监测装置的制作方法
专利名称：监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测光通讯领域中光量的监测装置。
背景技术：
图1为用于解释常规实例(专利文献1)中光发射器所使用的光量监测方法的示意图。在该常规的实例中，半导体激光器1发出的激光束2从其端面入射到近似弯成S字符形状的光传送路径3中。从光传送路径3的弯曲部分3a辐射的恒定比例(例如，几个百分比)的泄漏光被光接收元件4所接收。根据光接收元件4中所接收的光量计算半导体激光器1发出的光量或光传送路径中通过的光量。
在上述常规的系统中，利用简单构造监测泄漏光。可是，很难控制从光传送路径3的弯曲部分3a辐射的泄漏光量及其泄漏方向，进而降低测量精确度。此外，当弯曲部分3a的曲度增加时，弯曲部分3a中的泄漏光量增加。因此，弯曲部分3a的曲度甚至不增加很多也很难使得装置紧凑。而且，在结构上不可能与多信道的形式相应。
图2为示出了另一常规实例(专利文献2)的示意图。在该常规实例中，平行设置两个光纤5、6，并且两个光纤5、6的端面朝对边相互倾斜。凹凸透镜7设置在与这两个光纤5、6的端面相对的位置处使得凹面指向光纤5、6一侧。用于传送部分(例如几个百分比)光并反射大部分光的分支滤波器(branch filter)8设置在凹凸透镜7的凹面上。此外，监测器的光纤9设置在凹凸透镜7的凸侧面上。
由于光纤端面倾斜使得光纤5的纤芯所发出的信号光L发生折射，并使其向右上倾斜发出并入射在凹凸透镜7上。入射到凹凸透镜7的大部分信号光L被向左上倾斜的分支滤波器8折射，并入射到光纤6的纤芯上。即，光纤5中传送的大部分光通过凹凸透镜7与光纤6耦合。
另一方面，从光纤5朝凹凸透镜7发射的一部分信号光L传送通过分支滤波器8并被凹凸透镜7会聚，且入射到监测器中光纤9的后侧纤芯上。因此，通过测量入射到光纤9上的光量计算光纤5或光纤6中传输的信号光L量。
可是，在图2中示出的常规系统中，必须在光纤5、6的端面上实行复杂的倾斜抛光。此外，需要在凹侧面上形成有分支滤波器8的凹凸透镜7等。因此，产品质量差且成本高。而且，在光纤5、6和光纤9之间需要大的空间距离。还必须在光纤9的另一端上设置光接收元件。因此，很难将装置形成得紧凑。另外，很难在结构上符合多信道的形式。
专利文献1JP-A-2000-171662专利文献2JP-A-10-170750发明内容鉴于上述技术问题实现本发明，并且本发明的目的是提供一种能够为监测器精确取光的监测装置，其结构简化且形成紧凑。
在本发明的监测装置中，监测装置用于检测光传送路径中传输的信号光量，并包括在光传送路径中，至少端部保持近似平行并将两个光传送路径设为一组；以及棱镜，其具有相互垂直的两个界面，并通过在两个界面上两次反射信号光而使入射信号光朝初始入射方向返回；其中所述一组光传送路径中一个光传送路径的端面所发出的信号光入射到所述棱镜中；通过在棱镜的两个界面上两次反射信号光而使信号光返回到所述初始入射方向；信号光入射到所述一组光传送路径中另一光传送路径的端面上；从所述棱镜的两个界面中至少一个界面泄漏预定比例的信号光。在此，光传送路径中包含光纤、光波导等。
根据本发明的监测装置，仅有预定比例的信号光泄漏出棱镜。因此，如果测量泄漏出棱镜的光量，则根据预定比例和测量的光量可以知道初始的信号光量。而且，由于这种监测装置具有光波导和棱镜所组成的简单结构，所以通过使用市场上所卖的棱镜等可廉价地制造这种监测装置。此外，由于监测装置具有简单的结构，故监测装置能够被很容易地组装且形成得紧凑。
在本发明的实施方式中，设置用于接收界面泄漏的信号光的光接收装置。上述光接收装置中包括光接收元件，如光电二极管等、光接收元件阵列等。在具有光接收装置的实施方式中，需参照棱镜中信号光的漏出界面定位该光接收装置。
本实施方式中用于测量棱镜泄漏的信号光量的光接收装置也可设置在监视装置的外部。可是，通过结合光接收装置和监测装置可提高泄漏信号光的光量测量精度，并且监测装置可被形成得更紧凑。而且，如果参照棱镜中信号光的漏出界面定位光接收装置，则能够稳定并提高利用光接收装置进行的光量测量的精度。
在本发明的另一实施方式中，当从与棱镜两个相互垂直的界面相垂直的平面的垂直方向观看时，用于将两个垂直界面的窄角分成两个相等部分的线段倾斜于平行于光传送路径端部的光轴方向的方向。
在本实施方式中，对于从棱镜漏出一部分信号光的方法，当从与棱镜两个相互垂直的界面相垂直的平面的垂直方向观看时，用于将两个垂直界面的窄角分成两个相等部分的线段倾斜于平行于光传送路径端部的光轴方向的方向。因此，信号光以小于一个界面上全反射的临界角的入射角入射。相应地，根据本实施方式，通过仅调节棱镜角度能够很容易地调节泄漏光量的比例。
仍在本发明的另一实施方式中，在棱镜两个界面中的至少一个界面上形成将一部分入射光泄漏到光传送特性介质外部的滤波器。
在该实施方式中，对于从棱镜漏出一部分信号光的单独方法，在棱镜两个界面中的至少一个界面上形成将一部分入射光泄漏到光传送特性介质外部的滤波器。因此，不必通过棱镜的角度调节来调节泄漏光量并且不需要进行组件调节。
仍在本发明的另一实施方式中，设置用于改变从棱镜界面泄漏的信号光的发出方向的偏转装置。
而且，在设置用于改变从棱镜界面泄漏信号光的发出方向的偏转装置的实施方式中，可降低光接收装置设定位置的限制并提高设计的自由度。
仍在本发明的另一实施方式中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且这些光传送路径以平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面的方式设置成一行。
仍在本发明的另一实施方式中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且作为一组的两个光传送路径分别设置为平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面。
当如上述两个实施方式中设置以两个光传送路径为一组的多组光传送路径时，也可以以与上述棱镜的两个相互垂直的界面相垂直的平面平行的方式将这些光传送路径设成一行。还可以以平行于与上述棱镜两个相互垂直的界面相垂直的平面的方式分别设置构成一组的两个光传送路径。根据这些结构，能够同时监测多组光传送路径中所传输的信号光量。
以上解释的本发明的结构元件能够任意组合。
图1为用于解释常规实例中光量的监测方法的示意图。
图2为用于解释另一常规实例中光量的监测方法的示意图。
图3为本发明实施例1中监测装置的示意性透视图。
图4为该监测装置的侧视图。
图5为解释该监测装置操作的截面图。
图6(a)为解释透镜操作的示意图，而图6(b)为解释不同透镜操作的示意图。
图7(a)、7(b)和7(c)为解释图3中监测装置的调节方法的示意性截面图。
