其可以借助其内部光学设计的反射界面、折射界面改变光路方向，以达到分成两束或者更多束光路并耦合到不同的端口的目的；当用于阵列式透镜时，其可以同时实现多个输入光源分别分成不同的输出光路。

附图说明

下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为实施例一的结构示意图。

图2为实施例二的结构示意图。

图3为实施例三的结构示意图。

在图1至图3中包括有：

100——聚合物树脂模块 101——透镜

1011——全反射界面 1012——自由曲面

102——平面界面 103——垂直腔面发射激光器

104——光纤 1051——入射光路

1052——主要光路 1053——监控光路

106——主要光路反射界面 107——射出界面

108——射出透镜 109——监控反射界面。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。

实施例一，如图1所示，一种实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置，包括有由聚合物树脂经精密注塑成型而成的聚合物树脂模块100，聚合物树脂模块100设置有用于接收垂直腔面发射激光器103所发出的激光的第一主界面。

进一步的，第一主界面由设置有全反射界面1011、自由曲面1012的透镜101组成，光线经过自由曲面1012至少有一束光束透射进入聚合物树脂模块100内部，且进入至聚合物树脂模块100内部的光束经过转向后再经过准直或者汇聚后耦合到光纤104端口，光线经过全反射界面1011至少有一束光束射向另外一个反射界面且经另外一个反射界面反射后至预定检光器100位置。

需进一步指出，本实施例一的聚合物树脂模块100由聚醚酰亚胺经精密注塑成型而成，即本实施例一的聚合物树脂模块100的聚醚酰亚胺模块；当然，上述材料并不构成对本实施例一的限制，即本实施例一的聚合物树脂模块100还可以采用其他的聚合物树脂材料注塑加工而成。

在本实施例一工作过程中，垂直腔面发射激光器发出的激光经由入射光路1051到达第一主界面，由全反射界面1011、自由曲面1012所组成的复合界面将入射光路1051的光束分为主要光路1052、监控光路1053；其中，经过第一主界面且透射进入聚合物树脂模块100内部的光束为主要光路1052，自由曲面1012对主要光路1052进行准直，聚合物树脂模块100设置有将主要光路1052全反射转向至光纤104端口方向的主要光路反射界面106，主要光路1052经主要光路1052界面反射并转向90度，聚合物树脂模块100于主要光路1052的射出界面107设置有将主要光路1052汇聚耦合进入光纤104的射出透镜108；经过第一主界面反射而射向另外一个反射界面的光束为监控光路1053，该另外一个反射界面为监控光路1053反射界面，经透镜101的全反射界面1011反射的监控光路1053射向监控光路1053反射界面，监控光路1053反射界面反射监控光路1053并使得监控光路1053转向后汇聚至检光器110。

综合上述情况可知，通过上述结构设计，本实施例一的实现分光并耦合到不同端口的聚合物树脂光学装置具有设计新颖、结构简单、成本低的优点，在光路射入时，其可以借助其内部光学设计的反射界面、折射界面改变光路方向，以达到分成两束或者更多束光路并耦合到不同的端口的目的；当用于阵列式透镜101时，其可以同时实现多个输入光源分别分成不同的输出光路。

实施例二，如图2所示，本实施例二与实施例一的区别在于：第一主界面为预设角度且可实现反射、折射的平面界面102，光线经过平面界面102至少有一束光束透射进入聚合物树脂模块100内部，且进入至聚合物树脂模块100内部的光束经过转向后再经过准直或者汇聚后耦合到光纤104端口，光线经过平面界面102至少有一束光束射向另外一个反射界面且经另外一个反射界面反射后至预定检光器110位置。

其中，如图2所示，监控光路1053反射界面为曲面。

实施例三，本实施例三与实施例二的区别在于：监控光路1053反射界面为平面。

另外，对于上述实施例一、实施例二、实施例三而言，第一主界面至少在部分区域设置有用于控制反射或者折射比例的镀膜层。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。