TWI248529B - Optical wavelength division multiplexer and arrangement method of optical fibers thereof - Google Patents

Description

1248529 五、發明說明ο) 【發明所屬之技術領域】 本發明係涉及一種光纖通訊用之密集波分波多工模組 (DWDM )和光加取多工模組（OADM )的關鍵基本元件。 【先前技術】 請參閱第一A圖，所示為習知之光波分複用器 (Optical Wavelength Division Multiplexer)ll ，該光 波分複用器為穿透式光波分複用器，包含：光纖引線 1 1 1、折射率漸變透鏡1 1 2、濾波片1 1 3、折射率漸變透鏡 1 1 9、光纖引線1 1 4，彼此之間依序利用結合劑1 1 8相連 接，而入射端光纖1 1 5與反射端光纖1 1 6插於光纖引線1 1 1 上，穿透端光纖1 1 7插於光纖引線1 1 4上。首先入射波段， 經由入射端光纖1 1 5再經折射率漸變透鏡1 1 2，此時，入射 光波段會入射渡波片1 1 3 ’該渡波片1 1 3為只允許一種波段 之光通過，其餘波段之光會被反射，因此，入射波段入射 濾波片1 1 3後，便會分成穿透波段與反射波段，穿透波段 再經一折射率漸,變透鏡119，而耦合（coupling)到穿透端 光纖1 1 7，另一反射波段經由折射率漸變透鏡1 1 2再耦合到 反射端光纖1 1 6。該入射波段只經過一次濾波片，所產生 之穿透波段其相鄰波道隔絕度（adjacent channel i s ο 1 a t i ο η )並沒有很高，約3 0 d B。 請參閱第一B圖，所示為另一習知之光波分複用器， 該光波分複用器1 2係為反射式光波分複用器，包含光纖引

1248529 五、發明說明（2) 線121 、中空墊片122、折射率漸變透鏡123、濾波片124與 反射鏡1 2 5，且所述各元件之間係利用結合劑1 2 9相連接， 入射端光纖1 2 6、反射端光纖1 2 7與穿透端光纖1 2 8皆插入 光纖引線1 21中。

當光波分複用器1 2使用時，至少兩個以上的不同波段 波長的入射波段經由光纖引線1 2 1的其中一條入射端光纖 126導入，經過折射率漸變透鏡（GRIN lens)123後，其中 某一個特定波段波長的光訊號會通過濾波片1 2 4上的多層 介電干涉鍵膜（multi-layer dielectric interference coating)，然後利用光學反射鏡125反射，使得此穿透波 段光源再經過一次濾波片1 2 4，然後再由折射率漸變透鏡 1 2 3聚光，再由光纖引線1 2 1上的穿透端光纖1 2 8輸出；其 他波長的光訊號則被濾波片1 2 4上的多層干涉鍍膜反射， 經折射率漸變透鏡1 2 3聚焦在光纖引線，再經由另一反射 端光纖127輸出。

這種架構的優點是利用一片濾波片作兩次濾波的機 制，而達到很高的相鄰波道隔絕度，且只需要利用一個透 鏡及一個光纖引線，因此體積很小，可是，在實際應用 時，穿透波段光源經過兩次濾波片，因為入射角度與穿透 波段的波長範圍成反比，入射角度越大，穿透波長範圍偏 短波長，入射角度越小，穿透波長範圍偏長波長，兩次穿 透過濾波片後的波段範圍寬度（transmission wavelength

