发明名称 包含用于传输光线于一单元光纤光导与多个单元纤光导之间之耦合的光学系统
摘要 一种光学系统包括一用于传输光线于一单光纤光导和多个单光纤光导之间之耦合。将单光纤光导耦合至多个单光纤光导之介面表面具有多边形的横截面形状,且单光纤光导之介面表面大致上被多个单光纤光导之介面表面覆盖。在耦合之一侧上的单光纤光导和在耦合之相对一侧上的多个单光纤光导每个具有一从个别介面表面延伸出来的平滑地逐渐缩小的部份。
申请公布号 TW499580 申请公布日期 2002.08.21
申请号 TW090107696 申请日期 2001.03.30
申请人 科俊光源科技公司 发明人 肯尼斯 K 李
分类号 G02B6/26 主分类号 G02B6/26
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种光学系统,其包含:一第一耦合器,其包括:一包含一单光纤光导之第一传输部份,一具有一多边形横截面形状之第一介面表面,以及一连接该第一传输部份和该第一介面表面且具有一从该第一传输部份之横截面形状大致平滑地变化至该第一介面表面之横截面形状之横截面形状的第一转换部份;以及一包含至少二个单光纤光导之第二耦合器,每个该单光纤光导包括:一第二传输部份,一具有一多边形横截面形状之第二介面表面,以及一连接该第二传输部份及该第二介面表面且具有一从该第二传输部份之横截面形状大致上平滑地变化至该第二介面表面之横截面形状之第二转换部份,该第一耦合器与该第二耦合器光学通讯,藉此该第二耦合器之该至少二个单光纤光导相互,横向并置地配置,且其之该第二介面表面有效地放置以传输光线于该第二耦合器之第二介面表面和该第一耦合器之该第一介面表面之间且在该至少二个单光纤光导之第二介面表面之相邻者之间没有相当的缝隙,且其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之该第二介面表面具有一组合的横截面面积,其大致上等于该第一耦合器之该第一介面表面之横截面面积,如此使得该第一介面表面大致上被该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之第二介面表面覆盖。2.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一介面表面具有一大于该第一传输部份之横截面面积之横截面面积。3.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一介面表面具有一大致与该第一传输部份之横截面面积相同的横截面面积。4.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该至少二个单光纤光导之每一个的该第二介面表面具有一大于第二传输部份之横截面面积的横截面面积。5.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一耦合器之该第一介面表面之横截面形状为一从由一三角形,一正方形,一矩形,一五边形,一六边形,和一八边形构成之群组中选出的多边形。6.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之每一个的该第二介面表面之横截面形状为一从由一三角形,一正方形,一矩形,一五边形,一六边形,和一八边形构成之群组中选出的多边形。7.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一耦合器之该第一传输部份之横截面形状为圆形的。8.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一耦合器之该第一传输部份之横截面形状为椭圆的。9.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一耦合器之该第一传输部份之横截面形状为一多边形。10.如申请专利范围第9项之光学系统,其中该第一耦合器之该第一传输部份之横截面形状为一从由一三角形,一正方形,一矩形,一五边形,一六边形,和一八边形构成之群组中选出的多边形。11.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之每一个之该第二传输部份之横截面形状为圆形的。12.