專利名稱：：光耦合器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及利用光通訊的光耦合器(lightcoupler)。在本發(fā)明中，光耦合器將從任意光輸入端子(terminal)輸入的信號分配至所有的光輸出端子。從每一個光輸出端子的輸出可以具有不同的耗散。當(dāng)光輸入端子和光輸出端子配對使用時，從形成配對的光輸入端子輸入的信號可以是或者可以不是形成該配對的光輸出端子的輸出。配對使用的光輸入和輸出端可以包括作為一個一體化光學(xué)端子的光輸入/輸出端子。
背景技術(shù)：
：進(jìn)行了許多嘗試以將光通訊技術(shù)應(yīng)用于在家中或交通工具如汽車、電氣列車、航空器、船舶等中構(gòu)建的LAN(局域網(wǎng))技術(shù)。在此，要求光耦合器將從任意輸入端輸入的信號分配并輸出至所有的光輸出端子，并且具有低的耗散量。例如，在非專利文獻(xiàn)FujiXeroxCo丄td的技術(shù)才艮告,1996,No.l(http:〃www.FujiXerox.Co.jp/company/tr/tr96/takshi_Ota/T_Otal01.html)中筒要說明了該光耦合器。另一方面，本發(fā)明的申請人已經(jīng)研發(fā)并申請了多種利用光固化樹脂液體的自成形光波導(dǎo)。在這些技術(shù)中，當(dāng)從光纖等照射用于樹脂液體的固化光時，通過固化樹脂產(chǎn)生光聚集(concentrationoflight)并且在長軸上形成芯。這些技術(shù)包括在專利文獻(xiàn)JP-4011283、JP-2002-365459、JP畫2004國149579、JP國2005畫347441、JP-2001-154046等中。對于光耦合器制造方法而言，基于玻璃纖維熔接的方法已經(jīng)眾所周知。但是，用于熔接玻璃纖維的裝置昂貴。制造工藝復(fù)雜且費時。因此，通過玻璃纖維熔接的光耦合器非常昂貴。另外，通過玻璃纖維熔接的光耦合器不容易連接至用于小型LAN中的塑料光纖(POF)。使用塑料光纖(POF)的光耦合器也是已知的。但是，這僅僅是塑料光纖(POF)束。已知只有大型光耦合器作為形成光學(xué)LAN的器件。例如其尺寸為約7cm。另一方面，本發(fā)明人通過不懈努力研制出作為在上述專利文獻(xiàn)中所提及的自成形光波導(dǎo)應(yīng)用的光耦合器，從而已經(jīng)完成下文所示的新型光耦合器。本發(fā)明的光耦合器基于新的制造方法，更具體地，本發(fā)明的光耦合器可以通過應(yīng)用制造自成形光波導(dǎo)的方法來容易地制造。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及具有軸形光波導(dǎo)芯的新型耦合器，其中半透明反射鏡(halfmirror)或反射鏡設(shè)置在扭折線(kinkedline)的拐角處。特別地，扭折線包括多邊形網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下，半透明反射鏡或反射鏡設(shè)置在多邊形的分支點和拐角處。本發(fā)明的光耦合器甚至在耗散量不同的情況下，也將從任意光輸入端子輸入的信號分配并輸出到任意的光輸出端子。在這種情況下，當(dāng)光輸入端子和光輸出端子配對使用時，從形成出端子的輸出。配對使用的光輸入和輸出端可以是作為一個一體化光學(xué)端子的光輸入/輸出端子。在此，例如半透明反射鏡由介電多層膜形成，以透射穿過一部分入射光并反射其余部分的光。在這種情況下，透射率和反射率不限于分別為50%，而是可以在預(yù)定的波長處設(shè)定適當(dāng)?shù)耐干渎屎头瓷渎省．?dāng)多個波長或波長帶設(shè)定為信號光時，優(yōu)選透射率和反射率中的任意一個對于至少用作所述信號光的波長而言不會變成100%。優(yōu)選反射鏡基本沒有透射性。其透射率不需要在預(yù)定的波長處完全為0%,并且其反射率不需要在該波長處完全為100%。在本發(fā)明的光耦合器中，諸如半透明反射鏡和/或反射鏡的光學(xué)元件的數(shù)量不需要一定與光波導(dǎo)的扭折線或多邊形網(wǎng)絡(luò)的拐角數(shù)量相匹配。軸形光波導(dǎo)芯易于通過使用光固化樹脂的自成形光波導(dǎo)技術(shù)來形成。在該方法中，半透明反射鏡和反射鏡保持在合適外殼的內(nèi)部并且將液態(tài)光固化樹脂填充在該外殼內(nèi)部。將用于固化所述光固化樹脂的波長的光從各個光輸入端子、各個光輸出端子和各個輸入/輸出端進(jìn)行照射。然后，軸形自成形光波導(dǎo)從照射光的各個光學(xué)端子處開始生長。因此，沿著光路形成芯。當(dāng)所述芯生長并從不同的方向結(jié)合時，結(jié)合部的側(cè)表面由于所謂的光學(xué)焊接效應(yīng)而具有光滑的柱形。而且，當(dāng)芯從兩個方向生長至放置半透明反射鏡或反射鏡的反射(彎曲)部時，也可以通過光學(xué)焊接效應(yīng)在反射(彎曲)部中形成具有大直徑凸面的芯。在本發(fā)明中，一種光耦合器包括多個光輸入端子、多個光輸出端子、多個半透明反射鏡以及連接所述多個光輸入端子、所述多個光輸出端子和所述多個半透明反射鏡的光波導(dǎo)，并且所述光波導(dǎo)具有扭折線形狀。所述多個半透明反射鏡中的每一個均設(shè)置在所述扭折線形狀的相應(yīng)拐角處。特別地，所述扭折線形狀包括多邊形網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選的是，在光耦合器中，當(dāng)光輸入端子的數(shù)量是Ni,光輸出端子的數(shù)量是No，半透明反射鏡的數(shù)量是N時，Ni、No和N滿足Ni^N和No￡N并且多邊形部分具有N個拐角。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，所述多個半透明反射鏡中的至少一個垂直于所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角的二等分線(bisector)。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，所述多個半透明反射鏡中的至少一個處于所述多邊形部分的相應(yīng)角的二等分線上。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，優(yōu)選的是，所述多個光輸入端子中的至少一個設(shè)置在作為形成相應(yīng)拐角的第一邊的延伸的第一延伸線上，并且所述多個光輸出端子的至少一個設(shè)置在作為形成相應(yīng)拐角的第二邊的延伸的第二延伸線上。在本發(fā)明中，至少一個輸入端子和相對應(yīng)的輸出端子組合成為輸入和輸出端子。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，反射鏡設(shè)置在多邊形網(wǎng)絡(luò)的一個角處。優(yōu)選的是，反射鏡垂直于設(shè)置有該反射鏡的多邊形網(wǎng)絡(luò)的角的二等分線。優(yōu)選的是，在光耦合器中，當(dāng)光輸入端子的數(shù)量是Ni，光輸出端子的數(shù)量是No，半透明反射鏡的數(shù)量是N,反射鏡的數(shù)量是Nm時，M、No、N和Nm滿足Ni^N和No^N并且多邊形部分具有(N+Nm)個角。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，從所述多個輸入端子的第一輸入端子輸入的信號從所述多個輸出端子中除了與所述第一輸入端子配對的輸出端子之外的輸出端子輸出。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，光波導(dǎo)的光軸在平面上。優(yōu)選的是，所述多個半透明反射鏡垂直于所述平面。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，所述多個半透明反射鏡中的至少兩個對P-波的透光度等于或高于90%并且對S-波的反射率等于或高于90%,以及所述多個半透明反射鏡中的一個對P-波的透光度等于或高于60%并且對S-波的反射率等于或高于60%。在光耦合器中，優(yōu)選的是，所述多個半透明反射鏡中的至少兩個對P-波的透光度等于或高于95%并且對S-波的反射率等于或高于95%。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，所述多個半透明反射鏡是第一半透明反射鏡、第二半透明反射鏡和第三半透明反射鏡，其中第一和第三半透明反射鏡之間的第一光路長度大于第一和第二半透明反射鏡之間的第二光路長度以及第二和第三半透明反射鏡之間的第三光路長度。第二半透明反射鏡對P-波的透光度低于卯％并且對S-波的反射率低于卯％。在光耦合器中，優(yōu)選反射鏡設(shè)置在第一和第二半透明反射鏡之間以及多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角處。