图8为解释图3中监测装置的不同调节状态的截面图。
图9为本发明实施例2中监测装置的示意性透视图。
图10(a)为示出了该监测装置调节之前状态的示意性截面图，而图10(b)为示出了调节之后状态的示意性截面图。
图11为本发明实施例3中监测装置的透视图。
图12为该监测装置的平面图。
图13为本发明实施例4中监测装置的透视图。
图14为解释该监测装置操作的截面图。
图15为图13的监测装置中三角形棱镜和偏转棱镜的示意性截面图。
图16为本发明实施例5中监测装置的透视图。
图17(a)为光纤位置处于该监测装置上段时的截面图，而图17(b)为光纤位置处于该监测装置下段时的截面图。
图18(a)为示出了图16中监测装置调节之前状态的截面图，而图18(b)为示出了调节之后状态的截面图。
图19为本发明实施例6中监测装置的透视图。
图20为该监测装置的放大截面图。
图21为本发明实施例7中监测装置的透视图。
图22为该监测装置的放大截面图。
图23为本发明实施例8中监测装置的透视图。
图24为该监测装置的截面图。
图25为本发明实施例9中监测装置的透视图。
图26为该监测装置的截面图。
以下为附图中使用的主要参考标记。
12 光纤阵列13 三角形棱镜14，15 光纤14a，14b，15a，15b光纤17 透镜阵列19 透镜20，21 反射面24 光接收元件33 光接收元件阵列38 偏转棱镜45 偏转棱镜52 分支滤波器54 偏转棱镜L 信号光La 泄漏光具体实施方式
以下参照附图详细解释本发明的实施例。可是，本发明并不限于以下实施例，并在不脱离本发明技术思想的范围内可自然地进行修改。
实施例1图3为示出了本发明实施例1中监测装置11结构的透视图。图4为该结构的侧视图。图5为解释该监测装置11操作的示意性截面图(较大程度地夸大绘出了棱镜)。监测装置11主要由两个纤芯的光纤阵列12和三角形棱镜13构成。在光纤阵列12中，通过适当地设置两个光纤14、15的端部由支架(holder)16对其支承。在支架16的内部，以预定间隔来定位两个光纤14、15并使其保持平行。每个光纤14、15构成光通信线，并光信号被传送到每个光纤14、15。透镜阵列17安装在光纤阵列12的顶面上。通过设置两个透镜19形成透镜阵列17，所述透镜由在具有光传送特性的树脂或玻璃所构成的基板(substrate)18表面上的球透镜或半球透镜构成。调节透镜阵列17使得光纤14、15纤芯的光轴与每个透镜19的光轴相一致，并随后将该透镜阵列固定在光纤阵列12的顶面上。
三角形棱镜13为从水平面观看具有等边直角三角形的棱镜，并且可以使用市场上出售以及由玻璃等制成的产品。三角形棱镜13具有相互垂直的两个表面(这些表面被称作反射面20、21)，以及与反射面20、21成45度角的表面(该表面被称作入射-出射面22)。三角形棱镜13设置在光纤阵列12的前面，使得入射-出射面22与棱镜阵列17相对。一个反射面20位于光纤14的延长线上，而另一反射面21位于光纤15的延长线上。
如图4所示，借助粘结剂、螺钉连接等将光纤阵列12固定在三角形棱镜13前面的基底23，如箱、电路基板等的上面。如下文所述，在角度调节和位置调节进行之后，利用粘结剂、螺钉等固定装置将三角形棱镜13固定在基底23上。
在该监视装置11中，调节三角形棱镜13的角度和位置并固定该棱镜的情况下，如图5所示，三角形棱镜13与光纤阵列12倾斜一预定角度。透镜阵列17的前表面和三角形棱镜13的入射-出射表面22被设置成彼此不平行。
当从光纤阵列12的一个光纤14发出信号光L时，该信号光L被透镜19准直，并且接着从入射-出射表面22入射到三角形棱镜13中。入射到三角形棱镜13的信号光L以大于三角形棱镜13界面的全反射临界角θc的入射角θ1(根据反射面20上法线N1测得的入射角)入射到三角形棱镜13的反射表面20上。在反射表面20上全反射的信号光入射到另一反射表面21上。此时，入射到反射表面21的光的入射角θ2(根据反射表面21上法线N2测得的入射角)略小于三角形棱镜13界面的全反射临界角θc。因此，入射到反射表面21上的信号光中预定比例κ(＜＜1)的信号光从反射面21泄漏到外部。余下比例(1-κ)的信号光L在反射面21上反射，并返回到透镜阵列17一侧。返回到透镜阵列17一侧的信号光L由透镜19会聚，并耦合到光纤15的纤芯上。
因此，如果利用光电二极管的光接收元件等测量三角形棱镜13的反射面21所泄漏的光量，则能够知道光纤14或光纤15中传输的信号光量。即，如果通过将借助光接收元件测量三角形棱镜13反射面21所泄漏的光量而获得的结果设定为Pmoni，则光纤14中传输的信号光L的量值变为Pmoni/κ否则，光纤14中传输的信号光L的量值变为(1-κ)Pmoni/κ图6(a)和6(b)为示出了透镜阵列17中设置的透镜19操作的示意图(较大程度地夸大绘出了棱镜)。在图6(a)的实例中，光纤14的纤芯所发出的信号光L被透镜19转变成平行光，并入射到三角形棱镜13中，同时该信号光L为平行光。随后，该信号光L在反射面20、21上进行两次反射。从入射-出射面22朝初始方向发出的平行光被透镜19会聚并耦合到光纤15的纤芯端面上。
此外，在图6(b)的实例中，从光纤14的纤芯所发出的信号光L被透镜19会聚，并在入射到三角形棱镜13的同时信号光L被会聚。进而信号光L在反射面20上反射，并会聚到反射面20和反射面21中心处的一点。随后信号光L变成散射光并在反射面21上反射。从入射-出射面22朝初始方向发出的散射光被透镜19会聚，并耦合到光纤15的纤芯端面上。
在本发明的监测装置11中，可以使用图6(a)的系统和图6(b)的系统中的一个。可是，期望采用图6(b)的系统，并用在一定距离处的光接收元件接收光线，在所述距离处从反射面21泄漏的泄漏光La没有被加宽(至少在光束界面的直径小于透镜的直径时)。
图7(a)、7(b)和7(c)为解释本发明中监测装置11内三角形棱镜13的调节方法的示意图。首先，如图7(a)所示，三角形棱镜13设置在光纤阵列12的前面，并且透镜阵列17与三角形棱镜13的入射-出射表面22设置成彼此平行。而且，设置监测装置11使得光纤14发出的信号光L在三角形棱镜13的反射面20、21上发生两次全反射，并以初始方向返回且入射到光纤15上。
接着，从光纤14发出已知光量Po的信号光L，并且三角形棱镜13沿着R方向旋转，且一部分信号光L从三角形棱镜13的反射面20泄漏出来。当三角形棱镜13沿R方向旋转时，入射到反射面20上的信号光L的入射角增加。因此，在信号光L在反射面20上发生全反射后，信号光L入射到反射面21上。当三角形棱镜13沿R方向旋转时，反射面21的入射角减小。相应地，当该入射角在三角形棱镜13的界面处变成全反射的临界角或更小时，到反射面21的入射角随三角形棱镜13倾斜度的增加而逐渐减小。因此，增加了反射面21泄漏的信号光L的泄漏量。进而，如图7(b)所示，当光接收元件24监测反射面21的泄漏光La时，检测泄漏光La的光量Pmoni并精确调节三角形棱镜13的角度，使得泄漏光La的比例κ＝Pmoni/Po变为预定数值(例如κ＝0.01)。