第5頁 1248529 五、發明說明（3) b a n d w i d t h )必須相同才不會因互相銷弱而使穿透端光纖傳 遞出去的波長寬度太窄而不敷使用，因此，反射式光波分 複用器在設計時就必須注意到使兩次入射角度相同；此 外，另一個考慮的重點是如何從架構上使穿透端及反射端 的插入損失（insertion loss)最小，穿透端及反射端的插 入損失越小，表示光源經過元件所損失的光能量越少。 【發明内容】 《所欲解決之技術問題》 本發明欲解決一般反射式光波分複用器，必須同時考 慮兩次穿透波段的波長範圍是否相同，及穿透端及反射端 的插入損失是否最小等問題。此外，由於習知的反射式光 波分複用器其反射鏡與濾波片之間具有一傾斜之角度，習 知方法為將反射鏡與濾波片用結合劑固定，結合劑容易因 溫度變化而發生膨脹或收縮，而導致反射鏡之位置變動， 此一變動便會使插入損失變多，本發明希望同時解決上述 這些問題。 - 《解決問題之技術手段》 本發明係利用一光纖引線（f i b e r p i g t a i 1 )，一柱狀C 形透鏡（cylindrical shaped convex lens; C-Lens)， 一 固定C形透鏡的帽套（cap)，一表面具有多層介電干涉鍵膜 的濾波片（thin film filter)，一表面具有反射鍍層 (high reflective coating)的光學反射鏡（HR mirror)，

1248529 五、發明說明（4) 固定透鏡及光纖引線之間相對位置的中空墊片（s p a c e r )， 固定濾波片及光學反射鏡之間相對位置的具有一角度a的 傾斜中空墊片，各元件與元件之間皆用結合劑 (adhesives)作黏結。其中光纖引線包含一套圈與一光纖 束，其套圈一端為傾斜端，而光纖束包括入射端光纖、反 射端光纖、穿透端光纖與閒置光纖，該光纖束插於光纖引 線中。 本發明之光纖排列方法： 在光纖引線的套圈端面上，入射端光纖纖核及反射端 光纖纖核之中點到入射端光纖纖核的距離，需等於入射端 光纖纖核及反射端光纖纖核之中點到穿透端光纖纖核的距 離；而穿透端光纖與反射端光纖之纖核位置的連線，須與 套圈長邊上之高點及套圈中心點之連線相互垂直。 經由此光纖排列方式可使得對濾波片第一次穿透及第 二次穿透時之入射角度相同，所以經穿透端光纖傳遞出去 的波段波長寬度，不會因互相銷弱而減小，而且反射端插入 損失及穿透端插入損失都能同時耦到最佳值，因此插入損 失相當小。 《對於先前技術的效果》 經由本發明之改良，其優點可歸納如下： 1 .本發明利用具有一個正方形孔洞（s q u a r e h ο 1 e )的光纖

第7頁 1248529 五、發明說明（5) 引線套圈（f e r r u 1 e )，應用在反射式的光波分複用器，經 適當的選擇入射端（common input port)、穿透端 (transmission output port)、反射端（reflection o u t p u t p o r t)的光纖位置，可以得到兩次穿透過濾、波片的 入射角度相同，所以兩次穿透過濾波片的波長波段範圍相 同，因此經穿透端光纖導引出去的穿透波段範圍不會被縮 減，且具有高相鄰波道隔絕度。 2. 本發明利用具有一個正方形孔洞的光纖引線套圈，應用 在反射式的光波分複用器，經適當的選擇入射端、穿透

端、反射端的光纖位置，可以同時得到入射端到穿透端及 入射端到反射端的插入損失可為最小。 3. 本發明利用傾斜中空墊片以做為濾波片與光學反射鏡之 連結件，因為當入射波段光源與反射波段光源先耦合至最 小光插入損失，此時欲將入射波段光源與穿透波段光源耦 合至最小光插入損失時，此時濾波片與光學反射鏡之間必 須具有一傾斜角度。一般的反射式光波分複用器其反射鏡 與濾波片之間為利用結合劑固定”而一般結合劑因熱膨脹 係數較大容易因溫度變化而產生膨脹或收縮，而造成光學 反射鏡之角度變化，若反射鏡之傾斜角度發生變化，便會 使穿透波段之耦合不佳，而造成穿透波段光功率變低，

故，本發明利用傾斜中空墊片做為濾波片與光學反射鏡之 連結件，因所使用之中空墊片其材質為低熱膨脹係數，所 以可大幅縮小因溫度變化而造成光學反射鏡之角度變化， 進而改善光學穩定性。