在涉及本發(fā)明的光耦合器中，光波導(dǎo)由光固化樹脂形成。在本發(fā)明中，一種制造光耦合器的方法包括在外殼上設(shè)置多個輸入端子、多個輸出端子和多個半透明反射鏡的第一步驟、用液態(tài)光反應(yīng)性樹脂填充所述外殼的第二步驟、引入與光反應(yīng)性樹脂反應(yīng)并使其硬化的光從而形成光波導(dǎo)的第三步驟。在所述制造方法中，優(yōu)選沿著多邊形部分的邊引入所述光。圖l是表示本發(fā)明第一實施方案的原理的說明圖。圖2A~2C是表示當(dāng)多邊形是四邊形時本發(fā)明第一實施方案的原理的i兌明圖。圖3A3C是表示當(dāng)多邊形是三角形時本發(fā)明第一實施方案的原理的說明圖。圖4A4E是表示本發(fā)明第二實施方案的原理的說明圖。圖5A5B和圖6A6F是表示第三實施方案的原理的說明圖。圖7A~7C是表示制造本發(fā)明的光耦合器的方法的說明圖。圖7A表示本發(fā)明的光耦合器的元件，圖7B表示該制造方法的初始階段，圖7C表示另一制造方法的初始階段。圖8A~8E是表示在本發(fā)明的光耦合器的制造和使用過程中的光路的說明圖。圖9A9B和圖IO是由本發(fā)明制造方法獲得的光耦合器的照片。圖11是表示半透明反射鏡HM-a和HM-c在可見光附近的s-波透光度和p-波透光度的特性的圖。圖12是表示半透明反射鏡HM-b在可見光附近的s-波透光度和p-波透光度的特性的圖。具體實施例方式下文中，將參考附圖來說明本發(fā)明的實施方案。圖l是說明本發(fā)明第一實施方案的圖。在第一實施方案中，光波導(dǎo)形成扭折線或多邊形并且半透明^Jt鏡設(shè)置在所有拐角處?？紤]所有信號光相對于該多邊形順時針行進(jìn)的情況。而且，所有信號光相對于該多邊形逆時針行進(jìn)的情況同樣可以。在該實施方案中，多邊形設(shè)定為N-gon(其中N為至少為2的自然數(shù))，并且每一個拐角設(shè)定為P-i(其中i為小于或等于N的自然數(shù))。在下文的描述中，當(dāng)i+l和i+2超過N時表示為i+l-N和i+2-N。如圖l所示，垂直于內(nèi)角二等分線的半透明反射鏡HM-i設(shè)置在拐角P-i處。如圖l所示，構(gòu)成拐角P-i的兩個邊延伸并且沿該延伸線從左斜上方向上產(chǎn)生輸入In-i。此時，在半透明反射鏡HM-i上的拐角P-i處，In-i部分反射并產(chǎn)生輸出Out-i。透射光到達(dá)與拐角P-i右側(cè)相鄰的拐角P-(i+l)。由于垂直于內(nèi)角二等分線的半透明反射鏡HM-(i+l)設(shè)置在拐角P-(i+l)處，因此輸出Out-i的透射光變成輸出Out-(i+l)，并且輸出Out-(i)被部分反射并進(jìn)一步到達(dá)與其右側(cè)相鄰的拐角P-(i+2)處。當(dāng)信號光的輸入In-i輸入到拐角P-i時，上述行為重復(fù)并且輸入In-i在耗散的同時被分配至所有的輸出Out-j(其中j是小于或等于N的自然數(shù))。在圖1中，輸入到拐角P-i的信號光的輸入In-i被半透明反射鏡HM-i反射，并且信號光被輸出(Out-i)到右側(cè)延伸邊(當(dāng)從拐角P-i的外側(cè)觀察時)。在透射穿過半透明反射鏡HM-i的信號光沿著多邊形的順時針方向行進(jìn)時，透射穿過每一個拐角P-j處的半透明反射鏡HM-j的信號光被輸出(Out-j)到左側(cè)延伸邊(當(dāng)從拐角P-j的外側(cè)觀察時)。被每一個拐角P-j處的半透明反射鏡HM-j所反射的信號光沿著多邊形的順時針方向到達(dá)下一個拐角P-(j+l)處的半透明反射鏡HM-(j+l)。當(dāng)從每一個拐角(所有拐角的信號光在耗散的同時分配到所述每一個拐角)的外側(cè)觀看時，信號光輸出到右側(cè)延伸邊。在該實施方案中，可以在所有拐角處設(shè)置半透明反射鏡。而且，一部分半透明反射鏡可以被反射鏡所替代。容易理解，從左側(cè)延伸邊輸入的所有信號光沿著多邊形的順時針方向傳輸(當(dāng)從每一個拐角的外側(cè)觀察時)，并且信號光輸出到每一個拐角的右側(cè)延伸邊(當(dāng)從每一個拐角的外側(cè)觀察時)。亦即，沿著設(shè)置有半透明反射鏡的多邊形的每一個拐角處的多邊形的兩個邊的延伸線，可以將光輸出端子設(shè)置在右側(cè)延伸邊上(當(dāng)從每一個拐角的外側(cè)觀看時)，光輸入端子可以設(shè)置在左側(cè)延伸邊上(當(dāng)從每一個拐角的外側(cè)觀看時)。與之完全相反的實施方案是，沿著設(shè)置有半透明反射鏡的多邊形的每一個拐角處的多邊形的兩個邊的延伸線，可以將光輸出端子設(shè)置在左側(cè)延伸邊上(當(dāng)從每一個拐角的外側(cè)觀看時)，并且可以將光輸入端子設(shè)置在右側(cè)延伸邊上(當(dāng)從每一個拐角的外側(cè)觀看時)。將參考圖2A、2B和2C來說明在第一實施方案中多邊形是四邊形的情況。例如，如圖2A和2B所示，第一實施方案可以具有四對光輸入端子In-l4和光輸出端子Out-l4。亦即。在四邊形ABCD的拐角處，設(shè)置半透明反射鏡HM-ad以垂直于拐角的內(nèi)角二等分線。為了方便起見，四個拐角A、B、C和D沿順時針i殳置。圖2A表示其中在拐角A處沿著矢量AB方向從光輸入端子In-l進(jìn)行輸入和沿著矢量DA方向從光輸出端子Out-l進(jìn)行輸出的結(jié)構(gòu)。在四個不同拐角處的輸入和輸出相同。圖2B表示其中在拐角B處沿著矢量BC方向從光輸入端子In-l進(jìn)行輸入和在拐角A處沿著矢量DA方向從光輸出端子Out-l進(jìn)行輸出的結(jié)構(gòu)。在四個不同拐角處的輸入和輸出相同。圖2C是從圖2B中移除In-4和Out-4的具有三對光輸入和輸出端的光耦合器的原理圖。接著，將參考圖3A、3B和3C來說明在第二實施方案中多邊形是三角形的情況。光波導(dǎo)形成三角形并且半透明反射鏡設(shè)置在所有拐角處。將參考圖3A和3B進(jìn)行說明。假定三角形的三個拐角是A、B和C并且在此設(shè)置的半透明反射鏡為HM-a、HM-b和HM-c。如圖3A所示，沿矢量AC方向入射到半透明反射鏡HM-a的信號光In-a-l分配在矢量AB和AC方向上并且到達(dá)三角形ABC的與拐角A相鄰的兩個拐角B和C處。在拐角B和C處，半透明反射鏡HM-b和HM-c沿兩個方向產(chǎn)生分支，但是這些分支均是形成三角形的拐角B和C的兩個邊的延伸線。在這種情況下，例如，從拐角A到達(dá)拐角B的信號光不導(dǎo)向鄰近的拐角C。同樣，從拐角A到達(dá)拐角C的信號光不導(dǎo)向鄰近的拐角B。對于每一個拐角，形成配對的光輸入端子和光輸出端子沿著構(gòu)成拐角的兩個邊中任意一個的延伸方向確定地設(shè)置在相同的拐角處(圖3B)。然后，從設(shè)置在拐角A處的光輸入端子In-a輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角B處的光輸出端子Out-b和設(shè)置在拐角C處的光輸出端子Out-c輸出，同時具有耗散。同樣，從設(shè)置在拐角B處的光輸入端子In-b輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角C處的光輸出端子Out-c和設(shè)置在拐角A處的光輸出端子Out-a輸出，同時具有耗散。從設(shè)置在拐角C處的光輸入端子In-c輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角A處的光輸出端子Out-a和設(shè)置在拐角B處的光輸出端子Out-b輸出，同時具有耗散。此時，即使在每一個拐角處形成配對的光輸入和光輸出端分別獨立地混合時，作為光耦合器的作用也沒有變化。當(dāng)光輸入和輸出端在每一個拐角處形成一體時(圖3C)，從設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b和設(shè)置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c輸出，同時具有耗散。同樣，從設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b輸入的信號光可以從^t置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c和設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a輸出，同時具有耗散，并且從設(shè)置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a和設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b輸出，同時具有耗散。接著，將參考圖4A、4B、4C、4D和4E說明第三實施方案。在該實施方案中，在三角形情況的第一實施方案中加入一個反射鏡，并用四邊形替代三角形。