專(zhuān)利名稱(chēng)：多端口單通路光學(xué)系統(tǒng)和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及纖維光纜聯(lián)接器，更為具體地說(shuō)，涉及用于在一單獨(dú)光纖上從事多路的方法和設(shè)備。
使用纖維光學(xué)系統(tǒng)以傳送數(shù)據(jù)、聲音、圖像或其他信號(hào)，是廣為人知的。纖維光學(xué)系統(tǒng)具有許多特性，使它們?cè)谀承?yīng)用場(chǎng)合下優(yōu)于使用傳統(tǒng)銅纜或類(lèi)似物的系統(tǒng)。比如，纖維光學(xué)系統(tǒng)可以具有大很多的信息載送能力并不會(huì)受到電氣干擾。此外，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離光纖發(fā)送的信號(hào)比經(jīng)過(guò)同樣長(zhǎng)度銅纜發(fā)送的信號(hào)需要的放大較少。
在一纖維光學(xué)系統(tǒng)中，一般，一發(fā)射裝置把一電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為一光學(xué)信號(hào)，送入一光纖的一端。在光纖對(duì)置一端處的一接收裝置接收光學(xué)信號(hào)并把它轉(zhuǎn)換成一電氣信號(hào)。在這樣一種纖維光學(xué)系統(tǒng)中，通常為了聯(lián)接目的，各光纖在一種并列配置中被熔合。一光纖的細(xì)長(zhǎng)一段被熔合于另一光纖的細(xì)長(zhǎng)一段，使得一些光學(xué)信號(hào)流動(dòng)在熔合的各纖維之間。這樣一種并列的熔合的界面，可以表征為一被動(dòng)熔合聯(lián)接器，允許為熔合的各光纖之間光學(xué)信號(hào)的良好傳送，但不對(duì)傳送的光學(xué)能量數(shù)量形成任何控制，這一點(diǎn)在某些應(yīng)用場(chǎng)合可能是不利的。
通常還有，纖維光學(xué)系統(tǒng)包含各有源的聯(lián)接器。一有源的聯(lián)接器包括一光接收器，諸如一光檢測(cè)器，它可以接收一光學(xué)信號(hào)，把此光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電子數(shù)據(jù)，以及把此電子數(shù)據(jù)供給另一可發(fā)射一光學(xué)信號(hào)的有源的聯(lián)接器。雖然有源的各聯(lián)接器可以在一條光纖上檢測(cè)數(shù)據(jù)并在另一條光纖上傳輸數(shù)據(jù)，原有光學(xué)信號(hào)的某些方面可能在傳送中喪失，諸如原有光學(xué)信號(hào)的能量水平或頻率水平，這一點(diǎn)在某些應(yīng)用場(chǎng)合中可能是不利的。
另外，光學(xué)信號(hào)往往是紅外的，而且因而不是可見(jiàn)的。結(jié)果，查除故障、從事維修或以其他方式接觸一條攜帶具有某種特征的紅外信號(hào)的光纖的技術(shù)人員等，可能毫不知情地由于暴露于紅外信號(hào)而被傷害。這一點(diǎn)是使用纖維光學(xué)系統(tǒng)的另一缺點(diǎn)。
本發(fā)明解決了以上各種問(wèn)題和其他一些問(wèn)題，方式是提供用于提供沿著一條單獨(dú)的光纖傳輸多個(gè)信號(hào)-可以表征為作多路處理-的方法和設(shè)備。更為具體地說(shuō)，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，一第一光學(xué)信號(hào)在一第一方向上沿著一光纖傳輸，而一第二光學(xué)信號(hào)，諸如由于具有一不同的波長(zhǎng)而不同于第一光學(xué)信號(hào)，在此第一方向上沿著同一光纖同時(shí)傳輸，這樣一段光纖同時(shí)包含第一和第二信號(hào)二者。第一光學(xué)信號(hào)可以是紅外的，而第二光學(xué)信號(hào)可以是可見(jiàn)的，使得提供一可見(jiàn)指示，指出光能正在通過(guò)光纖傳播。此外，其他一些不同的光學(xué)信號(hào)可以在第一方向上或與第一方向相反的一第二方向上沿著光纖同時(shí)傳輸。
