用于微型光学部件的光学背反射诊断的制作方法

用于微型光学部件的光学背反射诊断
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年4月14日递交的号为63/009,865及名称为“面罩及面罩的高通量生产方法”的美国临时申请的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文，如同其全部内容被阐述一样。


背景技术：
技术领域
3.本发明涉及光学部件，并且更具体地涉及用于微型光学部件的光学背反射诊断的装置、系统和方法。
4.背景说明
5.光子设备是用于产生、操纵或检测光的设备。作为非限制性示例，此类设备包括激光二极管、发光二极管、太阳能和光伏电池、显示器和光学放大器。
6.随着光子设备按比例缩小到微米尺寸范围，与此类设备相关的诊断变得越来越具有挑战性。目前，用于诊断光子设备的常用方法包括成像或干涉测量。然而，这些方法可能证明是昂贵的，并且通常需要大量的设备和测试区域。
7.因此，需要一种用于测试和诊断微型光学部件的改进的装置、系统和方法。


技术实现要素：

8.本公开是并且包括用于测试微型光学部件系统的装置、系统和方法。该装置、系统和方法可以包括：接收器，用于接收微型光学部件系统；光源；以及耦合器，用于将来自光源的光的各方面通过微型光学部件系统传递到终端，以及用于将来自光源的从微型光学部件系统背反射的其余方面传递到功率计。在功率计处的关于背反射的读数可以对应于微型光学部件系统的诊断。
9.该装置、系统和方法还可以包括使用以下各项来提供对微型光学部件系统的诊断：接收器，用于接收微型光学部件系统；反射计，用于使来自光源的光的各方面通过微型光学部件系统，以及用于接收来自光源的基于来自微型光学部件系统的至少一个界面的背反射的其余方面；以及与反射计相关联的比较数据库，其中在比较数据库中，在反射计处的关于背反射的读数对应于的微型光学部件系统的诊断。
10.因此，所公开的实施例提供了一种用于测试和诊断微型光学部件的改进的装置、系统和方法。
附图说明
11.所公开的非限制性实施例是关于附图来讨论的，附图形成了本发明的一部分，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
12.图1示出了实施例的各方面；
13.图2示出了实施例的各方面；
14.图3示出了实施例的各方面；
15.图4示出了实施例的各方面；
16.图5示出了实施例的各方面；
17.图6示出了实施例的各方面；
18.图7示出了实施例的各方面；
19.图8示出了实施例的各方面；以及
20.图9示出了实施例的各方面。
具体实施方式
21.本文提供的附图和描述可能已经被简化以说明与清楚理解本文描述的装置、系统和方法相关的方面，同时为了清楚起见，消除了可以在典型的类似设备、系统和方法中发现的其它方面。本领域的普通技术人员可以认识到，其它元件和/或操作对于实现本文所述的设备、系统和方法可能是期望的和/或必要的。但是因为这样的元件和操作在本领域中是公知的，并且因为它们不促进对本公开的更好理解，所以在此可能不提供对这样的元件和操作的讨论。然而，本公开被认为固有地包括本领域普通技术人员将已知的对所描述的方面的所有这样的元件、变化和修改。
22.在全文中提供实施例，使得本公开充分彻底并且将所公开的实施例的范围完全传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，例如具体部件、设备和方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，不需要采用某些具体公开的细节，并且可以以不同的形式来实施实施例。因此，实施例不应被解释为限制本公开的范围。
23.本文所使用的术语仅用于描述特定实例实施例的目的，且不希望为限制性的。例如，如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包含性的，因此指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。除非明确地确定为执行顺序，否则这里描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。
24.当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“耦合到”另一部件或层时，其可以直接在另一元件或层上、直接接合到、直接连接到或直接耦合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
25.尽管术语第一、第二、第三等可以在这里用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。也就是说，除
