具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件的制作方法

本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件，特別是涉及一種光纖接頭。

背景技術(shù)：

本案申請人所研發(fā)且已向鈞局提出發(fā)明專利(cn106405750及cn205404900)一種具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，當(dāng)為了增加該光學(xué)元件的光源與監(jiān)控用偵檢感光器間的距離時(shí)，能改變產(chǎn)生分光作用的光學(xué)面的傾斜角度，以達(dá)到此目的，但是，若該光學(xué)元件的光源與監(jiān)控用偵檢感光器間的距離增加過大時(shí)，會出現(xiàn)以下情形：

一、受產(chǎn)生分光作用的光學(xué)面所產(chǎn)生的傾斜光聚光不易，將使聚光點(diǎn)變大，從而超出監(jiān)控用偵檢感光器的收光區(qū)域，減少監(jiān)控用偵檢感光器接收到光訊號的能量，如此，雖能將監(jiān)控用偵檢感光器改用更大的感光元件來接收光訊號，但會增加制作時(shí)的成本。

二、產(chǎn)生分光作用的光學(xué)面的傾斜角度若持續(xù)增加，每一個(gè)光束從透鏡穿透到空氣的穿透率會降低，使導(dǎo)入光纖的耦光效率下降，當(dāng)傾斜角大于特定角度(全反射臨界角)時(shí)，每一個(gè)光束會在透鏡內(nèi)產(chǎn)生全反射，使得光纖接收不到任何的光訊號能量。

因此，如何在不改變產(chǎn)生分光作用的光學(xué)面的傾斜角度的條件下，來有效增加光源與監(jiān)控用偵檢感光器間的距離，是亟待解決的問題。

另一項(xiàng)先前技術(shù)，如us6,888,988b2專利案所提出的光學(xué)元件，同樣具有監(jiān)控光源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是此案中兩個(gè)監(jiān)控光源的結(jié)構(gòu)是設(shè)置在光源與光纖接收端間，使光源與光纖接收端間的距離較長。光束自光源向上發(fā)出，都要經(jīng)過一個(gè)反射面反射，方能轉(zhuǎn)向光纖方向前進(jìn)，由反射面角度的偏差所造成光束偏離入射光纖接收端的距離，是與光源到光纖接收端的距離成正比，由于此案中光源與光纖接收端間的距離較長，因此，若反射面角度有偏差時(shí)，此案就會產(chǎn)生較本項(xiàng)專利嚴(yán)重的偏離，一般的光纖接收端的口徑僅有62微米，當(dāng)光束偏離光纖接收端的口徑時(shí)，光纖接收端將出現(xiàn)光訊號能量偏低或接收不到光訊號的情形，造成通訊功能失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可以克服先前技術(shù)至少一種缺點(diǎn)的具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，包含一個(gè)透鏡及一個(gè)濾鏡。

該透鏡包括一個(gè)第一平面、一個(gè)第二平面、一個(gè)第三平面、一個(gè)第四平面，及一個(gè)第五平面，該第一平面、該第二平面、該第三平面、該第四平面，及該第五平面五者環(huán)繞一個(gè)參考直線設(shè)置且平行該參考直線，該第三平面凹陷形成一個(gè)凹槽，該凹槽由平行該參考直線且分別對應(yīng)該第一平面及該第二平面的一個(gè)第六平面及一個(gè)第七平面界定而成，該第一平面形成有相間隔的一個(gè)第一曲面單元及一個(gè)第二曲面單元，該第二平面形成有一個(gè)第三曲面單元。

該濾鏡設(shè)置于該第三平面且遮閉該凹槽，該濾鏡包括一個(gè)面向該第六平面及該第七平面的第一鏡面，及一個(gè)相對于該第一鏡面且面向該第四平面的第二鏡面。

其中，一個(gè)光束經(jīng)由該第一曲面單元引導(dǎo)進(jìn)入該透鏡內(nèi)后，沿一個(gè)第一光路徑穿透該第六平面前進(jìn)至該第一鏡面，通過該第一鏡面反射后前進(jìn)至該第七平面，該光束的一個(gè)部分經(jīng)由該第七平面折射后，沿一個(gè)第二光路徑前進(jìn)至該第三曲面單元向該透鏡外導(dǎo)出，該光束的另一個(gè)部分經(jīng)由該第七平面反射后，沿一個(gè)監(jiān)控分光路徑依序經(jīng)由該第一鏡面折射、該第二鏡面折射、該第四平面折射、該第五平面反射，最后由該第二曲面單元向該透鏡外導(dǎo)出。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，該濾鏡的第一鏡面形成有一個(gè)鍍膜，該光束以大入射角入射該鍍膜時(shí)，該鍍膜具有高反射率，該光束以小入射角入射該鍍膜時(shí)，該鍍膜具有高穿透率。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，該第一曲面單元具有多個(gè)沿該參考直線方向間隔排列的第一曲面，該第二曲面單元具有多個(gè)沿該參考直線方向間隔排列的第二曲面，該第三曲面單元具有多個(gè)沿該參考直線方向間隔排列的第三曲面。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，該透鏡為玻璃及塑膠其中一種材質(zhì)所制成。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，該濾鏡為玻璃及塑膠其中一種材質(zhì)所制成。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，該第一平面與該第二平面相互垂直。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，該第六平面與該第七平面的夾角大于90度且小于135度。