在调节三角形棱镜13以使泄漏光La的比例κ变为预定数值之后，按此设置三角形棱镜13的倾斜度，并沿着垂直于光纤14、15的S方向平行移动三角形棱镜13。如图7(c)所示，三角形棱镜13的位置被确定在一定位置以最大化入射到光纤15的信号光量L。在按此确定三角形棱镜13的最佳位置之后，借助粘结剂，如紫外线硬化粘结剂等将三角形棱镜13固定在基底23等上，而且也可以利用限位坚固件(stopper fastener)诸如螺钉等进行固定。
在每个光量监测器11中，也可根据以上所述逐一调节三角形棱镜13。可是，例如，在许多开始时候，可以通过如以上所述调节开始监测装置11来确定三角形棱镜13的位置和角度。对于随后的监测装置11，也可利用组装机械按照其位置和角度安装三角形棱镜13而无需进行逐一的调节工作。
光接收元件24也可设置在该监测装置11的外部，也可构成监测装置11的一部分。当光接收元件24作为监测装置11的一部分事先予以组装时，在位置和角度得到调节而能够有效接收上述泄漏光La之后，也可将光接收元件固定在基底23等上。
根据本发明的监测装置11，平行设置两个光纤14、15，并且仅将三角形棱镜13设置在其端面一侧以便能够很容易地制造紧凑的监测装置11。此外，通过调节三角形棱镜13的旋转角来精确控制泄漏光La的比例。而且，也能够很容易地控制泄漏光La的发射方向，并且光接收元件24能够可靠地接收泄漏光La。
在图5、7等示出的实例中，信号光L在第一反射面20上发生全反射，并且从第二反射面21上的反射面21泄漏一部分信号光。与此对照，如图8所示(较大程度地夸大绘出了棱镜)，如果通过将三角形棱镜13的旋转方向设成相反方向来调节旋转角，则一部分信号光L从第一反射面20的反射面20中泄漏，并且将信号光L设成在第二反射面21上发生全反射。
实施例2图9为示出了本发明实施例2中监测装置31结构的透视图。多纤芯的光纤阵列12用于该监测装置31中。例如，平行设置一些光纤14a、14b、---、15b、15a，如8个光纤、12个光纤等的端部并将其保持在光纤阵列中。一些透镜19，如8个透镜，12个透镜等也对应各个光纤14a、14b、---、15b、15a地设置在透镜阵列17中。在三角形棱镜13中使用对应各个光纤14a、14b、---、15b、15a大小的三角形棱镜。在以下描述中，将光纤的数量设为8。
在调节之前的状态中，如图10(a)所示，光纤14a发出的信号光L被透镜19准直并入射到三角形棱镜13中。随后，信号光L在反射面20、21上发生两次全反射并从三角形棱镜13入射到透镜19上。信号光L进而被透镜19会聚并耦合到光纤15a。类似地，从光纤14b、14c、14d中相互平行地发出的信号光分别穿过透镜19并在三角形棱镜13的反射面20、21上发生两次全反射，且返回到透镜19及分别与光纤15b、15c和15d相耦合。
当从调节之前的状态(参见图7)开始调节三角形棱镜13的角度时，每个光纤14a、14b、14c、14d所发出的信号光L以与图10(b)中所示相等的入射角入射在反射面21上。因此，各信号光L以相同的比例κ泄漏到反射面21的外面。因而，如果每个光纤14a、14b、14c、14d发出的信号光L中反射面21的泄漏光La量分别由光接收元件测量，则能够监测每个光纤14a、14b、14c、14d内传输的各信号光L的光量。
实施例3图11为示出了本发明实施例3中监测装置32结构的透视图。图12为该结构的平面图。在该监测装置32中，以实施例2的监测装置31为基础，并为该监测装置31添加光接收元件阵列33。
近似弯成L形的柔性基板34的水平部分34a结合在基底23的上表面上。光接收元件阵列33安装在柔性基板34的纵向垂直部分34b上，此外，在纵向垂直部分34b上安装两个间隔件35以便夹住光接收元件阵列33。柔性基板34安装在三角形棱镜13和基底23的上表面上，使得间隔件35抵靠调节之后的三角形棱镜13的反射面21。与反射面21平行地设置光接收元件阵列33，以便在光接收元件阵列33和反射面21之间形成空隙。在光接收元件阵列33上配置多个光接收元件24。每个光接收元件24沿着泄漏光La的入射方向倾斜，以便有效地接收反射面21发出的泄漏光La。
根据所述的监测装置32，调节三角形棱镜13的角度等，以从反射面21以预定比例κ泄漏光。随后，通过仅将光接收元件阵列33设成与反射面21相对并将柔性基板34安装在三角形棱镜13和基底23上，能够简单地组装监测装置。
实施例4图13为示出了本发明实施例4中监测装置36结构的透视图。图14为该结构的截面图。图15为三角形棱镜13和偏转棱镜38的示意性截面图。在该监测装置36中，以实施例2的监测装置31为基础，并为该监测装置31添加偏转棱镜38和光接收元件阵列33。
在该监测装置36中，截面为等边直角三角形形状的偏转棱镜通过间隔件37事先安装在反射面21的外面。偏转棱镜38与反射面21分隔以一间隙并与反射面21平行相对。如图15所示，三角形棱镜13的反射面21所泄漏的泄漏光La被偏转棱镜38朝正下方向弯曲。光接收元件阵列33固定在基底23的上表面上，以便接收偏转棱镜38中向下弯曲的各泄漏光La。
根据该监测装置36，由于光接收元件阵列33可平行于基底23设置在基底23上，因而关于光接收元件阵列33等的布线(wiring)更容易。
实施例5图16为示出了本发明实施例5中监测装置41结构的透视图。在该监测装置41中，使用具有两段光纤14a、14b、---和光纤15a、15b、---的光纤阵列12。例如，在光纤阵列12中，如图17(a)所示，可通过平行适当地设置其端部，将多个光纤14a、14b、---保持在一行。此外，如图17(b)所示，通过适当地平行设置其端部，可将多个平行光纤15a、15b、---保持在一行。上段光纤14a、14b、---和下段光纤15a、15b、---被垂直设置成一一对应的关系。在透镜阵列17中，多个透镜19也对应于各自的光纤14a、14b、---，15a、15b、---而设置在两段处。
设置三角形棱镜13以垂直定位反射面20和反射面21并且使入射-出射表面22与透镜19相对。三角形棱镜13围绕水平旋转轴被旋转支撑(省略了支撑装置)。
在调节之前的状态中，如图18(a)所示，设置三角形棱镜13使得入射出射表面22和透镜阵列17相互平行。在此状态中，光纤14a发出的信号光L被透镜19准直，并入射到三角形棱镜13中。随后信号光L在反射面20、21进行两次全反射，并从三角形棱镜13入射到透镜19。信号光L进而被透镜19会聚并与光纤15a耦合。类似地，相互平行的光纤14b、14c、---发出的信号光分别通过透镜19，并在三角形棱镜13的反射面20、21上发生两次全反射。信号光L随后返回到透镜19并分别与光纤15b、15c、---耦合。
