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专利名称：可调式光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调式光源装置，尤其涉及一种运用间隙可调的法布里-珀罗(Fabry-Perot)组件及反射组件的组合的可调式光源装置。
背景技术：
在光通讯领域，光纤系统是通过光源产生的光束来传输信息的，通常使用的光源为雷射二极管或发光二极管。图1为现有的雷射光源应用于光通讯而构成的一个雷射光源装置100。如图1所示，该装置的构件包含一个雷射二极管102、聚焦透镜104、衍射光栅(DiffractionGrating)106及一个可转动的反射镜108所构成。雷射二极管102发出的光线，经由聚焦透镜104准直为平行光束后进入衍射光栅106。该衍射光栅106可以是金属镀膜而形成，通过在薄膜内的干涉现象可让某些波长通过并反射其余波长，进而配合可转动的反射镜108的角度变化，光线可在衍射光栅106上折射出不同的光输出波长。
然而，就光通讯的应用而言，若能设计出一种可调式光源装置，使其发光组件能直接改变其光谱成所需的输出光谱，则可明显增加应用的灵活性，并达到高速调变的目的，以改善数据传输效果，且这样还便于设计使该发光组件直接发出波形较窄的光谱，以避免相邻信道的光讯号进入，减少串音(Cross-talk)现象的发生。

发明内容
为了克服现有的光源的不足，本发明的主要目的在于提供一种可调式光源装置，运用间隙可调的法布里-珀罗组件与反射组件的组合而能使其发光组件直接输出所需光谱。
本发明的可调式光源装置包含一个半导体发光组件、过滤半导体发光组件发出的光线的法布里-珀罗组件及一个反射组件。经法布里-珀罗组件滤波后的光线，被该反射组件反射回该法布里-珀罗组件后再进入该半导体发光组件。另外，本发明可在该半导体发光组件与该法布里-珀罗组件之间配置一个聚焦透镜，以将该半导体发光组件发出的光线准直为平行光束。
在本发明的一个实施例中，反射组件为一个全反射镜，法布里-珀罗组件过滤半导体发光组件的一个光输出端面所发出的光线后，滤波后的光线通过全反射镜再进入该法布里-珀罗组件一次，然后回到半导体发光组件，而可调式光源装置由半导体发光组件的另一光输出端面输出光线。
在本发明的另一实施例中，该反射组件为一个部分反射镜，而可反射部分滤波后的光线并容许部分光线穿透，此部份穿透的光线可成为该可调式光源装置的输出光线，或再进入一个波长锁相回路(wavelength locker)，以提供更精确的波长输出。
再者，聚焦透镜可以是一个凸状透镜或一个菲烈尔式透镜(Fresnel Lens)。另外，反射组件以贴附于该法布里-珀罗组件的方式配置，或以能调整倾斜角度的方式配置，以使输出光谱的光强度具有微调的特性。
通过本发明的设计，上述半导体发光组件的输出光谱就会受到法布里-珀罗组件的中心波长影响而变化，因此可通过调整法布里-珀罗组件平行反射镜面的间距，使半导体发光组件的输出光谱直接变化为所需的光谱，以获得本发明的光源装置可调的目的。再者，因为本发明的设计使光束经反射组件反射后再进入半导体发光组件中，所以，光波会经过该法布里-珀罗组件两次而促使该半导体发光组件发出更窄的光谱，当半导体发光组件的输出光谱变窄时，可减小光波的阻带(Stop Band)，而避免相邻信道的光讯号的进入，以减少各个信道间串音现象的产生。


图1是现有的雷射光源装置的示意图；
图2是本发明的较佳实施例的可调式光源装置示意图，显示其构成及工作原理；图3是本发明的另一个较佳实施例示意图，显示其反射组件具有可调整倾角的配置；图4是本发明的再一实施例的构成及工作原理的示意图；图5是本发明的又一实施例的构成及工作原理的示意图。
图中的符号说明10、30可调式光源装置12、32雷射光源14、34聚焦透镜16、36法布里-珀罗组件16A、16B、36A、36B 平行反射镜18全反射镜38部分反射镜40准直器42波长锁相回路100 雷射光源装置102 雷射二极管104 聚焦透镜106 衍射光栅108 反射镜具体实施方式