第8頁 1248529 五、發明說明（6) 4.應用上，由多個光波分複用器經模組化後應用在光纖波 長多工技術是目前最為經濟而又有效解決頻寬問題的方 法。因此需要高波道隔絕度的光加取多工器模組，經由本 發明將使得光纖波長多工技術在性能及效益上將有顯著的 提昇。 【實施方式】 以下配合圖式對本創作的實施方式做進一步的說明後 當能明瞭。 請參閱第二圖，所示為本發明之組合圖，該光波分複 用器2包含： ， 一光纖引線21 ，一柱狀C形透鏡22，一C形透鏡固定帽 套（cap)221 ，一表面具有多層介電干涉鍍膜231的濾波片 23，一表面具有反射鍍層241的光學反射鏡24，固定透鏡 及光纖引線2 1之間相對位置的中空墊片2 5 ，固定濾波片2 3 及光學反射鏡24之間相對位置且具有一角度a的傾斜中空 墊片26(spacer)，該光纖引線21包含一套圈211與光纖束 212。光纖束212包括入射端光纖2121、反射端光纖2122、 穿透端光纖2123。 上述C形透鏡22，亦可用其它具聚焦效果之透鏡來代 替，如非球面透鏡（aspheric lens)等。 各元件與元件之間皆用結合劑2 1 3作黏結，圖面未顯 示。而光纖引線2 1之套圈2 1 1及C形透鏡22的相接之一端皆

1248529 五、發明說明（7) 加工成具有—個相對於YOX平面8度角度的面，此8度角之 傾，=的目的是避免入射光垂直入射C形透鏡2 2時，會有 少部伤反射的光會經由原路徑回到原來入射的光纖上，而 造成光源之信號干擾。 一奴單模光纖（singlemode fiber)的纖衣層（fiber claddJ n/)直严為125髂，纖核層（fiber core)直徑為8. 3 镑。請蒼閱第三圖與第四圖，所示為本發明之光纖引線裝 置圖與光纖引線之套圈端面圖，係利用一個具有正方形孔 洞的套圈2 1 1所製作成的端面具有8度角的光纖引線，套圈 内孔洞形狀亦可為長方形或其它形狀以容納光纖束2丨2， 该光纖束212包含入射端光纖2121、反射端光纖2122、穿 透^光纖2123與閒置光纖2124 ’上述光纖插入光纖引線21 中，並在套圈端面2111形成不同端面，分別為入射端光纖 端面21211、反射端光纖端面21221與穿透端光纖端面 ' 2 1231 ，各端面之中’其纖核（Core)位置分別為入射端光 纖纖核C、反射端光纖纖核R與穿透端光纖纖核p，當各光 纖插入套圈211之中央正方形孔洞21 12時，用結合&21 3 定各光纖。 在使用上，閒置光纖2 1 24不作光訊號的傳遞或接 所以其後端的光纖會被剪除。 ’ 請參閱第二圖、第三圖與第四圖，當該光波分複用哭 2 ^呆作時’至少兩個以上的不同波段波長的光訊號I ( 士入

1248529 五、發明說明（8) 1 、又2、又3 )從入射端光纖2 1 2 1進入，意即光會從入射端 光纖端面2 1 2 1 1之入射端光纖纖核C處出射，經過C形透鏡 2 2後，非為濾波片2 3上的多層介電干涉鍍膜2 3 1可穿透的 光（如λ 2、又3 )，在濾波片2 3時被反射，再經由C形透鏡 22 聚焦在反射端光纖端面2 1 2 2 1之反射端光纖纖核R位置上， 由反射端光纖2122引導出去。 可被濾波片2 3上的多層介電干涉鍍膜2 3 1過濾、的波長 (如；U )，在穿透濾波片2 3後到達其後方的光學反射鏡 2 4上，此光學反射鏡2 4上的反射鍍層2 4 1將此波段的光反 射回濾波片2 3，而進行第二次的濾波穿透，然後經由C形 透鏡22聚焦在穿透端光纖端面21231之穿透端光纖纖核Ρ位 置上，由穿透端光纖2 123引導出去，此穿透波長（又1 ) 經過兩次的濾波行為。 此經過兩次濾波作用的光訊號波段範圍具有相較於一 次濾波作用的光訊號有更高的相鄰波道隔絕度，可達5 0 d Β 以上。 由於四條光纖在套圈2 1 1之正方形孔洞2 1 1 2中是緊密 排列方式，所以四條光纖相對位置可以被固定在孔洞的四 個角落上，且緊密排列，所以兩兩之間的距離及相對的角 度是固定的，再利用結合劑2 1 3將光纖固定在套圈2 1 1中，