按照本發(fā)明的另一方面，多路是通過(guò)一光學(xué)系統(tǒng)提供的，此系統(tǒng)包含一收發(fā)光學(xué)裝置，一接收光學(xué)裝置和許多發(fā)射光學(xué)裝置。每一這些光學(xué)裝置都是一種梯度指數(shù)透鏡或類(lèi)似物。收發(fā)光學(xué)裝置具有對(duì)置的第一和第二端部，并可以運(yùn)作以準(zhǔn)直通過(guò)它傳播的和經(jīng)由其第一端部發(fā)射的光學(xué)信號(hào)。收發(fā)光學(xué)裝置另外可以運(yùn)作以聚焦通過(guò)它傳播的和經(jīng)由其第二端部發(fā)射的光學(xué)信號(hào)。接收光學(xué)裝置的第一端部在光學(xué)上連接于收發(fā)光學(xué)裝置的第一端部，使得收發(fā)光學(xué)裝置可以運(yùn)作以便把準(zhǔn)直光學(xué)信號(hào)送向接收光學(xué)裝置，每一發(fā)射光學(xué)裝置還具有對(duì)置的第一和第二端部并可以運(yùn)作以準(zhǔn)直通過(guò)它傳播和經(jīng)由其第一端部發(fā)射的光學(xué)信號(hào)。每一發(fā)射光學(xué)裝置的第一端部在光學(xué)上連接于收發(fā)裝置的第一端部，使得收發(fā)光學(xué)裝置可以運(yùn)作以便從每一發(fā)射光學(xué)裝置接收準(zhǔn)直光學(xué)信號(hào)。每一發(fā)射光學(xué)裝置的第一端部最好是基本上小于接收光學(xué)裝置的第一端部，使得從收發(fā)裝置被傳送到接收光學(xué)裝置的光能基本上多于從收發(fā)光學(xué)裝置被傳送到任何或所有發(fā)射光學(xué)裝置的光能。因而，保持了對(duì)于被傳送的光能數(shù)量的控制，使得在從收發(fā)光學(xué)裝置傳輸一或多個(gè)光學(xué)信號(hào)到接收光學(xué)裝置的過(guò)程中經(jīng)受較少的損失。
按照本發(fā)明的另一方面，光學(xué)轉(zhuǎn)換器配有在運(yùn)作上相關(guān)的發(fā)射光學(xué)裝置和接收光學(xué)裝置。轉(zhuǎn)換器之一從接收光學(xué)裝置接收光學(xué)信號(hào)，作為回應(yīng)，至少其他各轉(zhuǎn)換器之一提供光學(xué)信號(hào)給至少各發(fā)射光學(xué)裝置之一，使得系統(tǒng)作為一收發(fā)器來(lái)運(yùn)作。另外，光纖在運(yùn)作上相關(guān)每一光學(xué)裝置以便在其間形成光學(xué)連接。
本發(fā)明為在一單獨(dú)光纖上從事多路創(chuàng)造了條件，而光學(xué)信號(hào)之一可以是可見(jiàn)的，以提供一項(xiàng)指示，指出光纖是載有能量的。另外，在多種光學(xué)信號(hào)被送入光學(xué)系統(tǒng)的地方會(huì)使光能損失較低，有利于多路。


圖1是符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的一種多端口單通路光學(xué)收發(fā)系統(tǒng)的示意透視圖。
圖2是圖1收發(fā)系統(tǒng)各傳播包絡(luò)面的各準(zhǔn)直端部的示意端視立面圖。
本發(fā)明此后將參照附圖比較完整地予以說(shuō)明，圖中畫(huà)出本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施例。不過(guò)，本發(fā)明可以許多不同的方式予以實(shí)施而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為局限于在此所述的各項(xiàng)實(shí)施例，而是，提供這些實(shí)施例可使此披露徹底而又完整，并充分地把本發(fā)明的范疇傳達(dá)給本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員。遍及本文中，同樣的編號(hào)指的是同樣的零件。