当通过在调节(水平方向的调节方法和垂直方向的调节方法不同，但可类似于图7中所示方法实行)之前从该状态的开始来调节三角形棱镜13的角度等时，每个光纤14a、14b、14c、---发出的信号光L以与图18(b)中所示相同的入射角入射在反射面21上。因此，各信号光L以相同的比例κ泄漏到反射面21的外面。因而，如果每个光纤14a、14b、14c、---发出的信号光L中反射面21的泄漏光La的光量分别被光接收元件测量，则能够监测每个光纤14a、14b、14c、---内传输的各信号光L的光量。
实施例6图19为示出了本发明实施例6中监测装置42结构的透视图。图20为该结构的放大截面图。在该监测装置42中，以实施例5的监测装置41为基础，为该监测装置41添加光接收元件阵列33等。
在该监测装置42中，如图20所示，光接收元件阵列33固定在基底23的上表面以接收三角形棱镜13泄漏的每个泄漏光La。
根据该监测装置42，需要在基底23上配置光接收元件阵列33。因此，能够非常简单地配置光接收元件阵列33。
实施例7图21为示出了本发明实施例7中监测装置43结构的透视图。图22为该结构的放大截面图。在该监测装置43中，以实施例5的监测装置41为基础，为该监测装置41添加光接收元件阵列33等。
在该监测装置43中，三角形棱镜形式的偏转棱镜45通过间隔件44而安装在三角形棱镜13的反射面21上。通过将偏转棱镜45安装在反射面21上，三角形棱镜13的反射面21发出的泄漏光La能够沿着接近垂直于基底23的方向弯曲。因此，当配置光接收元件阵列33以使光接收元件24的光接收面与基底23平行，每个光接收元件24可接收近似垂直的泄漏光La进而提高光接收的灵敏度。
实施例8图23为本发明实施例8中监测装置51的透视图。图24为该监测装置51的截面放大图。在该监测装置51中，产生泄漏光La而不改变三角形棱镜13的角度。
实施例5(图16)中解释的光纤阵列12用于该监测装置51中。设置三角形棱镜13使得入射-出射面22与透镜阵列17平行。此外，分支滤波器52至少形成在三角形棱镜13的反射面21中信号光L的入射区域。分支滤波器52传送入射光中一定比例κ的光，并反射余下光。而且，光接收元件阵列33被设置在通过分支滤波器52传输的光所到达的位置处。
根据该监测装置51，如图24所示，光纤14a发出的信号光L被透镜19转变成平行光，并随后入射在三角形棱镜13上。信号光L还在反射面20上发生全反射并入射在反射面21上。由于分支滤波器52紧连在反射面21上，故入射信号光L的光量Po中仅有一定比例κPo的光量被传送通过分支滤波器52并被光接收元件阵列33的光接收元件24所接收。因此，通过检测光接收元件24所接收到的光量Pmoni能够计算出初始光量Po＝Pmoni/κ。
实施例9图25为本发明实施例9中监测装置53的透视图。图26为该监测装置53的放大截面图。在该监测装置53中，为图23的监测装置51添加三角形棱镜形状的偏转棱镜54。即，通过被紧连在反射面21上的分支滤波器52，将偏转棱镜54安装在三角形棱镜13的反射面21上。
根据该监测装置53，因将该泄漏光La传过分支滤波器52所泄漏的泄漏光La的方向被偏转棱镜54弯曲。泄漏光La随后近似垂直地入射到配置在基底23上的光接收元件阵列33中。因此，能够更好地设定光接收元件24的灵敏度。
工业实用性本发明的监测装置可用于监测光通讯领域中光纤、光波导等的光传送路径中传输的信号光量。
权利要求
1.一种用于检测光传送路径中传输的信号光量的监测装置，包括所述光传送路径，在所述光传送路径中，至少端部保持近似平行并将两个光传送路径设为一组；以及棱镜，其具有相互垂直的两个界面，并通过在两个界面上两次反射信号光而使入射信号光朝初始入射方向返回；其中，所述一组光传送路径中一个光传送路径的端面所发出的信号光入射到所述棱镜中；通过在所述棱镜的两个界面上两次反射信号光而使所述信号光返回到所述初始入射方向；所述信号光入射到所述一组光传送路径中另一光传送路径的端面上；从所述棱镜的两个界面中至少一个界面泄漏预定比例的信号光。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其中，设置用于接收从所述界面泄漏的信号光的光接收装置。
3.根据权利要求2所述的监测装置，其中，参照所述棱镜中信号光的漏出界面而定位所述光接收装置。
4.根据权利要求1所述的监测装置，其中，当沿着与所述棱镜的两个彼此垂直的界面相垂直的平面的垂直方向观看时，用于将所述两个垂直界面的窄角分成两个相等部分的线段倾斜于与所述光传送路径端部的光轴方向相平行的方向。
5.根据权利要求1所述的监测装置，其中，用于将一部分所述入射光泄漏到光传送特性介质外部的滤波器形成在所述棱镜两个界面中的至少一个界面上。
6.根据权利要求1所述的监测装置，其中，设置用于改变从所述棱镜界面泄漏的信号光的发出方向的偏转装置。
7.根据权利要求1所述的监测装置，其中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且这些光传送路径以平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面的方式设置成一行。
8.根据权利要求1所述的监测装置，其中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且作为一组的两个光传送路径分别设置为平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面。
全文摘要
提供一种用于为监测器精确取光并具有简单结构以及能够形成得紧凑的监测装置。透镜阵列(17)安装在保持光纤(14、15)平行的光纤阵列(12)的顶面上。透镜(19)设置在透镜阵列(17)中而与每个光纤(14、15)的端面相对。三角形棱镜(13)设置在透镜阵列(17)的前面。三角形棱镜(13)的入射－出射面(22)相对于透镜阵列(17)倾斜。从光纤(14)发出的信号光(L)被透镜(19)转变成平行光，并入射到三角形棱镜(13)中。信号光(L)在反射面(20)发生全反射之后，信号光(L)入射到反射面(21)上。入射到反射面(21)上的信号光(L)的入射角略小于全反射的临界角。一定比例κ的信号光(L)从反射面(21)泄漏到外部。因此，通过测量该泄漏光(La)可计算信号光(L)的光量。
文档编号H01L31/02GK1813209SQ20048001837
公开日2006年8月2日 申请日期2004年7月12日 优先权日2003年7月14日