如圖4A和4B所示，考慮具有沿順時針方向的四個拐角A、B、C和D的四邊形。反射鏡M設(shè)置在拐角D處。如圖4A所示，沿矢量AB方向入射到半透明反射鏡HM-a的信號光In-a-l分配在矢量AB和AD方向上并到達(dá)四邊形ABCD的與拐角A相鄰的拐角B和D處。到達(dá)拐角D處反射鏡M的信號光變?yōu)槭噶緿C方向并到達(dá)拐角C處。在拐角B和C處由半透明反射鏡HM-b和HM-c在兩個方向上形成分支，但這些分支是形成四邊形的拐角B和C的兩個邊的延伸邊。在這種情況下，例如，從拐角A到達(dá)拐角B的信號光不導(dǎo)向鄰近的拐角C。同樣，從拐角A經(jīng)由拐角D到達(dá)拐角C的信號光不導(dǎo)向鄰近的拐角B。在考慮沿矢量AD方向入射到半透明反射鏡HM-a的信號光In-a-2和考慮沿矢量CB方向和矢量CD方向入射到半透明反射鏡HM-c的信號光的情況也一樣。如圖4B所示，沿矢量BC方向入射到半透明反射鏡HM-b的信號光In-b-l分配在矢量BA和BC方向上并到達(dá)四邊形ABCD的與拐角B相鄰的拐角A和C處。在拐角A和C處由半透明反射鏡HM-a和HM-c在兩個方向上形成分支，但這些分支是形成四邊形的拐角A和C的兩個邊的延伸邊。在這種情況下，例如，從拐角B到達(dá)拐角A的信號光不導(dǎo)向鄰近的拐角D。同樣，從拐角B到達(dá)拐角C的信號光不導(dǎo)向鄰近的拐角D。考慮沿矢量BA方向入射到半透明反射鏡HM-b的信號光In-b-2的情況也一樣。因此，如圖4C所示，對于拐角A、B和C，沿著形成拐角的兩個邊的延伸方向中的任意一個方向設(shè)置光輸入端子并在相同的拐角處確定地設(shè)置與該光輸入端子形成配對的光輸出端子。然后，從設(shè)置在拐角A處的光輸入端子In-a輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角B處的光輸出端子Out-b和設(shè)置在拐角C處的光輸出端子Out-c輸出，同時具有耗散。同樣，從設(shè)置在拐角B處的光輸入端子In-b輸入的信號光可以從"^殳置在拐角C處的光輸出端子Out-c和設(shè)置在拐角A處的光輸出端子Out-a輸出，同時具有耗散；并且從設(shè)置在拐角C處的光輸入端子In-c輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角A處的光輸出端子Out-a和設(shè)置在拐角B處的光輸出端子Out-b輸出，同時具有耗散。此時，即使在拐角處的形成配對的光輸入和光輸出端在每一個拐角處相對于其它拐角獨立地混合時，作為光耦合器的作用也沒有變化。當(dāng)每一個拐角處的光輸入和輸出端形成為一體時(圖4D和4E)，從設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b和設(shè)置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c輸出，同時具有耗散。同樣，從設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c和設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a輸出，同時具有耗散；并且從設(shè)置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a和設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b輸出，同時具有耗散。因此，光輸入端子、光輸入端子、光輸入/輸出端子、半透明反射鏡和反射鏡通過軸形芯連接，從而包括在所述附圖中示出的所有光路。因此，光耦合器由所述芯的N-gon部和作為穿過半透明反射鏡的N-gon部的每一個邊的延伸線的分支所形成。任選地，在形成芯之前，通過加工外殼可以容易地使光纖和其它外部光波導(dǎo)連接至光輸入端子、光輸出端子和光輸入/輸出端子。因此，光耦合器可以通過在外殼的相同位置處制造用于形成芯的固化光引入端和形成芯的光輸入端子、光輸出端子和光輸入/輸出端子。所述芯的外周任選地由包層材料所覆蓋。接著，將參考圖5A、5B、6A、6B、6C、6D、6E和6F來說明第三實施方案。該實施方案的一個特征在于光波導(dǎo)的光軸設(shè)置在一個公共平面內(nèi)，并且在利用三個半透明反射鏡通過光波導(dǎo)連接三個光輸入端子和三個光輸出端子時，半透明反射鏡垂直于該公共平面。亦即，入射平面是公共平面并且每一個半透明反射鏡能夠完全或至少部分地分離s波和p波。例如，如果所有半透明反射鏡反射100%的s波和0%的p波并且透射100%的p波和0%的s波，則作為初始入射光的100%的s-波和100%的p波中的50%到達(dá)兩個不同的輸出端，即使在來自一個輸入端入射的信號光穿過兩個半透明反射鏡時也是如此。接著，如果第一半透明反射鏡反射卯％的s波和10%的p波并且第二半透明反射鏡反射70%的s波和30%的p波，則有33%的初始信號光按照63%的s波和3%的p波到達(dá)。同樣，如果第一半透明反射鏡透射10%的s波和90%的p波并且第二半透明反射鏡透射30%的s波和70%的p波，則有33%的初始信號光按照3%的s波和63%的p波到達(dá)。在該實施方案中，與在沒有偏振特征的50%透射率和50%的反射率的情況下到達(dá)效率為25%相比，兩個半透明反射鏡的到達(dá)效率顯著改善。在涉及該實施方案的耦合器中，光輸入端子、光輸出端子、半透明反射鏡和連接它們的光波導(dǎo)的設(shè)置是可選擇的。例如，半透明反射鏡可以設(shè)置在正三角形的三個拐角處。例如，可以通過設(shè)置全反射鏡來增加光耦合器的設(shè)計自由度?？梢允褂萌齻€全反射鏡，以在正六邊形的拐角處交替設(shè)置全反射鏡和半透明反射鏡。但是，半透明反射鏡最接近各光輸入端子和各光輸出端子的光波導(dǎo)光路長度以及在半透明反射鏡之間的光波導(dǎo)光路長度難以設(shè)置得完全相等。在試驗步驟中，由于取決于光波導(dǎo)制造方法的原因，例如兩個方向上的光軸失配，在諸如每一個光波導(dǎo)的半透明反射鏡的連接部的部分處所導(dǎo)致的耗散差異變得隨著光輸入端和輸出端設(shè)置的六種方式而不同。可以使用半透明反射鏡中的一個來調(diào)節(jié)耗散。亦即，當(dāng)所有半透明反射鏡設(shè)置為反射100%的s波和0%的p波并且透射100%的p波和0%的s波時，可以通過增加具有小透射耗散的傳輸路徑的傳輸耗散來實現(xiàn)與其它傳輸路徑的平衡。當(dāng)使用該方法時，例如可以通過設(shè)置全反射鏡來增加光耦合器的光波導(dǎo)的設(shè)計自由度。例如，可以在正方形的四個拐角處設(shè)置一個全反射鏡和三個半透明反射鏡并且可以增加相對于全反射鏡對角設(shè)置的半透明反射鏡的傳輸耗散。由此，傳輸耗散的增加可以通過在經(jīng)由全反射鏡的光路長度由于正方形的一個邊而增加時的耗散以及全反射鏡的反射耗散來進(jìn)行平衡。亦即，當(dāng)來自相同輸入端的信號可從兩個輸出端獲得時，可以減少所述兩個輸出端獲得的光信號的功率差。在該實施方案中，理想的是，至少兩個半透明反射鏡完全反射S波和完全透射p波。但是當(dāng)考慮到耗散在任何情況下不可能為0或者制造濾光器的實際情況，可以反射至少卯％的s波和小于10%的p波，并且可以透射至少90%的p波和小于10%的s波。優(yōu)選的是，可以反射至少95%的s波和小于5%的p波，并且可以透射至少95%的p波和小于5%的s波。更優(yōu)選的是，可以反射至少97%的s波和小于3%的p波，并且可以透射至少97%的p波和小于3%的s波。如下文所述，在正方形的四個拐角處設(shè)置三個半透明反射鏡和一個全反射鏡以及在正方形的四個邊的延伸線上設(shè)置三個光輸入端子和三個光輸出端子，以便可以調(diào)節(jié)由相對于全反射鏡對角設(shè)置的半透明反射鏡所導(dǎo)致的傳輸耗散。在這種情況下，半透明反射鏡的特征在于反射至少60%的s波和小于40%的p波以及透射至少60%的p波和小于40%的s波。更優(yōu)選的是，可以反if至少80%或小于卯％的s波和至少10%或小于20%的p波，并且可以透射至少80%或小于卯％的p波和至少10%或小于20%的s波。當(dāng)p-波透射率和s-波反射率大幅下降時，最終所能夠獲得的光輸出下降。p-波透射率和s-波反射率的下限可以根據(jù)待形成的光耦合器的插入耗散特性在60%~90%之間調(diào)節(jié)。具體地，圖5A是表示其中通過將正方形ABCD設(shè)定為入射平面(incidenceplane)來設(shè)置的第一、第二和第三光輸入端子In-a、In-b和In-c，第一、第二和第三光輸出端子Out-a、Out-b和Out-c，第一、第二和第三半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及全反射鏡M的結(jié)構(gòu)布局圖。