參見(jiàn)圖1，將說(shuō)明符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的一種多端口單通路光學(xué)收發(fā)系統(tǒng)10。收發(fā)系統(tǒng)10包括一透鏡總成12，具有多個(gè)光學(xué)裝置14、16a、16b和18，每一個(gè)都具有類(lèi)似的工作特性并以具有一聚焦端和一準(zhǔn)直端為特征。從一點(diǎn)源或類(lèi)似光源適當(dāng)?shù)厮腿牍鈱W(xué)裝置14、16a、16b或18之中具典型性的一個(gè)中的各光學(xué)信號(hào)是經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直的，而適當(dāng)?shù)厮腿氪司叩湫托缘墓鈱W(xué)裝置的準(zhǔn)直端部的各準(zhǔn)直光學(xué)信號(hào)是經(jīng)過(guò)聚焦的，這一點(diǎn)在以下將較為詳細(xì)地予以說(shuō)明。在這一披露的全過(guò)程中，各光學(xué)信號(hào)或能量應(yīng)當(dāng)理解為包含用在光學(xué)通訊和/或功率傳輸之中的那種類(lèi)型的各光學(xué)信號(hào)，諸如，但不局限于，電磁譜可見(jiàn)和紅外部分之中的各種信號(hào)。
透鏡總成12的光學(xué)裝置14、16a、16b和18之中的每一種可以由一系列單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)透鏡或類(lèi)似透鏡形成。不過(guò)，按照示于圖1之中的本發(fā)明的實(shí)施例，光學(xué)裝置14、16a、16b和18大體上是圓柱梯度指數(shù)(GRIN)透鏡。GRIN透鏡是常用的并為本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員所知。每一GRIN透鏡14、16a、16b和18最好是能夠發(fā)揮作用使得一適當(dāng)?shù)剡M(jìn)入其準(zhǔn)直端部的準(zhǔn)直光學(xué)信號(hào)在離開(kāi)準(zhǔn)直端部為四分之一光學(xué)信號(hào)波長(zhǎng)的一點(diǎn)處被聚焦。同樣，每一GRIN透鏡14、16a、16b和18最好是能夠發(fā)揮作用使得一從一點(diǎn)源或類(lèi)似光源適當(dāng)?shù)剡M(jìn)入其聚焦端部的光學(xué)信號(hào)在離開(kāi)聚焦端部為四分之一光學(xué)信號(hào)波長(zhǎng)的一點(diǎn)處被準(zhǔn)直。
透鏡總成12的特征可以是包含一接收GRIN透鏡14和許多發(fā)射GRIN透鏡16a和16b，每一個(gè)都具有一在光學(xué)上連接于一收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部的準(zhǔn)直端部。盡管只有兩個(gè)發(fā)射GRIN透鏡16a和16b包含在本發(fā)明的圖示實(shí)施例中，而本發(fā)明的其他一些實(shí)施例可包含較大數(shù)量的發(fā)射GRIN透鏡。按照本發(fā)明的圖示實(shí)施例，透鏡14、16a、16b和18之間的光學(xué)連接是通過(guò)諸如用常用的各種光學(xué)粘接劑或類(lèi)似制劑把它們的準(zhǔn)直端部彼此固定起來(lái)而形成的。
按照?qǐng)D示的實(shí)施例，分別的沿軸向伸展的空腔或缺口20a和20b形成在接收GRIN透鏡14之中，用于分別裝放發(fā)射GRIN透鏡16a和16b。畫(huà)在圖1中的缺口20a和20b的尺寸夸大了，以便使圖像清晰。盡管缺口20a和20b在圖1中畫(huà)作是鄰接的，而按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，各缺口，因而以及各發(fā)射GRIN透鏡16a和16b彼此離開(kāi)得比圖示的要遠(yuǎn)。下面將要較為詳細(xì)地說(shuō)明，發(fā)射GRIN透鏡16a和16b在光學(xué)上連系于收發(fā)GRIN透鏡18。即使發(fā)射GRIN透鏡16a和16b畫(huà)在制成在接收GRIN透鏡14側(cè)面上的缺口20a和20b之內(nèi)，但用于在各發(fā)射GRIN透鏡與收發(fā)GRIN透鏡18之間形成光學(xué)連系的其他一些配置也處在本發(fā)明的范疇之中。