发明者田中宏和, 大西彻也, 川本竜二 申请人:欧姆龙株式会社
技术领域：
本发明涉及一种用于检测光通讯领域中光量的监测装置。
背景技术：
图1为用于解释常规实例(专利文献1)中光发射器所使用的光量监测方法的示意图。在该常规的实例中，半导体激光器1发出的激光束2从其端面入射到近似弯成S字符形状的光传送路径3中。从光传送路径3的弯曲部分3a辐射的恒定比例(例如，几个百分比)的泄漏光被光接收元件4所接收。根据光接收元件4中所接收的光量计算半导体激光器1发出的光量或光传送路径中通过的光量。
在上述常规的系统中，利用简单构造监测泄漏光。可是，很难控制从光传送路径3的弯曲部分3a辐射的泄漏光量及其泄漏方向，进而降低测量精确度。此外，当弯曲部分3a的曲度增加时，弯曲部分3a中的泄漏光量增加。因此，弯曲部分3a的曲度甚至不增加很多也很难使得装置紧凑。而且，在结构上不可能与多信道的形式相应。
图2为示出了另一常规实例(专利文献2)的示意图。在该常规实例中，平行设置两个光纤5、6，并且两个光纤5、6的端面朝对边相互倾斜。凹凸透镜7设置在与这两个光纤5、6的端面相对的位置处使得凹面指向光纤5、6一侧。用于传送部分(例如几个百分比)光并反射大部分光的分支滤波器(branch filter)8设置在凹凸透镜7的凹面上。此外，监测器的光纤9设置在凹凸透镜7的凸侧面上。
由于光纤端面倾斜使得光纤5的纤芯所发出的信号光L发生折射，并使其向右上倾斜发出并入射在凹凸透镜7上。入射到凹凸透镜7的大部分信号光L被向左上倾斜的分支滤波器8折射，并入射到光纤6的纤芯上。即，光纤5中传送的大部分光通过凹凸透镜7与光纤6耦合。
另一方面，从光纤5朝凹凸透镜7发射的一部分信号光L传送通过分支滤波器8并被凹凸透镜7会聚，且入射到监测器中光纤9的后侧纤芯上。因此，通过测量入射到光纤9上的光量计算光纤5或光纤6中传输的信号光L量。
可是，在图2中示出的常规系统中，必须在光纤5、6的端面上实行复杂的倾斜抛光。此外，需要在凹侧面上形成有分支滤波器8的凹凸透镜7等。因此，产品质量差且成本高。而且，在光纤5、6和光纤9之间需要大的空间距离。还必须在光纤9的另一端上设置光接收元件。因此，很难将装置形成得紧凑。另外，很难在结构上符合多信道的形式。
专利文献1JP-A-2000-171662专利文献2JP-A-10-170750发明内容鉴于上述技术问题实现本发明，并且本发明的目的是提供一种能够为监测器精确取光的监测装置，其结构简化且形成紧凑。
在本发明的监测装置中，监测装置用于检测光传送路径中传输的信号光量，并包括在光传送路径中，至少端部保持近似平行并将两个光传送路径设为一组；以及棱镜，其具有相互垂直的两个界面，并通过在两个界面上两次反射信号光而使入射信号光朝初始入射方向返回；其中所述一组光传送路径中一个光传送路径的端面所发出的信号光入射到所述棱镜中；通过在棱镜的两个界面上两次反射信号光而使信号光返回到所述初始入射方向；信号光入射到所述一组光传送路径中另一光传送路径的端面上；从所述棱镜的两个界面中至少一个界面泄漏预定比例的信号光。在此，光传送路径中包含光纤、光波导等。
根据本发明的监测装置，仅有预定比例的信号光泄漏出棱镜。因此，如果测量泄漏出棱镜的光量，则根据预定比例和测量的光量可以知道初始的信号光量。而且，由于这种监测装置具有光波导和棱镜所组成的简单结构，所以通过使用市场上所卖的棱镜等可廉价地制造这种监测装置。此外，由于监测装置具有简单的结构，故监测装置能够被很容易地组装且形成得紧凑。
在本发明的实施方式中，设置用于接收界面泄漏的信号光的光接收装置。上述光接收装置中包括光接收元件，如光电二极管等、光接收元件阵列等。在具有光接收装置的实施方式中，需参照棱镜中信号光的漏出界面定位该光接收装置。
本实施方式中用于测量棱镜泄漏的信号光量的光接收装置也可设置在监视装置的外部。可是，通过结合光接收装置和监测装置可提高泄漏信号光的光量测量精度，并且监测装置可被形成得更紧凑。而且，如果参照棱镜中信号光的漏出界面定位光接收装置，则能够稳定并提高利用光接收装置进行的光量测量的精度。
在本发明的另一实施方式中，当从与棱镜两个相互垂直的界面相垂直的平面的垂直方向观看时，用于将两个垂直界面的窄角分成两个相等部分的线段倾斜于平行于光传送路径端部的光轴方向的方向。
在本实施方式中，对于从棱镜漏出一部分信号光的方法，当从与棱镜两个相互垂直的界面相垂直的平面的垂直方向观看时，用于将两个垂直界面的窄角分成两个相等部分的线段倾斜于平行于光传送路径端部的光轴方向的方向。因此，信号光以小于一个界面上全反射的临界角的入射角入射。相应地，根据本实施方式，通过仅调节棱镜角度能够很容易地调节泄漏光量的比例。
仍在本发明的另一实施方式中，在棱镜两个界面中的至少一个界面上形成将一部分入射光泄漏到光传送特性介质外部的滤波器。
在该实施方式中，对于从棱镜漏出一部分信号光的单独方法，在棱镜两个界面中的至少一个界面上形成将一部分入射光泄漏到光传送特性介质外部的滤波器。因此，不必通过棱镜的角度调节来调节泄漏光量并且不需要进行组件调节。
仍在本发明的另一实施方式中，设置用于改变从棱镜界面泄漏的信号光的发出方向的偏转装置。
而且，在设置用于改变从棱镜界面泄漏信号光的发出方向的偏转装置的实施方式中，可降低光接收装置设定位置的限制并提高设计的自由度。
仍在本发明的另一实施方式中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且这些光传送路径以平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面的方式设置成一行。
仍在本发明的另一实施方式中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且作为一组的两个光传送路径分别设置为平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面。
当如上述两个实施方式中设置以两个光传送路径为一组的多组光传送路径时，也可以以与上述棱镜的两个相互垂直的界面相垂直的平面平行的方式将这些光传送路径设成一行。还可以以平行于与上述棱镜两个相互垂直的界面相垂直的平面的方式分别设置构成一组的两个光传送路径。根据这些结构，能够同时监测多组光传送路径中所传输的信号光量。
以上解释的本发明的结构元件能够任意组合。
图1为用于解释常规实例中光量的监测方法的示意图。
图2为用于解释另一常规实例中光量的监测方法的示意图。
图3为本发明实施例1中监测装置的示意性透视图。
图4为该监测装置的侧视图。
图5为解释该监测装置操作的截面图。
图6(a)为解释透镜操作的示意图，而图6(b)为解释不同透镜操作的示意图。
图7(a)、7(b)和7(c)为解释图3中监测装置的调节方法的示意性截面图。