本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件，該第一平面與該第六平面相互平行。

本發(fā)明的有益效果在于：借由該光束對該鍍膜不同入射角度產(chǎn)生反射及折射，而能分別匯聚于兩個(gè)不同位置，以同時(shí)傳遞光訊號及監(jiān)視光強(qiáng)度，其中，借由該第一鏡面、該第二鏡面、該第四平面，及第五平面的設(shè)置，能將該光束引導(dǎo)至離該第一曲面單元具有一個(gè)距離的該第二曲面單元，且不影響該光束的聚光效果，達(dá)到增加光源與監(jiān)控用偵檢感光器間的距離。

附圖說明

本發(fā)明其他的特征及功效，將于參照圖式的實(shí)施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中：

圖1是本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)立體圖；

圖2是一側(cè)視示意圖，說明該第一實(shí)施例作為多通道光纖線路接頭使用時(shí)的態(tài)樣；及

圖3是該實(shí)施例的一個(gè)立體圖，說明多個(gè)第一曲面、多個(gè)第二曲面，及多個(gè)第三曲面呈二維平行矩陣的排列態(tài)樣。

具體實(shí)施方式

參閱圖1與圖2，本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件的一個(gè)實(shí)施例，包含一個(gè)透鏡1，及一個(gè)濾鏡2。

該透鏡1為塑膠材質(zhì)所制成，但不以塑膠材質(zhì)為限，也能為玻璃材質(zhì)所制成。該透鏡1沿一個(gè)參考直線l方向延伸，且包括一個(gè)第一平面10、一個(gè)第二平面11、一個(gè)第三平面12、一個(gè)第四平面13，及一個(gè)第五平面14，該第一平面10、該第二平面11、該第三平面12、該第四平面13，及該第五平面14五者環(huán)繞該參考直線l設(shè)置且平行該參考直線l。該第一平面10與該第二平面11相互垂直，但不以垂直為限，該第一平面10與該第五平面14間的夾角為45度，但不以45度為限。該第三平面12凹陷形成一個(gè)凹槽121，該凹槽121由平行該參考直線l且分別對應(yīng)該第一平面10及該第二平面11的一個(gè)第六平面15及一個(gè)第七平面16界定而成。該第一平面10形成有相間隔的一個(gè)第一曲面單元17及一個(gè)第二曲面單元18，該第二平面11形成有一個(gè)第三曲面單元19。該第一曲面單元17具有多個(gè)沿該參考直線l方向間隔排列的第一曲面171，該第二曲面單元18具有多個(gè)沿該參考直線l方向間隔排列的第二曲面181，該第三曲面單元19具有多個(gè)沿該參考直線l方向間隔排列的第三曲面191，要注意的是，所述第一曲面171、所述第二曲面181，及所述第三曲面191能為彼此相對應(yīng)的一個(gè)維平行矩陣排列(見圖1)，也能為彼此相對應(yīng)的兩個(gè)維平行矩陣排列(見圖3)。

該濾鏡2為玻璃材質(zhì)所制成，但不以玻璃材質(zhì)為限，也能為塑膠材質(zhì)所制成。該濾鏡2設(shè)置于該第三平面12且遮閉該凹槽121，該濾鏡2包括一個(gè)面向該第六平面15及該第七平面16的第一鏡面21、一個(gè)相對于該第一鏡面21且面向該第四平面13的第二鏡面22，及一個(gè)形成于該第一鏡面21的鍍膜23。值得注意的是，當(dāng)一個(gè)入射光以大入射角入射該鍍膜23時(shí)，該鍍膜23具有高反射率，當(dāng)一個(gè)入射光以小入射角入射該鍍膜23時(shí)，該鍍膜23具有高穿透率。

在將本發(fā)明作為多通道光纖線路接頭使用時(shí)，所述第一曲面171是分別與多個(gè)光源3相對應(yīng)，所述第二曲面181是分別與多個(gè)監(jiān)控用偵檢感光器5相對應(yīng)，所述第三曲面191是分別與多個(gè)光纖4的接收端41相對應(yīng)。