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之每一个的该第二传输部份之横截面形状为椭圆的。13.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之每一个之该第二传输部份之横截面形状为一多边形。14.如申请专利范围第13项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之每一个之该第二传输部份之横截面形状为一从由一三角形,一正方形,一矩形,一五边形,一六边形和一八边形构成之群组中选出的多边形。15.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之该第二介面表面之横截面形状和面积为相同。16.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一耦合器之该第一转换部份具有一线性逐渐缩小。17.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第一耦合器之该第一转换部份具有一非线性逐渐缩小。18.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个光纤光导之每一个之该第二转换部份具有一线性逐渐缩小。19.如申请专利范围第1项之光学系统,其中该第二耦合器之该至少二个光纤光导之每一个之该第二转换部份具有一非线性逐渐缩小。20.如申请专利范围第1项之光学系统,进一步包含一建构和配置来将光导向朝向该光源之一焦点之聚焦光线之光源,该第一耦合器配置为其之该第一传输部份位置在该焦点上以接收来自该聚焦光线之光源之光线,藉此将该聚焦光线之光源之光线输出划分入该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之每一个。21.如申请专利范围第20项之光学系统,其中该聚焦光线之光源包含:一具有一焦点之大致抛物收的反射镜;一大致置于该大致抛物反射镜之该焦点上的电灯以产生从该大致抛物反射镜反射之平行光线;以及一建构和配置来接收由该抛物反射镜反射之平行光线且用来将光线聚焦向该聚焦光线之光源之该焦点的聚焦镜。22.如申请专利范围第20之光学系统,其中该聚焦光线之光源包含:一具第一和第二焦点之大致为椭圆的反射镜,该第二焦点大致上与该聚焦光线之光源之焦点一致;以及一大致上置于该第一焦点上之电灯以产生由该大致椭圆反射镜朝向该第二焦点反射的光线。23.如申请专利范围第20项之光学系统,其中该聚焦光线之光源包含:一具有至少一对应于该聚焦光线之光源之焦点之焦点之基本反射镜;一相对于该基本反射镜来放置,如此使得该基本反射镜反射的光线被聚焦至该聚焦光线之光源之该焦点;以及一配置在与该基本反射镜相反之该电灯之一侧上的后向反射镜以获得额外的光线且将之反射回朝向该基本反射镜。24.如申请专利范围第20项之光学系统,其中该聚焦光线之光源包含:第一和第二抛物反射镜具有个别的第一和第二焦点和个别的第一和第二光学轴,该第一和第二抛物反射镜配置为彼此相向打开且如此使得其之个别的第一和第二光学轴大致上为其线性的;一位于该第一抛物反射镜之该第一焦点上的电灯,如此使得由该第一抛物反射镜反射的光线为平行且反射朝向该第二抛物反射镜,以一大致平行于该第一和第二光学轴之方向,其中该第二焦点对应于该聚焦光线之光源之焦点;以及一配置在与该第一抛物反射镜相对之电灯之一侧上且建构和配置来获得额外的光线且将之经由该第一焦点反射回朝向该第一抛物反射镜的后向反射镜。25.如申请专利范围第1项之光学系统,进一步包含一与该至少二个单光纤光导之每一个相关的聚焦光线之光源,该聚焦光线之光源之每一个配置以该位于每个该相关的聚焦光线之光源之该焦点上的该至少二个单光纤光导之每一个的该第二传输部份,藉此将该聚焦光线之光源之光线输出组合至该第一耦合器之该单光纤光导。26.如申请专利范围第25项之光学系统,其中该相关的聚焦光线之光源之每一个包括一电灯,且其中相同型式的电灯包含每个相关的聚焦光线之光源之每一个的电灯。27.如申请专利范围第25项之光学系统,其中每个该相关的聚焦光线之光源包括一电灯,且其中该相关的聚焦光线之光源之至少二个具有不同型式的电灯。28.