第11頁 1248529 五、發明說明（9) ---- 因此並不會發生光纖位置鬆動。由於套圈211 一端且 角傾斜端，若以套圈2 1 1之傾斜端的最長邊之尖又 點，在第四圖中將A點定義在正方形孔洞2112的:方马八 本實施例中所說明的光纖引線21上的光纖配置方式 射端光纖纖核C在正方形孔洞2丨〗2的左下方，反射端 纖核R在正方形孔洞2112的右上方，穿透端光纖纖核p在正 方形孔洞21 12的^上方，而閒置光纖2 124則在正方形孔洞 2112的右下方；這樣安排的目的在於，使穿透端光纖以“ 之纖核位置P與反射端光纖2 122之纖核位置R的連線，與套 圈21 1長邊上之高點A及套圈中心點T之連線相互垂直/因 為當反射波段J (如λ 2、又3 )及穿透波段K (如；l 1)經過渡 波 片23及光學反射鏡24反射後經過C形透鏡22須聚光在套圈 2 1 1之孔洞2 1 1 2上時，此時的光束行為是呈收斂 (c ο η ν e r g i n g )，此日$反射端光纖纖核r及穿透端光纖纖核ρ 必須同時位在C形透鏡2 2後方相同位置上，此位置約在焦 點（focus point)附近，才能同時-得到穿透端及反射端最 佳光源耦合，因此若穿透端光纖2 1 2 3之纖核位置P與反射 端光纖2 1 2 2之纖核位置R的連線，與套圈2 1 1長邊上之高點 A及套圈中心點T之連線相互垂直，則反射波段j光源及穿 透波段K光源在透鏡中行進的距離相等，我們可以同時得 到反射端光纖端面2 1 2 2 1及穿透端光纖端面2 1 2 3 1相對於C 形透鏡2 2都同時聚焦在最佳的距離上，因此反射端及穿透 端的插入損失都可以同時達到最小值。

一第角的波光範 第及射光的透段 K"，入透光穿波 段e)為穿透次的 波gl因，穿二後 透an·，大，第23 穿t同較小及片 ，eii相度較光波 說id須角度透濾。 來nc必射角穿過用 }(i度入射次透使 λι度角果入一穿敷 h角射如果第次不 丨射入，如果兩而 K入的圍，如過窄 段的時範段，經太 波時23段波段則而 透23片波長波，弱 穿片波的波長同銷 對波濾光短波不相 ，濾過透偏長度互 外過透穿圍偏角合日 另透穿響範圍射度 穿次影段範入寬 次二度波段的圍 1248529 五、發明說明（10) 因此，為了符合兩次穿透時之入射角度相同，本發明 之光纖排列方法，入射端光纖2 1 2 1、反射端光纖2 1 2 2與穿 透端光纖2123在套圈端面2111上之相關位置為： 在光纖引線21的套圈端面21 1 1上，入射端光纖纖核C 及反射端光纖纖核R之中點0到入射端光纖纖核C的距離， 需等於入射端光纖纖核C及反射端光纖纖核R之中點0到穿 透端光纖纖核P的距離，即C0距離須等於P0距離。經由此 排列方式可使得第一次穿透及第二次穿透時之入射角度相 同，所以兩次穿透過濾波片2 3後的波段範圍相同，所以波 段範圍寬度不會被互相銷弱。 綜上所述，欲使兩次穿透過濾波片2 3後的波段範圍相 同，且反射端與穿透端之插入損失可最小之光纖排列方式