图8为解释图3中监测装置的不同调节状态的截面图。
图9为本发明实施例2中监测装置的示意性透视图。
图10(a)为示出了该监测装置调节之前状态的示意性截面图，而图10(b)为示出了调节之后状态的示意性截面图。
图11为本发明实施例3中监测装置的透视图。
图12为该监测装置的平面图。
图13为本发明实施例4中监测装置的透视图。
图14为解释该监测装置操作的截面图。
图15为图13的监测装置中三角形棱镜和偏转棱镜的示意性截面图。
图16为本发明实施例5中监测装置的透视图。
图17(a)为光纤位置处于该监测装置上段时的截面图，而图17(b)为光纤位置处于该监测装置下段时的截面图。
图18(a)为示出了图16中监测装置调节之前状态的截面图，而图18(b)为示出了调节之后状态的截面图。
图19为本发明实施例6中监测装置的透视图。
图20为该监测装置的放大截面图。
图21为本发明实施例7中监测装置的透视图。
图22为该监测装置的放大截面图。
图23为本发明实施例8中监测装置的透视图。
图24为该监测装置的截面图。
图25为本发明实施例9中监测装置的透视图。
图26为该监测装置的截面图。
以下为附图中使用的主要参考标记。
12 光纤阵列13 三角形棱镜14，15 光纤14a，14b，15a，15b光纤17 透镜阵列19 透镜20，21 反射面24 光接收元件33 光接收元件阵列38 偏转棱镜45 偏转棱镜52 分支滤波器54 偏转棱镜L 信号光La 泄漏光具体实施方式
以下参照附图详细解释本发明的实施例。可是，本发明并不限于以下实施例，并在不脱离本发明技术思想的范围内可自然地进行修改。
实施例1图3为示出了本发明实施例1中监测装置11结构的透视图。图4为该结构的侧视图。图5为解释该监测装置11操作的示意性截面图(较大程度地夸大绘出了棱镜)。监测装置11主要由两个纤芯的光纤阵列12和三角形棱镜13构成。在光纤阵列12中，通过适当地设置两个光纤14、15的端部由支架(holder)16对其支承。在支架16的内部，以预定间隔来定位两个光纤14、15并使其保持平行。每个光纤14、15构成光通信线，并光信号被传送到每个光纤14、15。透镜阵列17安装在光纤阵列12的顶面上。通过设置两个透镜19形成透镜阵列17，所述透镜由在具有光传送特性的树脂或玻璃所构成的基板(substrate)18表面上的球透镜或半球透镜构成。调节透镜阵列17使得光纤14、15纤芯的光轴与每个透镜19的光轴相一致，并随后将该透镜阵列固定在光纤阵列12的顶面上。
三角形棱镜13为从水平面观看具有等边直角三角形的棱镜，并且可以使用市场上出售以及由玻璃等制成的产品。三角形棱镜13具有相互垂直的两个表面(这些表面被称作反射面20、21)，以及与反射面20、21成45度角的表面(该表面被称作入射-出射面22)。三角形棱镜13设置在光纤阵列12的前面，使得入射-出射面22与棱镜阵列17相对。一个反射面20位于光纤14的延长线上，而另一反射面21位于光纤15的延长线上。
如图4所示，借助粘结剂、螺钉连接等将光纤阵列12固定在三角形棱镜13前面的基底23，如箱、电路基板等的上面。如下文所述，在角度调节和位置调节进行之后，利用粘结剂、螺钉等固定装置将三角形棱镜13固定在基底23上。
在该监视装置11中，调节三角形棱镜13的角度和位置并固定该棱镜的情况下，如图5所示，三角形棱镜13与光纤阵列12倾斜一预定角度。透镜阵列17的前表面和三角形棱镜13的入射-出射表面22被设置成彼此不平行。
当从光纤阵列12的一个光纤14发出信号光L时，该信号光L被透镜19准直，并且接着从入射-出射表面22入射到三角形棱镜13中。入射到三角形棱镜13的信号光L以大于三角形棱镜13界面的全反射临界角θc的入射角θ1(根据反射面20上法线N1测得的入射角)入射到三角形棱镜13的反射表面20上。在反射表面20上全反射的信号光入射到另一反射表面21上。此时，入射到反射表面21的光的入射角θ2(根据反射表面21上法线N2测得的入射角)略小于三角形棱镜13界面的全反射临界角θc。因此，入射到反射表面21上的信号光中预定比例κ(＜＜1)的信号光从反射面21泄漏到外部。余下比例(1-κ)的信号光L在反射面21上反射，并返回到透镜阵列17一侧。返回到透镜阵列17一侧的信号光L由透镜19会聚，并耦合到光纤15的纤芯上。
因此，如果利用光电二极管的光接收元件等测量三角形棱镜13的反射面21所泄漏的光量，则能够知道光纤14或光纤15中传输的信号光量。即，如果通过将借助光接收元件测量三角形棱镜13反射面21所泄漏的光量而获得的结果设定为Pmoni，则光纤14中传输的信号光L的量值变为Pmoni/κ否则，光纤14中传输的信号光L的量值变为(1-κ)Pmoni/κ图6(a)和6(b)为示出了透镜阵列17中设置的透镜19操作的示意图(较大程度地夸大绘出了棱镜)。在图6(a)的实例中，光纤14的纤芯所发出的信号光L被透镜19转变成平行光，并入射到三角形棱镜13中，同时该信号光L为平行光。随后，该信号光L在反射面20、21上进行两次反射。从入射-出射面22朝初始方向发出的平行光被透镜19会聚并耦合到光纤15的纤芯端面上。
此外，在图6(b)的实例中，从光纤14的纤芯所发出的信号光L被透镜19会聚，并在入射到三角形棱镜13的同时信号光L被会聚。进而信号光L在反射面20上反射，并会聚到反射面20和反射面21中心处的一点。随后信号光L变成散射光并在反射面21上反射。从入射-出射面22朝初始方向发出的散射光被透镜19会聚，并耦合到光纤15的纤芯端面上。
在本发明的监测装置11中，可以使用图6(a)的系统和图6(b)的系统中的一个。可是，期望采用图6(b)的系统，并用在一定距离处的光接收元件接收光线，在所述距离处从反射面21泄漏的泄漏光La没有被加宽(至少在光束界面的直径小于透镜的直径时)。
图7(a)、7(b)和7(c)为解释本发明中监测装置11内三角形棱镜13的调节方法的示意图。首先，如图7(a)所示，三角形棱镜13设置在光纤阵列12的前面，并且透镜阵列17与三角形棱镜13的入射-出射表面22设置成彼此平行。而且，设置监测装置11使得光纤14发出的信号光L在三角形棱镜13的反射面20、21上发生两次全反射，并以初始方向返回且入射到光纤15上。
接着，从光纤14发出已知光量Po的信号光L，并且三角形棱镜13沿着R方向旋转，且一部分信号光L从三角形棱镜13的反射面20泄漏出来。当三角形棱镜13沿R方向旋转时，入射到反射面20上的信号光L的入射角增加。因此，在信号光L在反射面20上发生全反射后，信号光L入射到反射面21上。当三角形棱镜13沿R方向旋转时，反射面21的入射角减小。相应地，当该入射角在三角形棱镜13的界面处变成全反射的临界角或更小时，到反射面21的入射角随三角形棱镜13倾斜度的增加而逐渐减小。因此，增加了反射面21泄漏的信号光L的泄漏量。进而，如图7(b)所示，当光接收元件24监测反射面21的泄漏光La时，检测泄漏光La的光量Pmoni并精确调节三角形棱镜13的角度，使得泄漏光La的比例κ＝Pmoni/Po变为预定数值(例如κ＝0.01)。