按照本發(fā)明的圖示實(shí)施例，收發(fā)系統(tǒng)10還包括各光纖和各光能轉(zhuǎn)換器，與透鏡總成12配合工作。比如，按照本發(fā)明的圖示實(shí)施例，各輸入光學(xué)信號(hào)22，由一光纖24發(fā)送，到達(dá)收發(fā)GRIN透鏡18的聚焦端部26。輸入光學(xué)信號(hào)22一般在收發(fā)GRIN透鏡18的中心軸線(xiàn)處并垂直于聚焦端部26而進(jìn)入收發(fā)GRIN透鏡18的聚焦端部。亦即，由光纖24發(fā)送的光學(xué)信號(hào)22被傳給收發(fā)GRIN透鏡18聚焦端部26的聚焦中心，一如以虛線(xiàn)所示大體上圓錐形的傳播包絡(luò)面28。收發(fā)GRIN透鏡18最好是一四分之一波長(zhǎng)GRIN透鏡，以便在其聚焦端部26處接收光能的一點(diǎn)源或類(lèi)似光源，并在其準(zhǔn)直端部30處傳播一準(zhǔn)直光束，一如由傳播包絡(luò)面28所示。
一四分之一波長(zhǎng)界面36存在于收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30與分別屬于發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的相鄰準(zhǔn)直端部38a和38b之間。還有一四分之一波長(zhǎng)界面36存在于收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30與接收GRIN透鏡14的準(zhǔn)直端部40之間。四分之一波長(zhǎng)界面的概念是為本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員所知的。
收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30通過(guò)四分之一波長(zhǎng)界面36把準(zhǔn)直光能傳送給接收GRIN透鏡14的準(zhǔn)直端部40，并傳送給分別屬于發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的準(zhǔn)直端部38a和38b。下面將要較為詳細(xì)地說(shuō)明，發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的準(zhǔn)直端部38a和38b與收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30相比是比較小的。因此，發(fā)射GRIN透鏡16a和16b只接收從收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30發(fā)射的光學(xué)信號(hào)一個(gè)很小的百分?jǐn)?shù)。比如，每一發(fā)射GRIN透鏡16a和16b最好是接收不超過(guò)大約百分之四到百分之八，或者更為具體地說(shuō)，不超過(guò)大約百分之五的從收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30發(fā)射的光能。
進(jìn)入接收GRIN透鏡14準(zhǔn)直端部40的準(zhǔn)直光能如虛線(xiàn)所示由大體上圓錐形傳播包絡(luò)面42予以聚焦。收發(fā)GRIN透鏡18和接收GRIN透鏡14最好是同軸線(xiàn)的，使得傳播包絡(luò)面28和42的兩準(zhǔn)直端部大體上彼此相對(duì)對(duì)中。一聚焦的或稍為聚焦的光學(xué)信號(hào)44從接收GRIN透鏡14的聚焦端部46出來(lái)并入射在，并最好是聚焦在，一檢測(cè)器件48上。檢測(cè)器件48可以是一光能接收器，諸如一相對(duì)于所接收的光能可改變阻抗的檢測(cè)器。這樣一種光學(xué)檢測(cè)器件48可把光學(xué)信號(hào)44轉(zhuǎn)換成為電信息，而這種電信息可以具有許多不同的用途。另外，一光纖(未畫(huà)出)或可以接收和允許光能傳播通過(guò)的其他類(lèi)型的裝置可把檢測(cè)器件48連接于接收GRIN透鏡14的聚焦端部46。
許多信號(hào)，可以回應(yīng)于光學(xué)信號(hào)44，分別由許多轉(zhuǎn)換器50生成。雖然只有兩個(gè)轉(zhuǎn)換器50a和50b包含在本發(fā)明的圖示實(shí)施例之中，但本發(fā)明的其他一些實(shí)施例包含較大數(shù)量的轉(zhuǎn)換器和相關(guān)的各光纖54a和54b，以及發(fā)射GRIN透鏡16a和16b。分別由轉(zhuǎn)換器50a和50b生成的光學(xué)信號(hào)52a和52b是由相應(yīng)的光纖54a和54b發(fā)送的，使得進(jìn)入發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的相應(yīng)的聚焦端部56a和56b。對(duì)于每一發(fā)射GRIN透鏡16a和16b，光學(xué)信號(hào)52a和52b在相應(yīng)的發(fā)射GRIN透鏡的中心軸線(xiàn)處并垂直于相應(yīng)的聚焦端部38a或38b進(jìn)入。光學(xué)信號(hào)52a和52b準(zhǔn)直在相應(yīng)的發(fā)射GRIN透鏡16a和16b之內(nèi)，一如以虛線(xiàn)所示為大體上圓錐形的傳播包絡(luò)面58a和58b。