非上下文清楚地指出，否则诸如“第一”、“第二”和其它数字术语的术语在本文使用时不暗示顺序或次序。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
26.本文公开了处理器实现的模块和打印系统，其可以提供对多种类型的数字内容的访问和转换，所述多种类型的数字内容包括但不限于背反射数据流，并且所应用的算法可以跟踪、递送、操纵、比较、转换、收发和报告所访问的内容。这些模块、应用、系统和方法的所述实施例旨在是示例性的而非限制性的。
27.连接的反射率(reflectance)，其被称为“光学背反射”或“光学回波损耗”，是沿光纤向光源反射回的光的量。这些光反射可能发生在配合的连接器的抛光端面与空气的界面之外。即，光学背反射是由光通过在光纤和另一元件或传输介质之间的界面处的折射率的改变而引起的。
28.图1中示出了可以在界面10测量光学背反射12，并且可以将其测量为信号损失(以db为单位)。此外，如本文所使用的，光学背反射12可以包括单独的背反射，以及所有反射事件的总和和在测试中的光纤系统的整个长度上的总光纤系统反向散射。本领域技术人员将理解，存在各种方法，由此可以测量反向损耗，诸如在系统入口和出口处、逐个元件地、或周期性地在线。
29.如所提及的，用于测试连接器或设备的背反射/回波损耗的各种设置可以使用光源102和功率计104。这在图2中示出。
30.更特别地，光源102可以通过耦合器106被提供到被测连接10。从连接10反射的光12可以被耦合器106分离，并且被功率计104测量。
31.为了计算背反射/回波损耗12，应当知道测试信号的幅度和耦合器106的分束比(split ratio)，包括耦合器的过量损耗。此外，来自被测系统的其余部分的反射率12也应当被减小或消除，例如通过吸收终端120。作为示例，终端可以包括设备，或者将连接器的端部插入折射率匹配凝胶或液体中。
32.当然，为了提供这种诊断，功率计104可以与诸如数据库130的比较元件相关联。作为示例，这种比较数据库可以是相关的，并且例如可以包括，对于被测试的各种指示的微型光学部件系统中的每一个，功率计上的对应于诊断元件的某些读数。
33.在实施例中，可以使用本文所讨论的任何方法来测量各个微型光学部件的光学背反射，包括光学背反射计。图3图示了2％光耦合器的背反射。图4图示了增益平坦滤波器(gff)的背反射。图5图示了光纤隔离器的背反射。图6图示了980/1550nm波分复用器(wdm)的背反射。从图3-6中可以明显看出，不同类型的微型光学部件提供了不同类型的背反射图案。因此，背反射图案可以用于微型光学设备的诊断。
34.因此，这些实施例能够使用光背反射来诊断微型光学部件，包括光放大器，例如掺铒光纤放大器(edfa)。如本文所使用的，edfa是用于提高光信号(例如通过光纤通信系统传送的那些信号)的强度的任何光中继器设备。
35.作为示例，图7示出了由微型光学部件构成的edfa 700。光学部件包括隔离器702、wdm 704、分接(tap)光电二极管(pd)706和一段(例如大约2m长)光纤710，例如掺铒光纤。例如，光背反射可用于诊断图示edfa中的光纤连接问题。
36.图8示出了当泵关闭时edfa的背反射。峰h是反射计尾纤连接器，峰a是edfa输入背
反射，峰b是隔离器1背反射，峰c是wdm背反射，峰d是wdm尾纤。当泵关闭时，输入光被吸收，因此，没有检测到来自edfa之后的反射。
37.当edfa泵开启时，可以检测到更多的edfa背反射。图9的峰e和f示出edf中的两个背反射，峰g示出隔离器2的反射，峰j示出分接pd的背反射。
38.从微型光学部件的背反射，可以建立反射峰和微型部件接合点之间的映射。作为非限制性实例，如果在中间有光纤断裂，则它将显示为强峰。而且，反射在其之后将消失，或者衰减数十db。因此，提供了一种至少在edfa中诊断微型光学部件的方法。诊断的分辨率由反射计确定。例如，在图9中，分辨率达到20微米。
39.因此，这些实施例允许使用光学背反射来诊断微型光学部件，例如edfa。作为示例，实施例可以用于诊断信号路径中的不连续性。
40.在上述详细描述中，为了本公开的简洁，各种特征可以在各个实施例中组合在一起。这种公开方法不应被解释为反映了任何随后要求保护的实施例需要比明确记载的特征更多的特征的意图。
41.此外，提供本公开的描述以使得本领域的任何技术人员能够制造或使用所公开的实施例。所属领域的技术人员将容易明白对本发明的各种修改，且本文所界定的一般原理可在不脱离本公开的精神或范围的情况下应用于其它变化。因此，本公开内容并不旨在局限于本文所描述的示例和设计，而是应当符合与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。
42.在上述详细描述中，可以看出，为了本公开的清楚和简洁，各种特征被一起分组在单个实施例中。本公开的这种方法不应被解释为反映实施例需要比本文明确叙述的更多的特征的意图。相反，本公开将涵盖本领域技术人员根据本公开将理解的对所公开的实施例的所有变化和修改。