其中，每一個(gè)光源3所發(fā)出的一個(gè)光束31經(jīng)由各第一曲面171引導(dǎo)進(jìn)入該透鏡1內(nèi)后，沿一個(gè)第一光路徑i穿透該第六平面15前進(jìn)至該第一鏡面21，通過該第一鏡面21反射后前進(jìn)至該第七平面16，每一個(gè)光束31的一部分經(jīng)由該第七平面16折射后，沿一個(gè)第二光路徑ii前進(jìn)至該第三曲面單元19向該透鏡1外導(dǎo)出且聚焦于相對應(yīng)光纖4的接收端41，每一個(gè)光束31的另一部分經(jīng)由該第七平面16反射后，沿一個(gè)監(jiān)控分光路徑v依序經(jīng)由該第一鏡面21折射、該第二鏡面22折射、該第四平面13折射、該第五平面14全反射，最后由該第二曲面單元18向該透鏡1外導(dǎo)出且聚焦于每一個(gè)監(jiān)控用偵檢感光器5，如此，即可增加所述光源3與所述監(jiān)控用偵檢感光器5間的距離，且不影響原有接收光訊號強(qiáng)度與檢測靈敏度的功效。于本實(shí)施例中，每一個(gè)光束31的另一部分到達(dá)該第五平面14時(shí)產(chǎn)生全反射，是為了減少光能量的散失，但也可以是同時(shí)產(chǎn)生反射與折射的情形，也具有監(jiān)控的效果，并不以本說明書所公開的內(nèi)容為限制。

由于每一個(gè)光束31以大角度入射該鍍膜23，能使該鍍膜23具有高反射率，因此，該第一平面10與該第六平面15相互平行，但不以平行為限，該第六平面15與該第一鏡面21間的夾角為45度，但不以45度為限，以使得每一個(gè)光束31沿著該第一光路徑i穿過該第六平面15后，以45度的大入射角度入射該鍍膜23，以高反射率模式反射至第二光路徑ii。另外，該第六平面15與該第七平面16的夾角大于90度且小于135度，以使得每一個(gè)光束31經(jīng)由該第七平面16反射成為監(jiān)控分光后，能沿該監(jiān)控分光路徑v以較小的入射角度入射該鍍膜23，即可以高穿透率模式通過該鍍膜23。

經(jīng)由上述說明可知，本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件能將作為光訊號傳輸?shù)墓馐?1分離出一部分且將其導(dǎo)引至各監(jiān)控用偵檢感光器5上，用于監(jiān)控光訊號能量的結(jié)構(gòu)，這種閉回路反饋機(jī)制能增加光訊號能量的穩(wěn)定性，滿足系統(tǒng)傳輸訊號的高頻寬需求。

再者，作為光訊號傳輸使用的雷射光源，一般為提供最長使用壽命及最佳發(fā)光效率，需要維持在特定的工作狀態(tài)，但常導(dǎo)致發(fā)射出能量過強(qiáng)的光訊號，超出各光纖4的接收端41的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。為了解決這個(gè)問題，只需改變該鍍膜23的材料性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，除了能保有該鍍膜23具有以大角度入射為高反射率，以小角度入射為高穿透率的優(yōu)點(diǎn)外，還能降低光訊號的能量，達(dá)到衰減光訊號能量的功效。

另外，由光源發(fā)出光束都需經(jīng)一個(gè)反射面反射轉(zhuǎn)向至光纖方向，反射面角度的偏差會造成光束與光纖接收端的偏離，與光源到光纖接收端的距離成正比。當(dāng)偏離過大時(shí)，光束能量僅有部分進(jìn)入光纖，導(dǎo)致通訊失敗。先前技術(shù)中具有監(jiān)控光源的結(jié)構(gòu)是設(shè)置在光源與光纖的接收端間，光源與光纖的接收端間的距離就會較長，當(dāng)反射面有相同的角度偏差時(shí)，本發(fā)明因光源與光纖接收端的距離較短，光束與光纖接收端的偏離會較小，即可改善此一個(gè)問題，由于所述光纖4的接收端41與所述監(jiān)控用偵檢感光器5是位于所述光源3的兩相反側(cè)，因此所述光源3與所述光纖4的接收端41間的距離d較短，能大幅增加該第一鏡面21對角度偏差的容許范圍。

綜上所述，本發(fā)明具有監(jiān)控分光路徑的光學(xué)元件具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、借由所述光束31對該鍍膜23的不同入射角度產(chǎn)生反射及折射，能同時(shí)傳遞光訊號及監(jiān)視光強(qiáng)度，再借由該第四平面13與該第五平面14將所述光束31的部分光能量引導(dǎo)至所述監(jiān)控用偵檢感光器5，以增加所述光源3與所述監(jiān)控用偵檢感光器5間的距離。

二、借由改變該鍍膜23的材料性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，除了能保有該鍍膜23具有以大角度入射為高反射率，以小角度入射為高穿透率的優(yōu)點(diǎn)外，還能調(diào)節(jié)光能量的大小，達(dá)成衰減光訊號能量的功效。

三、降低所述光源3與所述光纖4的接收端41間的距離d，能減少反射面的角度偏差對光束偏離光纖接收端的距離，維持足夠的光纖接收能量，所以確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。

以上所述者，僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明的范圍。