如申请专利范围第1项之光学系统,进一步包含:一第三耦合器包括:一第三传输部份包含一单光纤光导,其有效地放置以接收来自该第一耦合器之该第一传输部份之光线,一第三介面表面,其具有一多边形横截面形状,以及一连接该第三传输部份和该第三介面表面且具有一从该第三传输部份之横截面形状大致平滑地变化至该第三介面表面之横截面形状之横截面形状之第三转换表面;以及一第四耦合器,其包含至少二个单光纤光导,该单光纤光导之每一个包括:一第四传输部份,一具有一多边形横截面形状之第四介面表面,以及一连接该第四传输部份和该第四介面表面且具有一从该第四传输部份之横截面形状大致平滑地变化至该第四介面表面之横截面形状之横截面形状之第四转换部份,该第三耦合器为与该第四耦合器光学通讯的,藉此将该第四耦合器之该至少二个单光纤光导相互,横向并置地配置,且其之该第四介面表面有效地放置以传输光线于该第四耦合器之该第四介面表面和该第三耦合器之该第三介面表面之间且在该至少二个单光纤光导之第四介面表面之相邻者之间没有相当的缝隙,且其中该第四耦合器之该至少二个单光纤光导之该第四介面表面具有一大致上等于该第三耦合器之该第三介面表面之横截面面积之组合横截面面积,如此使得该第三介面表面大致上被该第四耦合器之该至少二个单光纤光导之第四介面表面覆盖。29.如申请专利范围第28项之光学系统,其中该第一介面表面之横截面面积大致上与该第一传输部份之横截面面积相同。30.如申请专利范围第28项之光学系统,其中该第一介面表面之横截面面积大于该第一传输部份之横截面面积。31.如申请专利范围第28项之光学系统,其中该第三介面表面之横截面面积大致上与该第三传输部份之横截面面积相同。32.如申请专利范围第28项之光学系统,其中该第三介面表面之横截面面积大于该第三传输部份之横截面面积。33.一种光学系统,其包含:一包括一具有一多边形横截面形状之第一介面表面之第一耦合器;以及一包含至少二个单光纤光导之第二耦合器,该单光纤光导之每一个包括一具有一多边形横截面形状之第二介面表面,该第一耦合器为与该第二耦合器光学通讯,藉此将该第二耦合器之该至少二个单光纤光导相互,横向并置地配置,且其之该第二介面表面有效地放置以传输光线于该第二耦合器之该第二介面表面和该第一耦合器之该第一介面表面之间且在该至少二个单光纤光导之第二介面表面之相邻者之间没有相当的缝隙,且其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之该第二介面表面具有一大致上相等于该第一耦合器之该第一介面表面之横截面面积之组合横截面面积,如此使得该第一介面表面大致上被该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之第二介面表面覆盖。34.一光学系统,其包含:一包括一具有一多边形横截面形状之第一介面表面之第一耦合器;一包含至少二个单光纤光导之第二耦合器,该单光纤光导之每一个包括一具有一多边形横截面形状之第二介面表面,该第一耦合器为与该第二耦合器光学通讯,藉此将该第二耦合器之该至少二个单光纤光导相互,横向并置地配置,且其之该第二介面表面有效地放置以传输元线于该第二耦合器之该第二介面表面和该第一耦合器之该第一介面表面之间且在该至少二个单光纤光导之第二介面表面之相邻者之间没有相当的缝隙,且其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之该第二介面表面具有一大致上相等于该第一耦合器之该第一介面表面之横截面面积之组合横截面面积,如此使得该第一介面表面大致上被该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之第二介面表面覆盖;具有个别的第一和第二焦点以及个别的第一和第二光学轴之第一和第二抛物反射镜,配置该第一和第二抛物反射镜以彼此相向打开,且如此使得其之第一和第二光学轴为大致上共线性的;一放置在该第一抛物反射之该第一焦点上的电灯,如此使得由该第一抛物反射镜反射的光线为平行的,且被反射朝向该第二抛物反射镜,以一大致上平行于该第一和第二光学轴之方向,其中该第一耦合器为有效地放置在该第二焦点上以接收由该第一和第二抛物反射聚焦的光线;以及一配置在与该第一抛物反射镜相对之该电灯之一侧上且建构和配置来获得额外的光线并将之经由该第一焦点反射回朝向该第一抛物反射镜之后向反射镜。35.