圖2中看得最清楚，傳播包絡(luò)面58a和58b的全部準(zhǔn)直端部都在傳播包絡(luò)面28的準(zhǔn)直端部之內(nèi)，而傳播包絡(luò)面58a和58b的各準(zhǔn)直端部周邊最好是觸及傳播包絡(luò)面28的周邊。其次，傳播包絡(luò)面42準(zhǔn)直端面的全部最好是在傳播包絡(luò)面28的準(zhǔn)直端面之內(nèi)，或不伸出其外。按照本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，傳播包絡(luò)面58a的準(zhǔn)直端部限定一大致0.785mm2的區(qū)域，傳播包絡(luò)面58b的準(zhǔn)直端部限定一大致0.785mm2的區(qū)域，傳播包絡(luò)面28的準(zhǔn)直端部28限定一大致19.625mm2的區(qū)域，以及傳播包絡(luò)面42的準(zhǔn)直端部限定一大致18.082mm2的區(qū)域。前述各尺寸基于各自是1mmGRIN透鏡的發(fā)射GRIN透鏡16a和16b(圖1)，以及各自是5mmGRIN透鏡的接收GRIN透鏡14(圖1)和收發(fā)GRIN透鏡18(圖1)。一般最好是，接收GRIN透鏡14傳播包絡(luò)面42的準(zhǔn)直端部區(qū)域予以最大化，使得盡量減少與光學(xué)信號(hào)44相關(guān)的各項(xiàng)插入損失(圖1)。
圖1中最清楚地看出，準(zhǔn)直光學(xué)信號(hào)32a和32b分別在發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的準(zhǔn)直端部38a和38b處從中出來(lái)。這些準(zhǔn)直光學(xué)信號(hào)32a和32b行經(jīng)四分之一波長(zhǎng)界面36并垂直地進(jìn)入收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30。光學(xué)信號(hào)32a和32b沿著一條由傳播包絡(luò)面28表示的路徑行經(jīng)收發(fā)GRIN透鏡18在收發(fā)GRIN透鏡的聚焦端部26處出來(lái)而進(jìn)入光纖24，用于作為光學(xué)信號(hào)34而沿著它傳播。光學(xué)信號(hào)34包含兩種光學(xué)信號(hào)32a和32b。收發(fā)系統(tǒng)10可保證雙向能量發(fā)射，比如，參照光纖24可以看出這一點(diǎn)。光學(xué)信號(hào)32和34在相反方向上傳播通過(guò)光纖24。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，回應(yīng)或反應(yīng)于接到由收發(fā)系統(tǒng)10經(jīng)由光纖24接收的各光學(xué)信號(hào)22，產(chǎn)生了同時(shí)包括光學(xué)信號(hào)32a和32b的光學(xué)信號(hào)34。最好是，但并非必需，光學(xué)信號(hào)32a具有一不同于光學(xué)信號(hào)32b的頻率和/或波長(zhǎng)，使得這些信號(hào)可以多路成為一復(fù)合光學(xué)信號(hào)34，可以在下游被分離或解編開(kāi)來(lái)。其次，每一光學(xué)信號(hào)32a和32b可以實(shí)施數(shù)據(jù)、聲音、圖像和其他信號(hào)的傳輸，而最好是，由信號(hào)32a包含的信息不同于由信號(hào)32b包含的信息。另外，在某些應(yīng)用場(chǎng)合下，可能希望光學(xué)信號(hào)32a和32b包含雖然仍是多路的、但相同的信息。