在调节三角形棱镜13以使泄漏光La的比例κ变为预定数值之后，按此设置三角形棱镜13的倾斜度，并沿着垂直于光纤14、15的S方向平行移动三角形棱镜13。如图7(c)所示，三角形棱镜13的位置被确定在一定位置以最大化入射到光纤15的信号光量L。在按此确定三角形棱镜13的最佳位置之后，借助粘结剂，如紫外线硬化粘结剂等将三角形棱镜13固定在基底23等上，而且也可以利用限位坚固件(stopper fastener)诸如螺钉等进行固定。
在每个光量监测器11中，也可根据以上所述逐一调节三角形棱镜13。可是，例如，在许多开始时候，可以通过如以上所述调节开始监测装置11来确定三角形棱镜13的位置和角度。对于随后的监测装置11，也可利用组装机械按照其位置和角度安装三角形棱镜13而无需进行逐一的调节工作。
光接收元件24也可设置在该监测装置11的外部，也可构成监测装置11的一部分。当光接收元件24作为监测装置11的一部分事先予以组装时，在位置和角度得到调节而能够有效接收上述泄漏光La之后，也可将光接收元件固定在基底23等上。
根据本发明的监测装置11，平行设置两个光纤14、15，并且仅将三角形棱镜13设置在其端面一侧以便能够很容易地制造紧凑的监测装置11。此外，通过调节三角形棱镜13的旋转角来精确控制泄漏光La的比例。而且，也能够很容易地控制泄漏光La的发射方向，并且光接收元件24能够可靠地接收泄漏光La。
在图5、7等示出的实例中，信号光L在第一反射面20上发生全反射，并且从第二反射面21上的反射面21泄漏一部分信号光。与此对照，如图8所示(较大程度地夸大绘出了棱镜)，如果通过将三角形棱镜13的旋转方向设成相反方向来调节旋转角，则一部分信号光L从第一反射面20的反射面20中泄漏，并且将信号光L设成在第二反射面21上发生全反射。
实施例2图9为示出了本发明实施例2中监测装置31结构的透视图。多纤芯的光纤阵列12用于该监测装置31中。例如，平行设置一些光纤14a、14b、---、15b、15a，如8个光纤、12个光纤等的端部并将其保持在光纤阵列中。一些透镜19，如8个透镜，12个透镜等也对应各个光纤14a、14b、---、15b、15a地设置在透镜阵列17中。在三角形棱镜13中使用对应各个光纤14a、14b、---、15b、15a大小的三角形棱镜。在以下描述中，将光纤的数量设为8。
在调节之前的状态中，如图10(a)所示，光纤14a发出的信号光L被透镜19准直并入射到三角形棱镜13中。随后，信号光L在反射面20、21上发生两次全反射并从三角形棱镜13入射到透镜19上。信号光L进而被透镜19会聚并耦合到光纤15a。类似地，从光纤14b、14c、14d中相互平行地发出的信号光分别穿过透镜19并在三角形棱镜13的反射面20、21上发生两次全反射，且返回到透镜19及分别与光纤15b、15c和15d相耦合。
当从调节之前的状态(参见图7)开始调节三角形棱镜13的角度时，每个光纤14a、14b、14c、14d所发出的信号光L以与图10(b)中所示相等的入射角入射在反射面21上。因此，各信号光L以相同的比例κ泄漏到反射面21的外面。因而，如果每个光纤14a、14b、14c、14d发出的信号光L中反射面21的泄漏光La量分别由光接收元件测量，则能够监测每个光纤14a、14b、14c、14d内传输的各信号光L的光量。
实施例3图11为示出了本发明实施例3中监测装置32结构的透视图。图12为该结构的平面图。在该监测装置32中，以实施例2的监测装置31为基础，并为该监测装置31添加光接收元件阵列33。
近似弯成L形的柔性基板34的水平部分34a结合在基底23的上表面上。光接收元件阵列33安装在柔性基板34的纵向垂直部分34b上，此外，在纵向垂直部分34b上安装两个间隔件35以便夹住光接收元件阵列33。柔性基板34安装在三角形棱镜13和基底23的上表面上，使得间隔件35抵靠调节之后的三角形棱镜13的反射面21。与反射面21平行地设置光接收元件阵列33，以便在光接收元件阵列33和反射面21之间形成空隙。在光接收元件阵列33上配置多个光接收元件24。每个光接收元件24沿着泄漏光La的入射方向倾斜，以便有效地接收反射面21发出的泄漏光La。
根据所述的监测装置32，调节三角形棱镜13的角度等，以从反射面21以预定比例κ泄漏光。随后，通过仅将光接收元件阵列33设成与反射面21相对并将柔性基板34安装在三角形棱镜13和基底23上，能够简单地组装监测装置。
实施例4图13为示出了本发明实施例4中监测装置36结构的透视图。图14为该结构的截面图。图15为三角形棱镜13和偏转棱镜38的示意性截面图。在该监测装置36中，以实施例2的监测装置31为基础，并为该监测装置31添加偏转棱镜38和光接收元件阵列33。
在该监测装置36中，截面为等边直角三角形形状的偏转棱镜通过间隔件37事先安装在反射面21的外面。偏转棱镜38与反射面21分隔以一间隙并与反射面21平行相对。如图15所示，三角形棱镜13的反射面21所泄漏的泄漏光La被偏转棱镜38朝正下方向弯曲。光接收元件阵列33固定在基底23的上表面上，以便接收偏转棱镜38中向下弯曲的各泄漏光La。
根据该监测装置36，由于光接收元件阵列33可平行于基底23设置在基底23上，因而关于光接收元件阵列33等的布线(wiring)更容易。
实施例5图16为示出了本发明实施例5中监测装置41结构的透视图。在该监测装置41中，使用具有两段光纤14a、14b、---和光纤15a、15b、---的光纤阵列12。例如，在光纤阵列12中，如图17(a)所示，可通过平行适当地设置其端部，将多个光纤14a、14b、---保持在一行。此外，如图17(b)所示，通过适当地平行设置其端部，可将多个平行光纤15a、15b、---保持在一行。上段光纤14a、14b、---和下段光纤15a、15b、---被垂直设置成一一对应的关系。在透镜阵列17中，多个透镜19也对应于各自的光纤14a、14b、---，15a、15b、---而设置在两段处。
设置三角形棱镜13以垂直定位反射面20和反射面21并且使入射-出射表面22与透镜19相对。三角形棱镜13围绕水平旋转轴被旋转支撑(省略了支撑装置)。
在调节之前的状态中，如图18(a)所示，设置三角形棱镜13使得入射出射表面22和透镜阵列17相互平行。在此状态中，光纤14a发出的信号光L被透镜19准直，并入射到三角形棱镜13中。随后信号光L在反射面20、21进行两次全反射，并从三角形棱镜13入射到透镜19。信号光L进而被透镜19会聚并与光纤15a耦合。类似地，相互平行的光纤14b、14c、---发出的信号光分别通过透镜19，并在三角形棱镜13的反射面20、21上发生两次全反射。信号光L随后返回到透镜19并分别与光纤15b、15c、---耦合。