一种光学系统,其包含:一包括一具有一多边形横截面形状之第一介面表面之第一耦合器;一包含至少二个单光纤光导之第二耦合器,该单光纤光导之每一个包括一具有一多边形横截面形状之第二介面表面,该第一耦合器为与该第二耦合器光学通讯,藉此将该第二耦合器之该至少二个单光纤光导相互,横向并置地配置,且其之该第二介面表面有效地放置以传输光线于该第二耦合器之该第二介面表面和该第一耦合器之该第一介面表面之间且在该至少二个单光纤光导之第二介面表面之相邻者之间没有相当的缝隙,且其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之该第二介面表面具有一大致上相等于该第一耦合器之该第一介面表面之横截面面积之组合横截面面积,如此使得该第一介面表面大致上被该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之第二介面表面覆盖;一具有一焦点之大致为抛物之反射镜;一大致放置在该大致为抛物之反射镜之该焦点上的电灯以产生从该大致为抛物之反射镜反射之平行光线;以及一建构和配置来接收从该抛物反射镜所反射的平行光线且用来将光线聚焦朝向其之一焦点之聚焦镜,该第一耦合器有效地放置在该聚焦镜之该焦点上以接收由该聚焦镜所聚焦的光线。36.一种光学系统,其包含:一包括一具有一多边形横截面形状之第一介面表面之第一耦合器;一包含至少二个单光纤光导之第二耦合器,该单光纤光导之每一个包括一具有一多边形横截面形状之第二介面表面,该第一耦合器为与该第二耦合器光学通讯,藉此将该第二耦合器之该至少二个单光纤光导相互,横向并置地配置,且其之该第二介面表面有效地放置以传输光线于该第二耦合器之该第二介面表面和该第一耦合器之该第一介面表面之间且在该至少二个单光纤光导之第二介面表面之相邻者之间没有相当的缝隙,且其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之该第二介面表面具有一大致上相等于该第一耦合器之该第一介面表面之横截面面积之组合横截面面积,如此使得该第一介面表面大致上被该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之第二介面表面覆盖;一具有第一和第二焦点之大致为椭圆之反射镜;以及一大致放置在该第一焦点上之电灯以产生由该大致为椭圆之反射镜反射之朝向该第二焦点之光线,该第一耦合器有效地放置在该大致为椭圆之反射镜之该第二焦点上以接收由该大致为椭圆之反射镜聚焦之光线。37.一种光学系统,其包含:一包括一具有一多边形横截面形状之第一介面表面之第一耦合器;一包含至少二个单光纤光导之第二耦合器,该单光纤光导之每一个包括一具有一多边形横截面形状之第二介面表面,该第一耦合器为与该第二耦合器光学通讯,藉此将该第二耦合器之该至少二个单光纤光导相互,横向并置地配置,且其之该第二介面表面有效地放置以传输光线于该第二耦合器之该第二介面表面和该第一耦合器之该第一介面表面之间且在该至少二个单光纤光导之第二介面表面之相邻者之间没有相当的缝隙,且其中该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之该第二介面表面具有一大致上相等于该第一耦合器之该第一介面表面之横截面面积之组合横截面面积,如此使得该第一介面表面大致上被该第二耦合器之该至少二个单光纤光导之第二介面表面覆盖;一具有至少一焦点之基本反射镜;一相对于该基本反射镜放置之电灯,如此使得由该基本反射镜反射之光线被聚焦至该焦点,该第一耦合器有效地放置在该基本反射镜之该焦点上以接收由该基本反射镜所聚焦之光线;以及一配置在与该基本反射镜相对之该电灯之一侧上之后向反射镜以获得额外的光线且将之反射回朝向该基本反射镜。图式简单说明:图1为一用于将一单一光纤输入之光线输出划分成多个单独的光纤之先前技艺光纤光导束的末端图。图2为一图1之先前技艺束之侧视图。图3为一本发明之耦合器之透视图。图3A-3G显示了耦合器之光线传输平面之另外可选择的横截面形状。图4为一包括本发明之耦合器与一光源,一抛物镜,和一聚焦镜组合之光学系统之示意图。图5为一包括本发明之耦合器与一光源和一椭圆反射镜组合之光学系统之示意图。图6为一包括本发明之耦合器与一光源,一基本反射镜,和一后向反射器组合之光学系统之示意图。图7为一本发明之耦合器之第二实施例之透视图。图8为一包括根据本发明之第二实施例之耦合器与一光源,二个抛物反射镜部份和一后向反射镜组合之光学系统之示意图。图9为一配置将二或多个光源之光线输出耦合一单光纤光导之本发明之耦合器之侧视图。图10为一包含二个串联配置之光学耦合器之光学耦合配件之侧视图。图11为一另外的包含二个串联配置之光学耦合配件之侧视图。
地址 美国