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在光纖引線2 1的矣園山 射端光纖纖核R之套二 =2入入射端光纖纖核c及反 从λ#止处 中點0到入射端光纖纖核c的距離，需等 i磁鑣仿Ρ /纖核C及反射端光纖纖核R之中點0到穿透端 ’ M '、’ 乂淑距離。而穿透端光纖纖核P與反射端光纖纖核 、、、’ 一套圈2 1 1長邊上之高點A及套圈中心點T之連線 相互垂直。 请蒼閱第五圖，所示為不同光纖引線套圈中的孔洞形 狀對光，的編排方式，我們定義光纖引線2 1的套圈2 1 1長 邊上的高點A點在圖中的上方；第五圖（A )中的套圈2丨1之 孔洞2 1 1 2形狀為可容納四根光纖的正方形，當入射端光纖 纖核C、穿透端光纖纖核p、反射端光纖纖核r的位置與第 三圖中的編排位置不同時，雖然C0的距離等於p〇的距離， 即其第一次穿透及第二次穿透時之入射角度相同；不過由 於牙透端光纖纖核P與反射端光纖纖核R的連線，並沒有與 套圈長邊上之高點A及套圈中心點τ之連線相互垂直，表示 反射端光纖纖核R及穿透端光纖纖核P對C形透鏡22在不同 的位置I光’且反射波段j光源及穿透波段κ光源在c形透 叙2 2中行進的距離不同，因此當反射端；合到最小插入損 失日ΤΓ ’牙透端無法搞合至最佳值’牙透端及反射端無法同 時耦合到最佳值，故穿透端插入損失較大。 圖五（Β )中的套圈之孔洞2 1 1 2形狀為可容納三根光纖 的正三角形孔洞，圖五（c )中的套圈之孔洞2丨丨2形狀為可

1248529 五、發明說明（12) 容納三根光纖的長排孔洞，這兩種套圈2 1 1上的光纖束2 1 2 在孔洞2 1 1 2位置安排，應用在我們的光波分複用器2的光 學架構上時，一則有反射端光纖2 7 2之纖核R與穿透端光纖 2 7 3之纖核P位置的連線並沒有與套圈2 1 1長邊上之高點A及 套圈中心點T之連線相互垂直，使得穿透端及反射端無法 同時耦合到最佳值，而造成高插入損失；另一為C 0的距離 及P0的距離並不相同，穿透波段K第一次穿透過濾波片23 及第二次穿透過濾波片23時之入射角度不會相同，而造成 波段範圍寬度太窄而無法使用之問題，因此在第五圖中的 這些光纖孔洞2 1 1 2安排都不是最好的選擇。 請參閱第六圖，所示為本發明之光纖排列方式與其它 不同光纖排列方式之兩次穿透過濾波片時之角度差值及光 損失比較圖，此係為圖五之補充說明。先說明本圖中之光 纖排列方式，係皆將套圈2 1 1的高點A定義在圖中的上方， 由圖中可知，若光纖在套圈2 1 1中之排列方式為長排孔洞 形狀或是三角形，孔洞形狀時，其第-一次入射與第二次入射 的角度差異Δα分別為3.67度與1.34度，此角度差異使得 兩次穿透濾波片2 3時的波段範圍不同，縮減了整體在穿透 端光纖2 1 2 3出射出去的波段範圍寬度；另外因為穿透端光 纖纖核Ρ點及反射端光纖纖核R點的連線，並沒有與套圈 2 1 1長邊上之高點Α及套圈中心點Τ之連線相互垂直，使得 當反射端编合至最佳插入損失時，穿透端的插入損失與最 佳值之差異AIL分別為0.25dB與O.lOdB ;另外，若光纖在

1248529 五、發明說明（13)