在圖5A中，第一、第二和第三半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及全反射鏡M用粗線表示，從第一、第二和第三光輸入端子In-a、In-b和In-c入射的光的光路以及從第一、第二和第三光輸出端子Out-a、Out-b和Out-c發(fā)射的光的光路用單向箭頭表示，在第一、第二和第三半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及全反射鏡M之間的光路用雙向箭頭表示。當(dāng)然，除了上述說明之外，光波導(dǎo)的芯也形成在單向箭頭和雙向箭頭的光路上。所有光路(由單向箭頭和雙向箭頭所示)均設(shè)置在作為正方形ABCD的相同公共平面內(nèi)。即，圖5A表示在入射平面內(nèi)每一個入射光的反射和透射。第一、第二和第三半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c包括正方形ABCD的三個拐角A、B和C的內(nèi)角二等分線并且垂直于正方形ABCD(入射平面)而形成。全反射鏡M垂直于正方形ABCD的剩余拐角D的內(nèi)角二等分線而形成。對于正方形ABCD的邊AB，第一光輸入端子In-ai史置在拐角A邊的延伸線上并且第二光輸出端子Out-b設(shè)置在拐角B邊的延伸線上。對于正方形ABCD的邊BC，第二光輸入端子In-bi殳置在拐角B邊的延伸線上并且第三光輸出端子Out-c設(shè)置在拐角C邊的延伸線上。對于正方形ABCD的邊CD,第三光輸入端子In-ci殳置在拐角C邊的延伸線上。對于正方形ABCD的邊DA,第一光輸出端子Out-a設(shè)置在拐角A邊的延伸線上。從第一光輸入端子In-a入射到半透明反射鏡HM-a的A點的光在其透射光傳輸?shù)降诙胪该鞣瓷溏RHM-b的B點并且透射穿過第二半透明反射鏡HM-b時，到達(dá)第二光輸出端子Out-b。從第一光輸入端子In-a入射到第一半透明反射鏡HM-a的A點的光在其反射光傳輸?shù)饺瓷溏R的D點并且通過在D點的反射傳輸?shù)降谌胪该鞣瓷溏RHM-c的C點，并被第三半透明反射鏡HM-c反射時，到達(dá)第三光輸出端子Out-c。從第二光輸入端子In-b入射到第二半透明反射鏡HM-b的B點的光在其透射光被傳輸?shù)降谌胪该鞣瓷溏RHM-c的C點并且透射穿過第三半透明反射鏡HM-c時，到達(dá)第三光輸出端子Out-c。從第二光輸入端子ln-b入射到第二半透明反射鏡HM-b的B點的光在其反射光被傳輸?shù)降谝话胪该鞣瓷溏RHM-a的A點并被第一半透明反射鏡HM-a反射時，到達(dá)第一光輸出端子Out-a。從第三光輸入端子In-c入射到第三半透明反射鏡HM-c的C點的光在其透射光被傳輸?shù)饺瓷溏R的D點并且通過在D點的反射傳輸?shù)降谝话胪该鞣瓷溏RHM-a的A點，并透射穿過第一半透明反射鏡HM-a時，到達(dá)第一光輸出端子Out-a。從第三光輸入端子In-c入射到半透明反射鏡HM-c的C點的光在其反射光被傳輸?shù)降诙胪该鞣瓷溏RHM-b的B點并且被第二半透明反射鏡HM-b反射時，到達(dá)第二光輸出端子Out-b。當(dāng)在正方形ABCD的四個拐角設(shè)置半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及全反射鏡M時，可以如圖5B所示i殳置光輸入端子In-a、In-b和In-c以及光輸出端子Out-a、Out-b和Out畫c。亦即，對于正方形ABCD的邊AB，光輸出端子Out-ai殳置在拐角A邊的延伸線上并且光輸入端子In-b設(shè)置在拐角B邊的延伸線上。對于正方形ABCD的邊BC，光輸出端子Out-b設(shè)置在拐角B邊的延伸線上并且光輸入端子In-c設(shè)置在拐角C邊的延伸線上。對于正方形ABCD的邊CD，光輸出端子Out-c設(shè)置在拐角C邊的延伸線上。對于正方形ABCD的邊DA,光輸入端子In-a設(shè)置在拐角A邊的延伸線上顯然，圖5B的布局與關(guān)于直線BD線對稱設(shè)置的圖5A的布局基本相匹配。在圖5B的布局中，"第一，，是具有后綴c的光輸入端子、光輸出端子和半透明反射鏡，"第三"是具有后綴a的光輸入端子、光輸出端子和半透明反射鏡。因此，圖5B的布局也具有涉及權(quán)利要求5的發(fā)明的特征。當(dāng)半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及全反射鏡M設(shè)置在正方形ABCD的四個拐角時，光輸入和輸出端的其它布局沒有起到光耦合器的作用。接著，圖5A的布局表示在半透明反射鏡HM-b完全分離s波和p波的情況下以及在半透明反射鏡HM-b不完全分離s波和p波的情況下的傳輸路徑。描述的是半透明反射鏡HM-a和HM-c反射100%的s波和透射100%的p波。在此，在圖5A布局中，半透明反射鏡HM-b不完全分離s波和p波的情況對應(yīng)于該實施方案。下文中，示出從光輸入端子In-a輸入的s波As和p波Ap、從光輸入端子In-b輸入的s波Bs和p波Bp以及從光輸入端子In-c輸入的s波Cs和p波Cp的傳輸形式。圖6A、6B和6C是表示在圖5A的布局中半透明反射鏡HM-b完全分離s波和p波時的傳輸路徑的平面圖。即，描述的是與半透明反射鏡HM-a和HM-c—樣，半透明反射鏡HM-b也反射100%的s波和透射100%的p波。如圖6A所示，從光輸入端子In-a輸入的s波As被半透明反射鏡HM-a、全反射鏡M以及半透明反射鏡HM-c反射，并到達(dá)光輸出端Out-c。在此，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。從光輸入端子In-a輸入的p波Ap透射穿過半透明反射鏡HM-a以及半透明反射鏡HM-b，并到達(dá)光輸出端Out-b。在此，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。如圖6B所示，從光輸入端子In-b輸入的s波Bs被半透明反射鏡HM-b和半透明反射鏡HM-a反射，并到達(dá)光輸出端Out-a。在此，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。從光輸入端子In-b輸入的p波Bp透射穿過半透明反射鏡HM-b以及半透明反射鏡HM-c，并到達(dá)光輸出端Out-c。在此，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。如圖6C所示，從光輸入端子In-c輸入的s波Cs被半透明反射鏡HM-c以及半透明反射鏡HM-b反射，并到達(dá)光輸出端Out-b。在此，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。從光輸入端子In-c輸入的p波Cp透射穿過半透明反射鏡HM-c，被全反射鏡M反射，并透射穿過半透明反射鏡HM-a,到達(dá)光輸出端Out-a。在此，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。另一方面，圖6D、6E和6F是表示在圖5A的布局中半透明反射鏡HM-b不完全分離s波和p波時的傳輸路徑的平面圖。例如，描述的是半透明反射鏡HM-b反射85%的s波和透射15%的s波以及透射85%的p波和反射15%的p波。如圖6D所示，從光輸入端子In-a輸入的s波As;故半透明反射鏡HM-a、全反射鏡M以及半透明反射鏡HM-c反射，并到達(dá)光輸出端Out-c。在此，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。從光輸入端子In-a輸入的p波Ap透射穿過半透明反射鏡HM-a,并且其中85。/。透射穿過半透明反射鏡HM-b，并到達(dá)光輸出端Out-b。在此，剩余的15Yo被半透明反射鏡HM-b反射而損失。如圖6E所示，從光輸入端子In-b輸入的s波Bs,皮半透明反射鏡HM-b反射85。/。，該反射光被半透明反射鏡HM-a反射，并到達(dá)光輸出端Out-a。在這種情況下，15%的s波Bs透射穿過半透明反射鏡HM-b,并被半透明反射鏡HM-c反射而損失。從光輸入端子In-b輸入的p波Bp的85%透射穿過半透明反射鏡HM-b，并且該透射光透射穿過半透明反射鏡HM-c,并到達(dá)光輸出端Out-c。在這種情況下，15%的p波Bp被半透明反射鏡HM-b反射，并透射穿過半透明反射鏡HM-a而損失。如圖6F所示，從光輸入端子In-c輸入的s波Cs被半透明反射鏡HM-c反射，并且其中的85%被半透明反射鏡HM-b反射，并到達(dá)光輸出端Out-b。剩余的15。/。透射穿過半透明反射鏡HM-b而損失。從光輸入端子In-c輸入的p波Cp透射穿過半透明反射鏡HM-c，被全反射鏡M反射，透射穿過半透明反射鏡HM-a，并到達(dá)光輸出端Out-a。此時，不存在由于透射和反射導(dǎo)致的耗散。接著，將參考涉及本發(fā)明的制造光耦合器的方法。在下文制造方法的描述中，將描述實現(xiàn)本發(fā)明的一個實施例的程序?？梢允褂迷谏鲜鏊膫€專利文獻(xiàn)中所公開的各種技術(shù)以使自成形光波導(dǎo)適于作為根據(jù)本發(fā)明的光耦合器的光波導(dǎo)。