按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，只有光學(xué)信號(hào)32a和32b之一實(shí)施語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、圖像或其他信息等的傳輸，而光學(xué)信號(hào)32a和32b之另一包含一種“安全光線(xiàn)”或類(lèi)似光線(xiàn)。比如，光學(xué)信號(hào)32a可以是紅外的，而光學(xué)信號(hào)32b可以是可見(jiàn)的。這樣一種可見(jiàn)信號(hào)32b當(dāng)技術(shù)人員等在查除故障或以另外方式接觸一光纖時(shí)會(huì)是很便利的。通過(guò)提供一種很容易見(jiàn)到的、關(guān)于一光纜已含有能量的標(biāo)示，可見(jiàn)信號(hào)32b可以減少傷害，諸如由非可見(jiàn)信號(hào)32a造成的眼睛損傷?？梢?jiàn)的光學(xué)信號(hào)32b也可以實(shí)施數(shù)據(jù)、聲音、圖像或其他信息的傳輸。
在本發(fā)明的一另外實(shí)施例中，在沒(méi)有光纖54a和54b的情況下獲得了上述結(jié)果。按照此另外的實(shí)施例，轉(zhuǎn)換器50a和50b可以直接以光學(xué)方式連接于發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的相應(yīng)聚焦端部56a和56b。
一如上所提及，發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的準(zhǔn)直端部38a和38b與收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30相比是比較小的。其次，接收GRIN透鏡14的準(zhǔn)直端部40大致上或幾乎與收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30的尺寸一樣，使得從準(zhǔn)直端部30出來(lái)的光能的一個(gè)很大的百分?jǐn)?shù)入射在準(zhǔn)直端部40上并如圖所示由傳播包絡(luò)面42聚焦在檢測(cè)器件48上。因此，發(fā)射GRIN透鏡16a和16b并不過(guò)多干擾從收發(fā)GRIN透鏡18準(zhǔn)直端部30傳輸?shù)浇邮誈RIN透鏡14準(zhǔn)直端部40的光能，使得沿著終結(jié)于檢測(cè)器件48處的收發(fā)系統(tǒng)10通訊路徑具有較低損失。
從收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30出來(lái)的和由發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的準(zhǔn)直端部38a和38b接收的光能不作用在光能生成裝置50a和50b上，而且不與之相干擾，這些裝置分別向發(fā)射GRIN透鏡16a和16b提供光學(xué)信號(hào)52a和52b。此外，從發(fā)射GRIN透鏡16a和16b的準(zhǔn)直端部38a和38b出來(lái)的全部光能都進(jìn)入收發(fā)GRIN透鏡18的準(zhǔn)直端部30，用于作為光學(xué)信號(hào)34被傳輸?shù)焦饫w24上。
按照本發(fā)明，多路是通過(guò)利用一被動(dòng)光學(xué)裝置而達(dá)到的，此裝置的運(yùn)作使得因向此光學(xué)裝置送入光學(xué)信號(hào)而造成的能量損失較低。其次，各多路信號(hào)之一可以是可見(jiàn)的，使得提供一種可見(jiàn)的指示，指出攜帶各多路信號(hào)的光纖是具有能量的。
在本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員，在得到前述說(shuō)明和相關(guān)圖紙中所提供的教益的同時(shí)，將會(huì)想出本發(fā)明的許多改進(jìn)和其他實(shí)施例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不該局限于所披露的各特定實(shí)施例，而各種改進(jìn)和其他實(shí)施例指望被包括在所附各項(xiàng)權(quán)利要求之內(nèi)。雖然在此采用了一些特定用語(yǔ)，但它們只用在一種一般和敘述意義上而并不用于限制目的。
權(quán)利要求