套圈2 1 1中之排列方式為正方形，如第六圖之第三個排列 方式，若未符合本發明之排列方式，雖然圖上所示其入射 端光纖纖核C到距離中點0之距離等於穿透端光纖纖核P到 距離中點0之距離，但穿透端光纖纖核P點及反射端光纖纖 核R點的連線，並沒有與套圈2 1 1長邊上之高點A及套圈中 心點T之連線相互垂直，所以反射端與穿透端無法同時在 最佳耦合狀態下，而造成額外的高插入損失，穿透端的插 入損失與最佳值之差異鯧L為0. 25 dB ;若光纖在套圈21 1中 之排列方式為正方形時，且按照本發明之光纖排列方式 時，△ α為0，而△ I L亦為0，表示經由本發明之光纖排列 方式在使用上相當良好。

我們按照第四圖中的光纖位置排列方式，在組裝如第 二圖的光波分複用器2時，入射波段I光源從入射端光纖 2 1 2 1進入後，我們先耦合反射波段J光源的插入損失，當 反射波段J的插入損失耦合至最小值時，先將濾波片2 3、C 形透鏡2 2及光纖，引線2 1之間的相對位置以結合劑2 1 3固 定，然後接下來我們要耦合穿透波段Κ光源到穿透端光纖 2 1 2 3上時，此時，要能夠使穿透波段Κ耦合到穿透端光纖 2 1 2 3上，則光學反射鏡2 4必須傾斜一個固定角度α ，此傾 斜角度多寡與光纖排列的方式及所使用的透鏡類型及透鏡 參數有關，角度a可為0 . 5度到4 . 0度，當傾斜此一角度 時，才能將穿透波段K光源導引到穿透端光纖纖核P中，而 得到穿透端的最小插入損失。

第16頁 1248529 五、發明說明（14) 請參閱第七圖與第八圖，所示為本發明之光路圖（一 )與光路圖（二），光路圖（二）係為光路圖（一）之另 一視角。當入射波段I (如λ 1 、λ 2、又3 )入射濾波 片2 3時，穿透波段Κ (如；I 1 )通過濾波片2 3上的干涉鍍膜 231 —次，而後在光學反射鏡24的反射鍍膜241上被反射， 再通過一次濾波片2 3的干涉錢膜，而反射波段J (如又2、 λ 3 )為無法通過濾波片2 3上的干涉鍍膜2 3 1的波段，在干 涉鑛膜2 3 1被反射。 在圖中的傾斜中空墊片2 6就是一個具有角度α的墊片 環，墊片的材質最好選擇熱膨脹係數越小越好，可在 0xl0EXP-6/°C 到25xlOEXP-6/°C之間，以避免溫度變化時 的影響。第七圖及第八圖分別是俯視圖（若由卡式座標來 定義為由原點往+ Y方向所視之視圖）與正視圖（若由卡式座 標來定義為由+ X往原點方向所視之視圖），從第七圖的方 向來看，可以看，到圖中的傾斜中空墊片2 6角度α ;若光學 反射鏡24及濾波片23之間利用紫外光硬化樹脂（UV cur ing a d h e s i v e )或環氧樹脂（e p o x y ) —類的結合劑2 1 3作黏結 時，由於一般的結合劑2 1 3的熱膨脹係數（t h e r m a 1 expansion c o e f f i c i e n t)者P 4艮大，所以對產品的十生能 (performance)來說，其插入損失對溫度的敏感度會很 大；故，我們選擇利用具有角度α且其熱膨脹係數小，而 且其厚度也不會很厚的傾斜中空墊片2 6，組裝時將光腰

第17頁 1248529 五、發明說明（15) (beam waist)位置設定在濾波片23上的多層介電干涉鍵膜 231與光學反射鏡24上的高反射鍍層241之中間，此乃由於 入射波段I從入射端光纖纖核C入射，而入射端光纖纖核C 位置在近似於C形透鏡22的焦點上，入射波段I經過C形透 鏡2 2後，此時光源以近似於平行光的型態投射在濾波片2 3 及光學反射鏡2 4上，此時，我們將濾波片2 3上的多層介電 干涉鍍膜2 3 1置於光腰上時，則可以耦合得到反射端的最 佳插入損失；若我們將光學反射鏡2 4上的反射鍍層2 4 1置 於光腰上時，則可以得到穿透端的最佳插入損失。不過， 由於此處的光源呈近似於平行光的型態，因此不管是多層 介電干涉鍍膜231或反射鍍層241在0Z軸的位置偏移對插入 損失來說，其影響極小，如此對穿透端及反射端的插入損 失來說其影響極小。另外，因為此具角度中空墊片2 6的熱 膨脹係數很小，使得濾波片2 3與光學反射鏡2 4之間的角度 在溫度變化時不會變化太大，其插入損失對溫度的敏感度 可以相當小。