以下结合附图，详细说明本发明的可调式光源装置的较佳实施例。
图2是本发明的一个较佳实施例的可调式光源装置10的示意图，显示其构成及工作原理。如图2所示，该可调式光源装置10包含一个雷射光源12、一个聚焦透镜14、一个间隙可调的法布里-珀罗(Fabry-Perot)组件16及一个全反射镜18。雷射光源12为如AlGaAs雷射二极管之类的半导体发光组件，其具有分列两侧的光输出端面12A及12B，且对其中的一个光输出端面12A进行抗反射涂布(Anti-reflection Coating)处理。聚焦透镜14可以是一个微小的凸状透镜，或共面的同心环组成的菲烈尔透镜(Fresnel Lens)。法布里-珀罗组件16配置在雷射二极管12与全反射镜18两者之间，其可以是一个用半导体制作的微机电式法布里-珀罗滤波器(MEMS-Fabry Perot Filter)，利用两个具有高反射率的平行反射镜16A及16B所形成的微小间距，当间距大小满足特定入射光的半个波长的整数倍时会产生建设性的干涉，以获得具有特定波长的光输出。
下面以该实施例详细说明本发明的工作原理。首先，雷射光源12由光输出端面12A发出的光线经过聚焦透镜14后准直为平行光束，此平行光束进入法布里-珀罗组件16后，其光线大部分的光谱将被滤除，只剩下符合法布里-珀罗组件16的滤波条件的光谱通过。接着，通过贴附于法布里-珀罗组件的反射镜16B的背侧的全反射镜18，可使经过法布里-珀罗组件16的光束，经由全反射镜18的反射再经过法布里-珀罗组件16一次后，由聚焦透镜14聚焦回到雷射光源12中，因该端面12A具有抗反射涂布，故由全反射镜18反射的光线仍可大量进入雷射光源12中。其中反射镜16A或16B设计成可移动的，以改变反射镜16A及16B的间隙，当间隙改变时，通过法布里-珀罗组件16的光谱也会跟着改变，只有特定符合法布里-珀罗组件16干涉条件的光谱能够回到雷射光源12中。可调式光源装置10，就由雷射光源12的光输出端面12B输出特定光谱。
根据本实施例的设计，上述雷射光源12的输出光谱会受到法布里-珀罗组件16的中心波长影响而变化，因此可通过调整法布里-珀罗组件16平行反射镜面的间距，使雷射光源12的输出光谱直接变化为所需光谱，而获得本发明的光源装置可调的目的。再者，因光波第一次通过法布里-珀罗组件16后的波长分布趋向于高斯分布，若能设计使再通过该法布里-珀罗组件16一次，可使输出光谱的高斯分布变窄而达到避免相邻信道光讯号进入的效果。本实施例的可调式发光装置10，因设计使光束经反射镜反射后再进入雷射光源12中，故光波会经过法布里-珀罗组件16两次而促使该雷射光源12发出更窄的光谱，当雷射光源12的输出光谱变窄时，可减小光波的阻带，而避免相邻信道的光讯号的进入，以减少各个信道间串音现象的产生。
再者，如图3所示，本实施例的全反射镜18还可不固定于法布里-珀罗组件16的一侧，而与其间隔一段距离配置使其能左右摆动，如此通过微调该镜面的倾角，以控制返回雷射光源12的光强度，使雷射光源12所输出光线的光强度具有微调的特性。当应用在光纤网络信道监控系统(Channel Monitoring)时，可保持每个信道光强度的均匀性。
图4是本发明的另一实施例的构成及工作原理示意图。本实施例的可调式光源装置30由一个雷射光源32、聚焦透镜34、一个间隙可调的法布里-珀罗组件36及一个部分反射镜38(容许光线部分反射部分透射的镜面)所构成。在本实施例中，雷射光源32的一个输出端面32A同样进行抗反射处理，但另一输出端面32B涂布为全反射面。如图4所示，当雷射光源32发出的光线抵达部分反射镜38后，部分光线将反射再度进入法布里-珀罗组件36，此部分光线的光谱将进一步变窄，最后经过聚焦透镜34后再进入雷射光源32中，以促使雷射光源32发出更窄的光谱，此时因雷射光源32的另一输出端面32B为全反射面，故光线仅由输出端面32A发出，再穿透该部分反射镜38，形成该可调式光源装置30的输出光。因此，根据该部分反射镜38的特性，该可调式光源装置30的出光端面会与聚焦透镜34同侧而成为平行光束，故可直接以一个准直器(Collimator)40收光，在光通讯应用时可得到较好的光强度。