当通过在调节(水平方向的调节方法和垂直方向的调节方法不同，但可类似于图7中所示方法实行)之前从该状态的开始来调节三角形棱镜13的角度等时，每个光纤14a、14b、14c、---发出的信号光L以与图18(b)中所示相同的入射角入射在反射面21上。因此，各信号光L以相同的比例κ泄漏到反射面21的外面。因而，如果每个光纤14a、14b、14c、---发出的信号光L中反射面21的泄漏光La的光量分别被光接收元件测量，则能够监测每个光纤14a、14b、14c、---内传输的各信号光L的光量。
实施例6图19为示出了本发明实施例6中监测装置42结构的透视图。图20为该结构的放大截面图。在该监测装置42中，以实施例5的监测装置41为基础，为该监测装置41添加光接收元件阵列33等。
在该监测装置42中，如图20所示，光接收元件阵列33固定在基底23的上表面以接收三角形棱镜13泄漏的每个泄漏光La。
根据该监测装置42，需要在基底23上配置光接收元件阵列33。因此，能够非常简单地配置光接收元件阵列33。
实施例7图21为示出了本发明实施例7中监测装置43结构的透视图。图22为该结构的放大截面图。在该监测装置43中，以实施例5的监测装置41为基础，为该监测装置41添加光接收元件阵列33等。
在该监测装置43中，三角形棱镜形式的偏转棱镜45通过间隔件44而安装在三角形棱镜13的反射面21上。通过将偏转棱镜45安装在反射面21上，三角形棱镜13的反射面21发出的泄漏光La能够沿着接近垂直于基底23的方向弯曲。因此，当配置光接收元件阵列33以使光接收元件24的光接收面与基底23平行，每个光接收元件24可接收近似垂直的泄漏光La进而提高光接收的灵敏度。
实施例8图23为本发明实施例8中监测装置51的透视图。图24为该监测装置51的截面放大图。在该监测装置51中，产生泄漏光La而不改变三角形棱镜13的角度。
实施例5(图16)中解释的光纤阵列12用于该监测装置51中。设置三角形棱镜13使得入射-出射面22与透镜阵列17平行。此外，分支滤波器52至少形成在三角形棱镜13的反射面21中信号光L的入射区域。分支滤波器52传送入射光中一定比例κ的光，并反射余下光。而且，光接收元件阵列33被设置在通过分支滤波器52传输的光所到达的位置处。
根据该监测装置51，如图24所示，光纤14a发出的信号光L被透镜19转变成平行光，并随后入射在三角形棱镜13上。信号光L还在反射面20上发生全反射并入射在反射面21上。由于分支滤波器52紧连在反射面21上，故入射信号光L的光量Po中仅有一定比例κPo的光量被传送通过分支滤波器52并被光接收元件阵列33的光接收元件24所接收。因此，通过检测光接收元件24所接收到的光量Pmoni能够计算出初始光量Po＝Pmoni/κ。
实施例9图25为本发明实施例9中监测装置53的透视图。图26为该监测装置53的放大截面图。在该监测装置53中，为图23的监测装置51添加三角形棱镜形状的偏转棱镜54。即，通过被紧连在反射面21上的分支滤波器52，将偏转棱镜54安装在三角形棱镜13的反射面21上。
根据该监测装置53，因将该泄漏光La传过分支滤波器52所泄漏的泄漏光La的方向被偏转棱镜54弯曲。泄漏光La随后近似垂直地入射到配置在基底23上的光接收元件阵列33中。因此，能够更好地设定光接收元件24的灵敏度。
工业实用性本发明的监测装置可用于监测光通讯领域中光纤、光波导等的光传送路径中传输的信号光量。
权利要求
1.一种用于检测光传送路径中传输的信号光量的监测装置，包括所述光传送路径，在所述光传送路径中，至少端部保持近似平行并将两个光传送路径设为一组；以及棱镜，其具有相互垂直的两个界面，并通过在两个界面上两次反射信号光而使入射信号光朝初始入射方向返回；其中，所述一组光传送路径中一个光传送路径的端面所发出的信号光入射到所述棱镜中；通过在所述棱镜的两个界面上两次反射信号光而使所述信号光返回到所述初始入射方向；所述信号光入射到所述一组光传送路径中另一光传送路径的端面上；从所述棱镜的两个界面中至少一个界面泄漏预定比例的信号光。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其中，设置用于接收从所述界面泄漏的信号光的光接收装置。
3.根据权利要求2所述的监测装置，其中，参照所述棱镜中信号光的漏出界面而定位所述光接收装置。
4.根据权利要求1所述的监测装置，其中，当沿着与所述棱镜的两个彼此垂直的界面相垂直的平面的垂直方向观看时，用于将所述两个垂直界面的窄角分成两个相等部分的线段倾斜于与所述光传送路径端部的光轴方向相平行的方向。
5.根据权利要求1所述的监测装置，其中，用于将一部分所述入射光泄漏到光传送特性介质外部的滤波器形成在所述棱镜两个界面中的至少一个界面上。
6.根据权利要求1所述的监测装置，其中，设置用于改变从所述棱镜界面泄漏的信号光的发出方向的偏转装置。
7.根据权利要求1所述的监测装置，其中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且这些光传送路径以平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面的方式设置成一行。
8.根据权利要求1所述的监测装置，其中，按照将两个光传送路径设为一组的方式设置多组光传送路径，并且作为一组的两个光传送路径分别设置为平行于与所述棱镜的相互垂直的两个界面相垂直的平面。
全文摘要
提供一种用于为监测器精确取光并具有简单结构以及能够形成得紧凑的监测装置。透镜阵列(17)安装在保持光纤(14、15)平行的光纤阵列(12)的顶面上。透镜(19)设置在透镜阵列(17)中而与每个光纤(14、15)的端面相对。三角形棱镜(13)设置在透镜阵列(17)的前面。三角形棱镜(13)的入射－出射面(22)相对于透镜阵列(17)倾斜。从光纤(14)发出的信号光(L)被透镜(19)转变成平行光，并入射到三角形棱镜(13)中。信号光(L)在反射面(20)发生全反射之后，信号光(L)入射到反射面(21)上。入射到反射面(21)上的信号光(L)的入射角略小于全反射的临界角。一定比例κ的信号光(L)从反射面(21)泄漏到外部。因此，通过测量该泄漏光(La)可计算信号光(L)的光量。
文档编号H01L31/02GK1813209SQ20048001837
公开日2006年8月2日 申请日期2004年7月12日 优先权日2003年7月14日
发明者田中宏和, 大西彻也, 川本竜二 申请人:欧姆龙株式会社
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