1．一種光學(xué)系統(tǒng)，包括一收發(fā)光學(xué)裝置，具有對(duì)置的第一和第二端部，并可以運(yùn)作以準(zhǔn)直通過(guò)它傳播的并經(jīng)由第一端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)和聚焦通過(guò)它傳播的并經(jīng)由第二端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)；一接收光學(xué)裝置，具有對(duì)置的第一和第二端部，并可以運(yùn)作以聚焦通過(guò)它傳播的并經(jīng)由其第二端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)，其中接收光學(xué)裝置的第一端部在光學(xué)上連接于收發(fā)光學(xué)裝置的第一端部，使得收發(fā)光學(xué)裝置可以運(yùn)作以便把準(zhǔn)直光能傳送給接收光學(xué)裝置；以及許多發(fā)射光學(xué)裝置，各自具有對(duì)置的第一和第二端部可以運(yùn)作以準(zhǔn)直通過(guò)它傳播的并經(jīng)由其第一端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)，其中每一發(fā)射光學(xué)裝置的第一端部在光學(xué)上連接于收發(fā)光學(xué)裝置的第一端部，使得收發(fā)光學(xué)裝置可以運(yùn)作以便從每一發(fā)射光學(xué)裝置接收準(zhǔn)直光能，而且其中至少一個(gè)發(fā)射光學(xué)裝置的第一端部基本上小于接收光學(xué)裝置的第一端部，以使從收發(fā)光學(xué)裝置傳送給接收光學(xué)裝置的能量基本上多于從收發(fā)光學(xué)裝置傳送給至少一個(gè)發(fā)射光學(xué)裝置的能量。
2．按照權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，還包括一第三光學(xué)裝置，可以運(yùn)作而用于把一第一光學(xué)信號(hào)送入至少一個(gè)發(fā)射光學(xué)裝置的第二端部，使得第一光學(xué)信號(hào)被準(zhǔn)直并被傳輸給收發(fā)光學(xué)裝置；以及一第四光學(xué)裝置，可以運(yùn)作而用于把一第二光學(xué)信號(hào)送入至少另一個(gè)發(fā)射光學(xué)裝置的第二端部，使得第二光學(xué)信號(hào)被準(zhǔn)直并被傳輸給收發(fā)光學(xué)裝置，其中第一和第二信號(hào)是不同的，而光學(xué)系統(tǒng)可以運(yùn)作，使得第一和第二信號(hào)同時(shí)通過(guò)第一光學(xué)裝置傳播。
3．按照權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，其中第三光學(xué)裝置可以運(yùn)作，使得第一光學(xué)信號(hào)是紅外的；以及第四光學(xué)裝置可以運(yùn)作，使得第二光學(xué)信號(hào)是可見(jiàn)的。
4．按照權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，其中收發(fā)光學(xué)裝置包括一第一梯度指數(shù)透鏡，接收光學(xué)裝置包括一第二梯度指數(shù)透鏡，以及發(fā)射光學(xué)透鏡包括許多梯度指數(shù)透鏡。
5．一種光學(xué)系統(tǒng)，包括一第一光學(xué)裝置，具有對(duì)置的第一和第二端部，并可以運(yùn)作以準(zhǔn)直通過(guò)它傳播的并經(jīng)由第一端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)和聚焦通過(guò)它傳播的并經(jīng)由第二端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)；一第二光學(xué)裝置，具有對(duì)置的第一和第二端部，并可以運(yùn)作以聚焦通過(guò)它傳播的并經(jīng)由其第二端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)，其中第二光學(xué)裝置的第一端部在光學(xué)上連接于第一光學(xué)裝置的第一端部，使得第一光學(xué)裝置可以運(yùn)作以便把準(zhǔn)直光學(xué)信號(hào)傳送給第二光學(xué)裝置；以及許多光