第18頁 1248529 五、發明說明（16) 容納至少包括入射端光纖2121 、反射端光纖2 122及穿透端 光纖2 1 2 3等三條光纖位置，同時符合本發明所述之光纖排 列方式，亦可應用於本發明之實施範圍。

請參閱第十圖，所示為不同的光纖引線2 1的套圈2 1 1 中央孔洞2 1 1 2的形狀及大小容納至少包括入射端光纖 2121、反射端光纖21 22及穿透端光纖2 123之不同實施例， 第十圖（A )之套圈2 1 1其孔洞2 1 1 2形狀為雙長方形，第十 圖（B )之套圈211其孔洞21 12形狀為橢圓形，第十圖（C )之套圈2 1 1其孔洞2 1 1 2形狀為長方形，第十圖（D )之套 圈2 1 1其孔洞2 1 1 2形狀為直角三角形，第十圖（E )之套圈 2 1 1其孔洞2 1 1 2形狀為雙卵形。 由第十圖中可知，不同套圈2 1 1之孔洞2 1 1 2型態，只 要能符合本發明之光纖排列法，都能應用於本發明所述之 光波分複用器2，符合本發明之光纖排列方法尚有許多的 排列方式未列出。 -

從我們以上的討論，我們分析了光波分複用器2的部 分光學元件的特性，包括光纖引線2 1中光纖的排列方式， 還有穿透波段I及反射波段J在光加取濾波器2中行進行 為，還有在濾波片2 3及光學反射鏡2 4之間置入一個具角度 α的傾斜中空墊片2 6對產品性能的改善。 以上所述者，僅為用以解釋本創作之較佳實施例而

第19頁 1248529 五、發明說明（17) 已，並非企圖據以對本創作作任何形式上之限制，是以， 凡有在相同之創作精神下所作有關本創作之任何修飾或變 更，皆為本創作申請專利範圍所涵蓋。

第20頁 1248529 圖式簡單說明 第一 A〜第一 B圖係顯示習知之光波分複用器示意圖。 第二圖係顯示本發明之組合圖。 第三圖係顯示本發明光纖引線裝置圖。 第四圖係顯示本發明之光纖引線之套圈端面圖。 第五A〜第五C圖係顯示本發明之不同光纖排列示意圖。 第六圖係顯示本發明之不同光纖排列方式之光損失比較 圖。 第七圖係顯示本發明之光路圖（一）。 第八圖係顯示本發明之光路圖（二）。

第九A〜第九D圖係顯示本發明之光纖排列法之不同實施 例。 第十A〜第十E圖係顯示本發明之光纖排列方法在不同光纖 引線之套圈孔洞型態之實施例。 【元件符號說明】 (1 1 )穿透式光波分複用器 (1 1 1 )光纖引線 - (112)折射率漸變透鏡 (1 1 3 )濾波片 (1 1 4 )光纖引線

(115) 入射端光纖 (116) 反射端光纖 (1 1 7 )穿透端·光纖 (1 1 8 )結合劑

第21頁 1248529 圖式簡單說明 (1 2 )反射式光波分複用器 (1 2 1 )光纖引線 (12 2 )中空墊片 (123)透鏡 (1 2 4 )濾波片 (1 2 5 )反射鏡 (126)入射端光纖 (12 7 )反射端光纖 (1 2 8 )穿透端光纖