图5为将图4的输出端面32B改为部分反射面的另一实施例。如图5所示，将雷射光源32的输出端面32B涂布部分反射的光学薄膜而成为一个部份反射面，使雷射光源32可经由该端面32B输出光线。接着，提供一个波长锁相回路(Wavelength Locker)42，使透过部分反射镜38输出的光线进入其中。根据这种设计，穿透部分反射镜38的光线可经波长锁相回路42处理后回到雷射光源32，以提供雷射光源32更精确的波长输出。
再者，前述的部分反射镜38，同样还可如图3所示，采用可调整镜面倾角方式配置，使雷射光源32的输出光谱的光强度具有微调的特性。
本发明的聚焦透镜可单独形成于一个光学基板上，也可直接以半导体蚀刻的方式，形成于法布里-珀罗组件面向雷射二极管的一侧上。
以上所述仅为本发明的可调式光源装置的较佳实施例，并不构成对本发明的实质技术内容范围的限制。本发明的可调式光源装置其实质技术内容广义地定义于本发明的权利要求书中，任何他人所完成的技术实体或方法，若与本发明的权利要求书中定义的完全相同，或为其等效变更，均将被视为涵盖于本发明的权利要求范围中。
权利要求
1.一种可调式光源装置，其特征在于，该装置包含一个半导体发光组件；一个间隙可调的法布里-珀罗组件，过滤该半导体发光组件发出的光线；及一个反射组件，将通过该法布里-珀罗组件的光线反射回该法布里-珀罗组件后再使其进入该半导体发光组件。
2.如权利要求1所述的可调式光源装置，其特征在于，所述半导体发光组件可为一个雷射光源。
3.如权利要求1所述的可调式光源装置，其特征在于，该装置进一步包含一个配置于该半导体发光组件与该法布里-珀罗组件间的聚焦透镜，以将该半导体发光组件发出的光线准直为平行光束。
4.一种可调式光源装置，其特征在于，该装置包含一个半导体发光组件，具有第一及第二光输出端面；一个间隙可调的法布里-珀罗组件，过滤该第一光输出端面所发出的光线；及一个全反射组件，将通过该法布里-珀罗组件的光线反射回该法布里-珀罗组件后再使其进入该半导体发光组件，其中该可调式光源装置由该第二光输出端面输出光线。
5.一种可调式光源装置，其特征在于，该装置包含一个半导体发光组件，具有第一及第二光输出端面；一个间隙可调的法布里-珀罗组件，过滤该第一光输出端面所发出的光线；及一个部分反射组件，将通过该法布里-珀罗组件的光线部分反射回该法布里-珀罗组件后再使其进入该半导体发光组件。
6.如权利要求4或5所述的可调式光源装置，其特征在于，所述半导体发光组件的第一光输出端面具有抗反射涂层。
7.如权利要求5所述的可调式光源装置，其特征在于，所述半导体发光组件的第二光输出端面为一个全反射面，且该可调式光源装置输出穿透该部分反射组件的光线。
8.如权利要求7所述的可调式光源装置，其特征在于，该装置进一步包含一个准直器，以收纳穿透部分反射组件的光线。
9.如权利要求5所述的可调式光源装置，其特征在于，所述半导体发光组件的第二光输出端面为一个部分反射面，且该可调式光源装置由该第二光输出端面输出光线。
10.如权利要求9所述的可调式光源装置，其特征在于，该装置进一步包含一个波长锁相回路。
全文摘要
本发明提供了一种可调式光源装置，包含一个半导体发光组件，一个间隙可调的法布里－珀罗(Fabry－Perot)组件以过滤该半导体发光组件发出的光线，以及一个反射组件。通过该反射组件，经该法布里－珀罗组件滤波后的光线会再通过该法布里－珀罗组件后回到该半导体发光组件。
文档编号G01J3/26GK1502975SQ0215355
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月26日 优先权日2002年11月26日
发明者张绍雄, 阮竞扬 申请人:台达电子工业股份有限公司