也可以使用僅形成芯而不形成包層的光耦合器，即利用包圍芯的空氣作為包層的光耦合器。任何可用的光固化樹脂液均可用于形成自成形光波導(dǎo)。除了自由基聚合、陽離子聚合等之外，也可以使用任意的其它固化機(jī)理。通常，優(yōu)選激光作為固化光。光固化樹脂液的固化速率可以利用激光的波長和強(qiáng)度來調(diào)節(jié)。此外，可以根據(jù)激光的波長以及光固化樹脂液來應(yīng)用任何可用的光固化引發(fā)劑(光聚合引發(fā)劑)。關(guān)于上述事項的具體內(nèi)容，專利文獻(xiàn)(其中本發(fā)明的申請人是共同申請人)例如JP-2004-149579描述如下。在結(jié)構(gòu)單元中包括至少一個芳環(huán)例如苯基的樹脂提供高折射率，而僅包括脂族的樹脂提供低折射率。為了降低折射率，結(jié)構(gòu)單元中的一部分氫可以被氟取代。脂族包括多元醇例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、新戊二醇、1,3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1,6-己二醇、三甲醇丙烷、季戊四醇和二季戊四醇。芳族包括各種酚類化合物例如雙酚A、雙酚S、雙酚Z、雙酚F、酚醛樹脂(novolak)、鄰甲酚醛樹脂、對甲酚醛樹脂和對烷基酚醛樹脂。可以將以下官能團(tuán)作為反應(yīng)基團(tuán)引入具有上述物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或任意選自上述實例的一種或多種多元醇的低聚體(聚醚)的相對低分子量(摩爾質(zhì)量約3000以下)骨架?！部勺杂苫酆系牟牧稀吃诮Y(jié)構(gòu)單元中具有一個或多個、優(yōu)選兩個或更多個可自由基聚合的乙烯不飽和(ethylene-unsaturated)反應(yīng)基團(tuán)例如丙烯?；墓饩酆蠁误w和/或低聚體。具有乙烯不飽和反應(yīng)基團(tuán)的材料的例子包括酯共軛酸例如(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯和馬來酸酯。〔可陽離子聚合的材料〕在結(jié)構(gòu)單元中具有一個或多個、優(yōu)選兩個或更多個可陽離子聚合的反應(yīng)性醚結(jié)構(gòu)例如環(huán)氧乙烷環(huán)(環(huán)氧化合物)和環(huán)氧丙烷環(huán)的光聚合單體和/或低聚體。環(huán)氧乙烷環(huán)(環(huán)氧化合物)的例子除了環(huán)氧乙烷基外還包括3,4-環(huán)氧環(huán)己基等。環(huán)氧丙烷環(huán)是具有四元環(huán)結(jié)構(gòu)的醚?！沧杂苫酆弦l(fā)劑〕自由基聚合引發(fā)劑是通過光來活化由可自由基聚合的單體和/或低聚體組成的可自由基聚合材料的聚合反應(yīng)的化合物。具體的例子包括苯偶姻類例如苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻丙基醚等，苯乙酮類例如苯乙酮、2，2-二甲緣-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙IL^-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羥基環(huán)己基苯乙酮、2-曱基-l-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎d-丙酮、N，N-二甲基氨基苯乙酮等，蒽醌類例如2-甲基蒽醌、l-氯蒽醌、2-戊基蒽醌等，噻噸酮類例如2，4-二甲基瘞噸酮、2,4-二乙基蓉p屯酮、2-氯蓉噸酮、2,4-二異丙基瘞噸酮等，縮酮類例如乙酰苯基二甲基縮酮、己基二曱基縮酮等，二苯甲酮類例如二苯甲酮、曱基二苯甲酮、4，4，-二氯二苯曱酮、4，4，-雙二乙基氨基二苯甲酮、米希勒酮、4-苯甲?；?4，-甲基二苯基琉醚等，2，4，6-三甲基苯甲?；交籽醯?。自由基聚合引發(fā)劑不限于此，并且可以單獨使用或者組合兩種或更多種使用?！碴栯x子聚合引發(fā)劑〕陽離子聚合引發(fā)劑是通過光來活化由可陽離子聚合的單體和/或低聚體組成的可陽離子聚合材料的聚合反應(yīng)的化合物。具體的例子包括重氮鹽、碘鋪鹽、锍鹽、硒鹽、吡咬鹽、茂鐵鹽、膦鹽和thiopyrinium鹽。但是優(yōu)選相對熱穩(wěn)定的鋪鹽光聚合引發(fā)劑，例如芳族碘錄鹽包括二苯M鎩、二甲苯M鏡、苯基(對曱氧芐基)碘鋪、雙(對叔丁苯基)碘錄、雙(對氯苯基)碘f翁等，以及芳族锍鹽包括二苯基锍、二甲苯基锍、苯基(對甲氧節(jié)基)锍、雙(對叔丁苯基)锍、雙(對氯苯基)锍等。當(dāng)使用f翁鹽光聚合引發(fā)劑例如芳族捵鎩鹽和芳族锍鹽時，陽離子的例子包括BF4-、AsF"SbF6\PF6\B(C6FSV等。陽離子聚合引發(fā)劑不限于此，并且它們可以單獨使用或者組合兩種或更多種使用。將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的光耦合器的制造方法。當(dāng)然，以下所描述的光耦合器制造方法不限于上述光固化樹脂和聚合引發(fā)劑的應(yīng)用。圖7A是表示涉及本發(fā)明的光耦合器的一個實施方案的構(gòu)件100的一個實例的結(jié)構(gòu)平面圖。構(gòu)件100可以在內(nèi)部10v中容納液態(tài)樹脂，并且構(gòu)件100包括具有用于連接光纖和其它外部光波導(dǎo)的連接端A"A2、BpB2、G和<:2的外殼10和固定于所述內(nèi)部的三個半透明>^射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及一個反射鏡M。四邊形ABCD的四個拐角設(shè)置在外殼10的內(nèi)部10v中，使得四點ApA、B和B2，三點A2、A和D，四點B、C和Q以及三點d、C和D分別以該次序設(shè)置在同一條線上。在四邊形ABCD的三個拐角A、B和C處，三個半透明>^射鏡HM-a、HM-b和HM-c設(shè)置在包括內(nèi)角二等分線的平面上并且垂直于由形成每一個拐角的兩個邊形成的平面。在該i更計的四邊形ABCD的剩余拐角D處，垂直于內(nèi)角二等分線設(shè)置一個反射鏡M。圖7B是表示制造涉及本發(fā)明的一個實施方案的光耦合器的方法的一個實例的初始步驟說明圖。利用圖7A的光耦合器的構(gòu)件100，通過將液態(tài)光固化樹脂20填充到外殼10中并且從所有六個連接端ApA2、BpB2、d和CV沿著矢量AiA方向、矢量A;jA方向、矢量BiB方向、矢量B;jB方向、矢量QC方向和矢量C2C方向?qū)⒂靡怨袒夤袒瘶渲囊欢úㄩL的固化光引入外殼10內(nèi)，從而形成軸形芯21。圖7C是表示制造涉及本發(fā)明的一個實施方案的光耦合器的方法的一個實例的初始步驟說明圖。利用圖7A的光耦合器的構(gòu)件100，通過將液態(tài)光固化樹脂20填充到外殼10中并且從三個連接端A2、B!和Cr沿著矢量A2A方向、矢量B貝方向和矢量dC方向?qū)⒂靡怨袒夤袒瘶渲囊欢úㄩL的固化光引入外殼IO內(nèi)，從而形成軸形芯21。以下參考圖8說明能夠利用圖7A的光耦合器的構(gòu)件100通過以自成形方式固化如圖7B和7C所述的軸形芯從而獲得所需的光耦合器的原理。在圖8中，省略了外殼10和六個連接端A"A2、BpB2、d和C2，并且考慮入射到三個半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及一個反射鏡M的光路。如上述四個專利文件所述，當(dāng)液態(tài)光固化樹脂的固化材料產(chǎn)生光聚集作用時，本申請的發(fā)明人的自成形光波導(dǎo)生長成為長軸形芯。從上述說明可以理解，例如利用圖7A的光耦合器的構(gòu)件100通過以自成形方式固化如圖7B和7C所述的軸形芯來分別獲得如圖9A和9C所示的所需光耦合器。在圖8A~8F的各個附圖中，例如^示為光輸入端子、光輸出端子或光輸入/輸出端子的所有位置處照射用以固化光固化樹脂的一定波長的光。然后，軸形自成形光波導(dǎo)開始M示為光輸入端子、光輸出端子或光輸"輸出端子的所有位置處開始生長。因此，沿著在圖8中各個附圖所示的光路形成芯。當(dāng)所述芯生長并且從不同方向結(jié)合時，優(yōu)選的是結(jié)合部的側(cè)表面通過所謂的光焊接效應(yīng)而具有光滑的柱形。當(dāng)從兩個方向生長至半透明反射鏡和反射鏡的反射(彎曲)部時，也可以通過光焊接效應(yīng)在反射(彎曲)部中形成大直徑凸面的芯。因此，光輸入端子、光輸出端子、光輸yV/輸出端子、半透明反射鏡和反射鏡通過軸形芯而連接，從而包括如圖8的附圖中所示的所有光路。芯的四邊形部分和四邊形部分的每一個邊延伸穿過半透明反射鏡的分支形部分形成光耦合器。