一種高功率光纖耦合器封裝用裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高功率光纖耦合器封裝用裝置。該裝置包括由三個初步光纖和光纖束固定結構件、一個二步單束光纖固定結構件、一個二步多束光纖固定結構件構成的光纖耦合器準直系統(tǒng)和由光纖耦合器封裝體固定升降結構件構成的光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)，所有結構件均安裝在直線導軌上。采用本裝置能夠提升封裝體的散熱均勻程度；在多光纖封裝端利用二步多束光纖固定結構件將光纖束呈規(guī)則式等距分散狀態(tài)，促使光纖之間彼此不相切，提升了多光纖端散熱均勻性；由于在封裝體固定平臺上設計了與封裝體面積相同的內槽和兩側小線槽，對光纖和光纖束有保護作用，提升了整體封裝系統(tǒng)的一致性，并在光纖耦合器封裝過程中無外部應力損傷。
【專利說明】
一種高功率光纖耦合器封裝用裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及光纖耦合器封裝技術，尤其涉及一種高功率光纖耦合器封裝用裝置。
【背景技術】
[0002]為了提高光纖耦合器散熱能力，通常采用鋁合金制方形封裝外殼，鋁合金制管狀封裝外殼等結構提高散熱能力，但是其在高功率激光運行環(huán)境下，在能否實現均勻散熱能力上存在局限性，對高功率光纖耦合器錐形體在封裝體內槽位置提出高精度嚴格要求。因此需要對高功率光纖耦合器錐形體進行精密準直定位封裝，才能進一步提高高功率光纖耦合器散熱能力。傳統(tǒng)光纖耦合器封裝工藝技術難于解決光纖束封裝位置光纖彼此相切的情況及光纖彼此間所受應力是否均勻的情況，兩種情況都會在高功率激光運行的環(huán)境下引起的器件損毀。
[0003]中國專利CN202735538 U(授權公告號)公開了一種多根光纖耦合裝置。將多束光纖通過兩個定盤和轉動的相對運動實現多根光纖的耦合。此技術實現了多束光纖非相切耦合，但由于光纖耦合系統(tǒng)利用彈簧將兩端光纖拉緊，促使光纖耦合器所受應力變大，且在使用過程中易產生引起光纖耦合器損毀。
[0004]中國專利CN103424807A(申請公布號)公開了一種光纖耦合器封裝體、封裝體陣列及光纖耦合器用粘合劑。將光纖耦合器兩端固定于固定用基槽的粘合部。此技術能夠防止光纖耦合器的浪費并能夠提高部件可靠性，但此技術對兩束以上高功率光纖耦合封裝存在局限性，如何實現高功率光纖耦合器多光纖端散熱均勻性及光纖耦合器多光纖端封裝位置沒有具體描述。

【發(fā)明內容】

[0005]鑒于上述現有技術狀況和存在的問題，本實用新型針對封裝需求，特別研制一種高功率光纖耦合器封裝用裝置。將光纖耦合器錐形體精密定位在光纖耦合器封裝體內槽中央，有利于提高高功率光纖耦合器均勻散熱能力，并將提高高功率光纖耦合器可靠性和使用壽命，同時解決光纖耦合器封裝過程多束光纖彼此間相切，保持高功率光纖耦合器光纖間彼此受力均勻。
[0006]本實用新型采用的技術方案是:一種高功率光纖耦合器封裝用裝置，其特征在于:該裝置包括光纖耦合器準直系統(tǒng)和光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)，所述的光纖耦合器準直系統(tǒng)包括三個初步光纖和光纖束固定結構件、一個二步單束光纖固定結構件和一個二步多束光纖固定結構件;所述的光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)為一個光纖耦合器封裝體固定升降結構件;三個初步光纖和光纖束固定結構件、一個二步單束光纖固定結構件、一個二步多束光纖固定結構件和一個光纖耦合器封裝體固定升降結構件均安裝在直線導軌上。