(1 2 9 )結合劑 (2 )光波分複用器 (2 1 )光纖引線 (211 )套圈 (2111 )套圈端面 (2 1 1 2 )孔洞 (2 1 2 )光纖束 (2121 )入射端光纖 (21211 )入射端光纖端面 (2 1 2 2 )反射端光纖 (21221 )反射端光纖端面

(2123)穿透端光纖 (21231 )穿透端光纖端面 (2 1 2 4 )閒置光纖 (2 1 3 )結合劑

第22頁 1248529 圖式簡單說明 (2 2 ) C形透鏡 (2 2 1 ) C形透鏡固定帽套 (2 3 )濾波片 (231 )多層介電干涉鍍膜 (2 4 )光學反射鏡 (241 )反射鍍層 (25 )中空墊片 (2 6 )傾斜中空墊片 (A )而點

(C )入射端光纖纖核 (I )入射波段 (J )反射波段 (K )穿透波段 (0 )入射端光纖纖核及反射端光纖纖核之距離中點 (P )穿透端光纖纖核 (R )反射端光纖纖核 (T )套圈中心點 ·

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Claims (1)

1248529 六、申請專利範圍 1 . 一種光波分複用器，其主要的光學器件包含： 一光纖引線，包含套圈與光纖束； 該套圈一端具有傾斜角度的端面； 該套圈之傾斜端連接一中空墊片，該中空墊片另一端連接 一透鏡； 在所述透鏡之另一端經透鏡固定帽套連接一滤波片； 該濾波片另一端連接傾斜中空墊片，該傾斜中空墊片再連 接一光學反射鏡； 該光纖引線之光纖束至少包含入射端光纖、穿透端光纖與 反射端光纖，該光纖束插入所述之套圈而固定，所述各光 纖插入套圈之位置，從套圈端面來看為： 入射端光纖纖核及反射端光纖纖核之中點到入射端光纖纖 核的距離，等於入射端光纖纖核及反射端光纖纖核之中點 到穿透端光纖纖核的距離； 穿透端光纖與反射端光纖之纖核位置的連線，與套圈長邊 上之高點及套圈中心點之連線相互垂直。 2. 如申請專利範，圍第1項所述之光波分複用器，其中該光 纖引線所使用的套圈之中央設一孔洞，該孔洞為正方形， 而其中的正方形孔洞中空範圍僅可容納4條光纖。 3. 如申請專利範圍第2項所述之光波分複用器，其中該光 纖引線之套圈之中央設一孔洞，該孔洞係由圓形、長方 形、橢圓形、雙長方形、雙卵形或三角形所組成族群之一 種，而所述孔洞大小足以容納三條以上光纖。 4. 如申請專利範圍第1項所述之光波分複用器，其中該透

第24頁 1248529 六、申請專利範圍 鏡為柱狀c型透鏡。 5.如申請專利範圍第1項所述之光波分複用器，其中該透 鏡為非球面透鏡。 6 .如申請專利範圍第1項所述之光波分複用器，其中該光 學反射鏡之適用光波長範圍在5 0 0 nm到1 8 0 0 nm之間。 7. 如申請專利範圍第1項所述之光波分複用器，其中該傾 斜中空墊片之兩平面，一平面具有一個傾斜的角度，傾斜 的角度範圍在0 . 5度到4. 0度之間。 8. 如申請專利範圍第1或7項所述之光波分複用器，其中該 傾斜中空墊片熱膨脹係數範圍在Ο X 1 0_6/ °C到25 X 1 0_6/ t 之間。 9. 一種光波分複用器之光纖引線之光纖排列法，光纖束插 入光纖引線之套圈中，該光纖束至少包含入射端光纖、穿 透端光纖與反射端光纖，從套圈端面來看該光纖束之排列 法為· 入射端光纖纖核及反射端光纖纖核之中點到入射端光纖纖 核的距離，需等於入射端光纖纖檢及反射端光纖纖核之中 點到穿透端光纖纖核的距離； 穿透端光纖與反射端光纖之纖核位置的連線，與套圈長邊 上之高點及套圈中心點之連線相互垂直。

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