任選地，光纖和其它外部光波導(dǎo)可以通過在形成芯之前加工外殼而容易地連接至光輸入端子、光輸出端子和光輸yV/輸出端子。因此，可以通過在所述外殼的相同位置(本發(fā)明的連接端)處制造用于形成芯的固化光引入端和用于形成芯的光輸入端子、光輸出端子和光輸入/輸出端子而容易地制造光耦合器。芯的外周任選地由包層材料覆蓋。當(dāng)用于光固化樹脂的固化光從如圖8A和8B所示的總共兩個方向即In-b-l和In-b-2中的一個方向以及In-a-l和In-a-2中的一個方向引入時，可以理解的是可最終獲得如圖9A所示的光耦合器。同樣，當(dāng)光固化樹脂的固化光從總共兩個方向即In-b-l和In-b-2中的一個方向以及In-c-l和In-c-2中的一個方向引入時，可以理解的是可最終獲得如圖9B所示的光耦合器。圖9A和9B的光耦合器將在下文詳細(xì)描述。當(dāng)通過從如圖7B所示的六個位置生長芯而獲得如圖9A所示的光耦合器時，作為一個例子，將進(jìn)一步說明待連接至每一個連接端的光輸入和輸出端。在圖8C中，也省略了外殼10和六個連接端A"A2、BpB2、d和C2，并且考慮入射到三個半透明^Jt鏡HM-a、HM-b和HM-c以及一個^Jt鏡M的光路。如圖8C所示，對于拐角A、B和C，沿著形成拐角的兩個邊的任意一個延伸方向在相同拐角處確定地設(shè)置形成配對的光輸入端子和光輸出端子。然后，從設(shè)置在拐角A處的光輸入端子In-a輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角B處的光輸出端子Out-b和設(shè)置在拐角C處的光輸出端子Out-c輸出，同時具有耗散。同樣，從設(shè)置在拐角B處的光輸入端子In-b輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角C處的光輸出端子Out-c和設(shè)置在拐角A處的光輸出端子Out-a輸出，同時具有耗散。從^L置在拐角C處的光輸入端子In-c輸入的信號光可以從"&置在拐角A處的光輸出端子Out-a和設(shè)置在拐角B處的光輸出端子Out-b輸出，同時具有耗散。亦即，光輸入端子In-a、光輸出端子Out-a、光輸入端子In-b、光輸出端子Out-b、光輸入端子In-c和光輸出端子Out-c例如依次連接至六個連接端ApA2、BpB2、Q和C2。此時，例如光輸入端子In-a和光輸出端子Out-a連接成配對的一個光學(xué)端子。同樣，光輸入端子In-b和光輸出端子Out-b配對，光輸入端子In-c和光輸出端子Out-c配對。此時，作為光耦合器的作用沒有變化，即使在每一個拐角處形成所述配對的光輸入和輸出端在每一個拐角處獨立于其它拐角混合時也是如此。在這種情況下，在如圖9A所示的光耦合器中，理想的是圖8C中的從光輸入端子In-a到光輸出端子Out-a的光路應(yīng)該不存在，但是由于擴(kuò)散等導(dǎo)致發(fā)生部分泄漏，如以下實施方案中所示。圖8D和8E中示出其它的實施方案。當(dāng)通it^圖7C所示的三個位置處生長芯來獲得如圖9B所示的光耦合器時，其中光輸入端子和光輸出端子如圖8E所示成為一體的三個光輸>^/光輸出端子In/Out-a、b和c應(yīng)該連接至所述連接端。即，從設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b和設(shè)置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c輸出，同時具有耗散。同樣，從設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c和設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a輸出，同時具有耗散，并且從"^殳置在拐角C處的光輸入/輸出端子In/Out-c輸入的信號光可以從設(shè)置在拐角A處的光輸入/輸出端子In/Out-a和設(shè)置在拐角B處的光輸入/輸出端子In/Out-b輸出，同時具有耗散。容易理解，當(dāng)生長圖7C的芯的三個位置是連接點ApBi和d時可以連接如圖8D所示的三個端子In/Out-a、b和c。當(dāng)通狄圖7C所示的三個位置處生長芯來獲得如圖9B所示的光耦合器時，優(yōu)選的是所述芯在除了該芯開始生長的連接端(圖7C的A2、Bi和Cj之外的其它連接端(圖7C的Ap82和(:2)中不生長。但是，芯可以沿如圖3B所示的Ap82和C2方向從三個半透明反射鏡部分地生長。而且，在這種情況下，沒有降低本發(fā)明的評價?？梢酝ㄟ^利用在上述四個專利文獻(xiàn)中所述的光固化樹脂的制造光波導(dǎo)的方法來實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)。已經(jīng)利用圖8說明了基于幾何光學(xué)的理想狀態(tài)。但是，例如，由于光波導(dǎo)是利用光固化樹脂的具有一定直徑的芯，并且半透明反射鏡和/或反射鏡不是純平面而是具有一定厚度的，因此產(chǎn)生嘲:射光，例如散射光可能到達(dá)在圖8的說明中嘲:射光不應(yīng)到達(dá)的位置而成為噪聲。通過大大簡化圖8的說明來描述了本發(fā)明的原理。具有一定直徑的光波導(dǎo)的傳輸路徑顯示為直線，但是涉及本發(fā)明的光耦合器并不限于如圖8所述的所有信號路徑。接著，將參考附圖來描述利用上述光耦合器制造方法具體制造的光耦合器。圖9A和9B是涉及本發(fā)明的具體制造的光耦合器的照片。利用圖7A的光耦合器的構(gòu)件100,通過從如圖7B所示的六個連接端ApA2、BpB2、d和C2引入固化光并以自成形方式固化軸形芯來獲得圖9A的光耦合器。利用圖7A的光耦合器的構(gòu)件100，通it^如圖7C所示的三個連接端A2、Bi和d引入固化光并以自成形方式固化軸形芯來獲得圖9B的光耦合器。在兩種情況下，均將三個半透明反射鏡和一個反射鏡設(shè)置在四個拐角處并且四邊形的一個邊為5mm。為了從六個連接端ApA2、B!、B2、d和C2引入固化光，例如利用光纖引入用以固化光固化樹脂20的波長的固化光。例如，優(yōu)選固化光是激光。根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1~4中的技術(shù)，當(dāng)固化材料的折射率高于未固化液態(tài)材料的折射率時發(fā)生光的聚集，并且長軸形芯從固化光的六個引入端依次生長。當(dāng)軸形芯到達(dá)三個半透明反射鏡和一個反射鏡時，軸形芯通過透射和反射進(jìn)一步生長。在這種情況下，從不同方向延伸的芯的結(jié)合部通過所謂的光焊接而具有光滑的側(cè)表面，由此形成一體化的軸形芯。因此，當(dāng)在通過三個半透明反射鏡和一個反射鏡反射和透射的相對于來自六個引入端的光的中心軸的所有方向上形成軸形芯時，六個輸A/輸出端通過具有一定直徑的光波導(dǎo)芯連接至三個半透明>^射鏡和一個>^射鏡。這種光波導(dǎo)基本將來自一個光輸入端子的光傳輸?shù)剿膫€光輸出端子，如參考圖8A和8B所述。圖9A的光耦合器是其原理已經(jīng)根據(jù)圖4C中的本發(fā)明實施方案進(jìn)^i兌明的光耦合器。三個半透明>^射鏡和一個>^射鏡^殳置在四個拐角處并且四邊形的一個邊為5mm。為了形成圖9A的光耦合器，例如，將透明外殼的底部固定至三個半透明反射鏡和一個反射鏡并且利用液態(tài)光固化樹脂來填充，例如使用光纖從六個輸V輸出端的位置處引入用以固化光固化樹脂的一定波長的固化光。優(yōu)選固化光是激光。根據(jù)上述專利文獻(xiàn)l~4中的技術(shù)，當(dāng)固化材料的折射率高于未固化液態(tài)材料的折射率時發(fā)生光聚集，并且長軸形芯從固化光的六個引入端依次生長。當(dāng)軸形芯到達(dá)三個半透明反射鏡和一個反射鏡時，軸形芯通過透射和反射進(jìn)一步生長。在這種情況下，從不同方向延伸的芯的結(jié)合部通過所謂的光焊接而具有光滑的側(cè)表面，由此形成一體化的軸形芯。因此，當(dāng)在通過三個半透明及Jt鏡和一個及Jt鏡反射和透射的相對于來自六個引入端的光的中心軸的所有方向上形成軸形芯時，六個輸7W輸出端通過具有一定直徑的光波導(dǎo)芯連接至三個半透明反射鏡和一個反射鏡。這種光波導(dǎo)基本將來自一個光輸入端子的光傳輸?shù)剿膫€光輸出端子，如參考圖4的附圖所述。實際上，在圖9A的光耦合器中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，從In-a到Out-a的所不希望的傳輸耗散為約10dB，大于從In-a到Out-b的傳輸耗散，該光耦合器可以用作良好的光耦合器。圖9A表示其原理在圖4C中已經(jīng)說明的光耦合器的完整照片，但是，基W目同的是，其原理在圖2B、2C、3B、3C、3D、4D和4E中已經(jīng)說明的光耦合器也可以由自成形光波導(dǎo)來形成。