學(xué)裝置，各自具有對(duì)置的第一和第二端部可以運(yùn)作以準(zhǔn)直通過(guò)它傳播的并經(jīng)由其第一端部發(fā)射的各光學(xué)信號(hào)，其中每一光學(xué)裝置的第一端部在光學(xué)上連接于第一光學(xué)裝置的第一端部，使得第一光學(xué)裝置可以運(yùn)作以便從每一光學(xué)裝置接收準(zhǔn)直光能，而且其中至少一個(gè)光學(xué)裝置的第一端部小于第二光學(xué)裝置的第一端部，以使每一光學(xué)裝置接收不超過(guò)經(jīng)由第一光學(xué)裝置第二端部發(fā)射的光能的大約百分之八。
6．按照權(quán)利要求5所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，還包括一光能檢測(cè)器件，起到一轉(zhuǎn)換器的作用，可以運(yùn)作以便從第二光學(xué)裝置的第二端部接收光學(xué)信號(hào)。
7．按照權(quán)利要求5所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，其中第一光學(xué)裝置包括一第一梯度指數(shù)透鏡，第二光學(xué)裝置包括一第二梯度指數(shù)透鏡，以及許多光學(xué)裝置包括許多梯度指數(shù)透鏡。
8．按照權(quán)利要求7所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，其中第一梯度指數(shù)透鏡形成至少一個(gè)空腔和許多梯度指數(shù)透鏡中的至少一個(gè)梯度指數(shù)透鏡至少部分地處在空腔之內(nèi)。
9．按照權(quán)利要求5所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，還包括一第三光學(xué)裝置，可以運(yùn)作而用于把一第一光學(xué)信號(hào)送入多個(gè)光學(xué)裝置中至少一個(gè)的第二端部；以及一第四光學(xué)裝置，可以運(yùn)作而用于把一第二光學(xué)信號(hào)送入多個(gè)光學(xué)裝置至少另一個(gè)的第二端部，其中第一和第二信號(hào)是不同的，而光學(xué)系統(tǒng)可以運(yùn)作，使得第一和第二信號(hào)同時(shí)通過(guò)第一光學(xué)裝置傳播。
10．按照權(quán)利要求9所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，還包括一光纖，在光學(xué)上連接于第一光學(xué)裝置的第二端部，其中第一光學(xué)裝置可以運(yùn)作以把光能傳送給光纖，從而第一和第二信號(hào)同時(shí)通過(guò)光纖傳播。
11．按照權(quán)利要求9所述的一種光學(xué)系統(tǒng)，其中第三光學(xué)裝置可以運(yùn)作，使得第一光學(xué)信號(hào)是紅外的；以及第四光學(xué)裝置可以運(yùn)作，使得第二光學(xué)信號(hào)是可見(jiàn)的。
12．一種沿著一光纖傳輸光學(xué)信號(hào)的方法，包括的步驟是在一第一方向上通過(guò)光纖傳輸一紅外信號(hào)；在此第一方向上通過(guò)光纖傳輸一可見(jiàn)信號(hào)，使得一段光纖同時(shí)包含紅外信號(hào)和可見(jiàn)信號(hào)二者；以及在一與第一方向相反的第二方向上沿著光纖傳輸至少一第三光學(xué)信號(hào)，以致此段光纖同時(shí)包含每一紅外、可見(jiàn)和第三信號(hào)。
全文摘要
在一光纖中,不同的第一和第二光學(xué)信號(hào)在第一方向上通過(guò)光纖傳輸。第一光學(xué)信號(hào)可以是紅外的,而第二光學(xué)信號(hào)可以是可見(jiàn)的,使得提供一可見(jiàn)的指示,指出光能正在通過(guò)光纖傳播。光纖連接于一光學(xué)系統(tǒng),它包含一收發(fā)GRIN透鏡,一接收GRIN透鏡和許多小于接收GRIN透鏡的發(fā)射GRIN透鏡。
文檔編號(hào)G02B6/32GK1287281SQ00118800
公開(kāi)日2001年3月14日 申請(qǐng)日期2000年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月29日
發(fā)明者小詹姆斯·L·佩克 申請(qǐng)人:波音公司