已經(jīng)說明了圖9A照片的光耦合器的作用，但是，同樣地，除了在該說明書中的圖1、2A、2B、2C、3A、3B、4A、4B、4C、4D和4E的理想傳輸原理之外，泄漏的光被部分輸出到其不必傳輸?shù)降妮敵龆恕Ｔ谶@種情況下，在這些原理圖中，通過從表示為光輸入端子、光輸出端子以及光輸X/輸出端子的位置處利用光纖引入固化光，從而形成用于連接光纖的外部光波導(dǎo)等的芯的分支部。在這種情況下，本發(fā)明的效果沒有降低，即使在不必成為原始光波導(dǎo)的部分中部分形成芯時也是如此。測量圖3A的光耦合器的傳輸耗散。結(jié)果如表l所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>如表1所示，由于從In-a到Out-b和Out-c、從In-b到Out-c和Out-a以及從In-c到Out-a和Out-b的耗r軟量小于12dB，因此良好的分配功能可以作為光耦合器的原始功能。從In-a到Out-a、從In-b到Out-b以及從In-c到Out-c的耗散量超過21dB，因此它們處于能夠進(jìn)行處理成為噪聲的范圍。形成如圖5A、6D、6E和6F中的本發(fā)明實施方案所描述的光耦合器100。圖10是說明光耦合器100的照片。在圖10的光耦合器100中，根據(jù)專利文獻(xiàn)1~4中的方法以及其它已知的方法，通過在將半透明反射鏡HM-a、HM-b和HM-c和全反射鏡M置于外殼中并且從三個光輸入端子In-a、In-b和In-c以及三個光輸出端子Out-a、Out-b和Out-c引入用以固化光固化樹脂的一定波長的固化光，從而形成連接三個光輸入端子In-a、In-b和In-c、三個光輸出端子Out-a、Out-b和Out-c、半透明^^射鏡HM-a、HM-b和HM-c以及全反射鏡M的光波導(dǎo)。光纖的芯直接連接光波導(dǎo)芯的各個光輸入端子和各個光輸出端子。半透明^Jt鏡HM-a、HM-b和HM-c的650nm波長的信號光的透射和^Jt特性設(shè)計值在表2中示出。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>基于表2的設(shè)計值而測量的半透明反射鏡HM-a和HM-c的透射特性實際測量數(shù)據(jù)在圖11中示出，半透明反射鏡HM-b的透射特性實際測量數(shù)據(jù)在圖12中示出。如圖11的特征圖所示，在半透明及Jt鏡HM-a和HM-c中，波長為620~680nm的光的p波(在入射平面內(nèi)的方向上的電場)的透射率(透光度)Tp為至少97。/。，s波(在垂直于入射平面內(nèi)的方向上的電場)的透射率Ts小于iyo。即，在半透明反射鏡HM-a和HM-c中，波長為620~680nm的光的p波(在入射平面內(nèi)的方向上的電場)的>11射率小于3%，s波(在垂直于入射平面內(nèi)的方向上的電場)的反射率為至少99%。特別地，在650nm的波長中，當(dāng)p波的透射率為約98%時反射率小于2%,當(dāng)s波的透射率為約0%時反射率為約100%。在p波和s波中，透射率取決于波長。在上述波長范圍以外的透射率大為不同。在圖11中，示出總光通量的平均透射率T平均。如圖12的特征圖所示，在半透明反射鏡HM-b中，對于波長為470~680nm的光，p波(在入射平面內(nèi)的方向上的電場)的透射率Tp為80~82%,s波(在垂直于入射平面內(nèi)的方向上的電場)的透射率Ts為14~15%。即使在波長范圍拓寬到400~750nm時，透射率也非常穩(wěn)定，除了透射率增加5%的波長以外。在圖12中示出總光通量的平均透射率T平均。利用具有圖11的透射特性的半透明反射鏡HM-a和HM-c以及具有圖12的透射特性的半透明反射鏡HM-b來測量圖10照片的光耦合器100的插vMC散(insertiondissipation)。如表3所示。通過利用偏振分光特性低、反射率為50%以及透射率為50。/。的半透明反射鏡來替代圖10照片的光耦合器100的所有半透明>^射鏡HM-a、HM-b和HM-c從而形成光耦合器卯0,類似地測量插入耗散。其在表3中示為比較例。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>在比較例中，從任意的光輸入端子In-a、In-b和In-c進(jìn)行輸出的兩個光輸出端子之間的各插入耗散差值(或端口間的差值)為1.3~1.9dB。即，相同的信號在不同的光輸出端子的功率大為不同。在六個傳輸路徑中插入耗散為至少8dB的路徑數(shù)為四。另一方面，根據(jù)該實施方案，從光輸入端子In-a、In-b和In-c進(jìn)行輸出的兩個光輸出端子之間的所有插A^C散差值(或端口間的差值)小于ldB。由此降低端口間的差值。即，相同的信號在不同的光輸出端子的功率差異不大。在六個傳輸路徑中不存在插入^4t超過8dB的傳輸路徑并且六個傳輸路徑中的五個的插入耗散降低。該實施方案可以通過利用具有圖11和12的特性的半透明^^射鏡來充分降低M輸路徑的插入^C散，并降低每一個光輸入端子的兩個光輸出端子的M輸耗散差值。只要沒有特別聲明，優(yōu)選在本發(fā)明的各實施方案中的反射鏡為基本沒有透射的材料，在所需的波長中其透射率不必完全為0%并且在該波長中其>^射率不必完全為100%。在本發(fā)明的各個實施方案中，已經(jīng)說明了基于幾何光學(xué)的理想狀態(tài)。但是，例如，由于光波導(dǎo)是利用光固化樹脂的具有一定直徑的芯并且半透明反射鏡和/或反射鏡不是純平面而是具有一定厚度，因此產(chǎn)生散射光，因而散射光可以到達(dá)擴(kuò)散光不應(yīng)到達(dá)的位置而成為噪聲。為了說明在各個實施方案中本發(fā)明的原理，具有一定直徑的光波導(dǎo)的傳輸路徑顯示為直線，但是涉及本發(fā)明的光耦合器不必限于如通過的所有信號路徑。如上所述，可以將本發(fā)明的光耦合器用作從干線分支到各個端子的分支器件，從而構(gòu)建光學(xué)LAN。本發(fā)明的光耦合器可以通過插入到光通訊線的主線中來形成支線并可用于雙線雙向光學(xué)LAN中。權(quán)利要求1.一種光耦合器，包括多個光輸入端子；多個光輸出端子、多個半透明反射鏡；和光波導(dǎo)，所述光波導(dǎo)連接所述多個光輸入端子、所述多個光輸出端子和所述多個半透明反射鏡并且具有扭折線形狀，其中所述多個半透明反射鏡中的每一個均設(shè)置在所述扭折線形狀的相應(yīng)拐角處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其中所述光波導(dǎo)包括多邊形網(wǎng)絡(luò)，其中所述多個半透明反射鏡中的每一個均設(shè)置在所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角處。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光耦合器，其中設(shè)定所述多個光輸入端子的數(shù)量為Ni，所述多個光輸出端子的數(shù)量為No，所述半透明反射鏡的數(shù)量為N，其中Ni、No和N滿足以下關(guān)系Ni^N和No^N;以及所述多邊形網(wǎng)絡(luò)具有N個拐角。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡中的至少一個垂直于所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角的二等分線。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡中的至少一個處于所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角的二等分線上并且垂直于由所述相應(yīng)拐角限定的平面。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器，其中所述多個光輸入端子中的至少一個設(shè)置在作為形成所述相應(yīng)拐角的第一邊的延伸的第一延伸線上；和所述多個光輸出端子中的至少一個設(shè)置在作為形成所述相應(yīng)拐角的第二邊的延伸的第二延伸線上。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光耦合器，其中Ni-3，No-3和N-3。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光耦合器，其中Ni-3,]\0=3和=3。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器，其中所述輸入端子中的至少一個和所述輸出端子中相應(yīng)的輸出端子《且合成為輸入和輸出端子。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器，其中所述光波導(dǎo)由光反應(yīng)性樹脂形成。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光耦合器，還包括置于所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角上的反射鏡。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光耦合器，其中所述反射鏡垂直于安裝有所述反射鏡的所述相應(yīng)拐角的二等分線。13.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光耦合器，其中設(shè)定所述光輸入端子的數(shù)量為Ni,所述光輸出端子的數(shù)量為No，所述半透明反射鏡的數(shù)量為N，和所述反射鏡的數(shù)量為Nm，其中Ni、No、N和Nm滿足以下關(guān)系M^N和No^N;以及所述多邊形網(wǎng)絡(luò)具有(N+Nm)個拐角。14.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡中的至少一個垂直于設(shè)置有所述多個半透明反射鏡中的該半透明反射鏡的所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角的二等分線。15.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡中的至少一個處于設(shè)置有所述多個半透明反射鏡中的該半透明反射鏡的所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角的二等分線上，并垂直于由設(shè)置有所述多個半透明反射鏡中的該半透明反射鏡處的相應(yīng)拐角所限定的平面。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光耦合器，其中Ni+No=6,N=3和Nm=l。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光耦合器，其中M=3，No=3，N=3和Nm=l。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光耦合器，其中所述多個光輸入端子中的至少一個設(shè)置在作為形成所述相應(yīng)拐角的第一邊的延伸的第一延伸線上；和所述多個光輸出端子中的至少一個設(shè)置在作為形成所述相應(yīng)拐角的第二邊的延伸的第二延伸線上。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光耦合器，其中從所述多個輸入端子中的第一輸入端子輸入的信號從所述多個輸出端子中除了相對于所述第一輸入端子配對的輸出端子之外的輸出端子輸出。20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光耦合器，其中所述輸入端子中的至少一個和所述輸出端子中相應(yīng)的輸出端子組合成為輸入和輸出端子。21.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光耦合器，其中所述光波導(dǎo)由光反應(yīng)性樹脂形成。22.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器，其中所述光波導(dǎo)的光軸是在平面上。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡垂直于所述平面。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光耦合器，其中Ni=3,No=3和N=3。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡中的至少兩個對P-波的透光度等于或高于卯％并且對S-波的反射率等于或高于90%，以及所述多個半透明反射鏡中的一個對P-波的透光度等于或高于60%并且對S-波的反射率等于或高于60%。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光耦合器，其中所述多個半透明《^射鏡中的至少兩個對P-波的透光度等于或高于95%并且對S-波的^Jt率等于或高于95%。27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡是第一半透明反射鏡、第二半透明反射鏡和第三半透明反射鏡，其中所述第一和第三半透明反射鏡之間的第一光路長度大于所述第一和第二半透明反射鏡之間的第二光路長度以及所述第二和第三半透明反射鏡之間的第三光路長度；和所述第二半透明反射鏡對P-波的透光度低于卯％并且對S-波的反射率低于90%。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光耦合器，其中在所述第一和第二半透明反射鏡之間以及所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角處設(shè)置反射鏡。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的光耦合器，其中所述反射4tt本具有全反射率。30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的光耦合器，其中所述光波導(dǎo)具有矩形波導(dǎo)形狀；所述多個光輸入端子中的至少一個設(shè)置在作為形成所述相應(yīng)拐角的第一邊的延伸的第一延伸線上；和所述多個光輸出端子中的至少一個設(shè)置在作為形成所述相應(yīng)拐角的第二邊的延伸的第二延伸線上。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的光耦合器，其中所述多個半透明反射鏡中的每一個均處于所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角的二等分線上并且所述反射鏡垂直于所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)拐角的二等分線。32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光耦合器，其中所述光波導(dǎo)由光反應(yīng)性樹脂形成。33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光耦合器，其中所述光波導(dǎo)由光反應(yīng)性樹脂形成。34.—種制造根據(jù)權(quán)利要求l所述的光耦合器的方法，包括以下步驟在外殼上設(shè)置所述多個輸入端子、所述多個輸出端子和所述多個半透明反射鏡的第一步驟；利用液態(tài)光反應(yīng)性樹脂填充所述外殼的第二步驟；引入與所述光反應(yīng)性樹脂反應(yīng)并使其硬化的光從而形成所述光波導(dǎo)的第三步驟。35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中通過所述多個光輸入端子中的至少兩個將所述光引入所述光反應(yīng)性樹脂。36.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中通過所有的所述多個光輸入端子將所述光引入所述光反應(yīng)性樹脂。37.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中沿著所述多邊形網(wǎng)絡(luò)的邊引入所述光。38.—種制造根據(jù)權(quán)利要求25所述的光耦合器的方法，包括以下步驟在外殼上設(shè)置所述多個輸入端子、所述多個輸出端子和所述多個半透明反射鏡的第一步驟；利用液態(tài)光反應(yīng)性樹脂填充所述外殼的第二步驟；引入與所述光反應(yīng)性樹脂反應(yīng)并使其硬化的光從而形成所述光波導(dǎo)的第三步驟。39.—種制造根據(jù)權(quán)利要求27所述的光耦合器的方法，包括以下步驟在外殼上設(shè)置所述多個輸入端子、所述多個輸出端子和所述多個半透明反射鏡的第一步驟；利用液態(tài)光反應(yīng)性樹脂填充所述外殼的第二步驟；$1入與所述光反應(yīng)性樹脂反應(yīng)并使其硬化的光從而形成所述光波導(dǎo)的第三步驟。全文摘要本發(fā)明提供光耦合器及其制造方法。本發(fā)明的光耦合器包括多個光輸入端子、多個光輸出端子、多個半透明反射鏡以及連接所述多個光輸入端子、所述多個光輸出端子和所述多個半透明反射鏡的光波導(dǎo)。所述光波導(dǎo)具有扭折線形狀并且所述多個半透明反射鏡中的每一個均設(shè)置在所述扭折線形狀的相應(yīng)拐角處。特別地，所述扭折線形狀包括多邊形網(wǎng)絡(luò)。文檔編號G02B6/138GK101515050SQ20091000568公開日2009年8月26日申請日期2009年2月19日優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日發(fā)明者中尾朱里,伊縫幸利,沖田明子,土森正昭,寺田和宏,芳賀健二申請人:豐田合成株式會社