[0007]本實用新型所述的光纖耦合器準直系統(tǒng)和光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)的結構件安裝在直線導軌上，從左至右的順序為:二步單束光纖固定結構件、一個初步光纖和光纖束固定結構件、光纖耦合器封裝體固定升降結構件、兩個初步光纖和光纖束固定結構件、二步多束光纖固定結構件;其中，每一個初步光纖和光纖束固定結構件均由光學開關和熱縮套管構成，熱縮套管固定在光學開關上的固定孔中；二步單束光纖固定結構件由單孔光纖固定夾固定模塊和光纖固定夾構成，光纖固定夾固定在光纖固定夾固定模塊的固定孔中；二步多束光纖固定結構件由多個光纖固定夾和多孔光纖固定夾固定模塊構成，多個光纖固定夾分別固定在多孔光纖固定夾固定模塊的固定孔中；所述光纖耦合器封裝體固定升降結構件由光纖耦合器封裝體固定平臺和升降位移平臺構成，光纖耦合器封裝體固定平臺固定在升降位移平臺上;所述的單孔光纖固定夾固定模塊、光學開關、升降位移平臺和多孔光纖固定夾固定模塊分別通過光學鐵柱與滑片固定，并通過滑片固定于直線導軌上。
[0008]本實用新型所述的光纖耦合器封裝體固定平臺上設有與光纖耦合器封裝體面積相同的內凹槽，并在內凹槽左右兩側分別設有小線槽。
[0009]采用上述技術方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:
[0010]I)本裝置在直線導軌上利用光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)和光纖耦合器準直系統(tǒng)將研制完成的光纖耦合器錐形連接體水平方向精確移動到與光纖耦合器封裝體內槽相平行位置，并且在封裝過程中將光纖耦合器錐形連接體精確封裝在光纖耦合器封裝體內槽的正中央，能夠充分的提升散熱均勻程度。
[0011]2)光纖耦合器準直系統(tǒng)平臺可將研制完成的光纖耦合器精確準直，并且在多光纖封裝端利用二步多束光纖固定結構件將光纖束呈規(guī)則式等距分散狀態(tài)，促使在多光纖封裝端光纖之間彼此不相切，提升多光纖端封裝散熱能力與單束光纖散熱均勻性。
[0012]3)本裝置的光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)中的光纖耦合器封裝體固定平臺上設計了與封裝體等大的內槽和內槽兩側的小線槽，對光纖和光纖束均擁有保護作用，提升了整體封裝系統(tǒng)水平的一致性，并在光纖耦合器封裝過程中無外部應力損傷。
【附圖說明】
[0013]圖1為本裝置的整體結構示意圖；
[0014]圖2為圖1中光纖固定夾固定模塊放大的側視圖；
[0015]圖3為圖1中多孔光纖固定夾固定模塊放大的側視圖；
[0016]圖4為圖1中光纖耦合器封裝體固定平臺和升降位移平臺的放大圖；
[0017]圖5為圖4中光纖耦合器封裝體固定平臺的俯視圖；
[0018]圖6為高功率光纖耦合器錐形體示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明:
[0020]參照圖1，本裝置包括光纖耦合器準直系統(tǒng)和光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)，光纖耦合器準直系統(tǒng)包括三個初步光纖和光纖束固定結構件、一個二步單束光纖固定結構件和一個二步多束光纖固定結構件;光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)為一個光纖耦合器封裝體固定升降結構件;三個初步光纖和光纖束固定結構件、一個二步單束光纖固定結構件、一個二步多束光纖固定結構件和一個光纖耦合器封裝體固定升降結構件均安裝在直線導軌I上。
[0021]本裝置的工作原理:首先利用三個初步光纖和光纖束固定結構件將圖6所示的高功率光纖耦合器錐形體初步固定，然后利用二步單束光纖固定結構件和二步多束光纖固定結構件將圖6所示的高功率光纖耦合器錐形體再次固定，最后通過調節(jié)光纖耦合器封裝體固定升降結構件將6所示的高功率光纖耦合器錐形體中心耦合區(qū)域精確的空間固定在光纖耦合器封裝體內部。利用圖1所示的高功率光纖耦合器封裝用裝置將圖6所示的高功率光纖耦合器中心耦合區(qū)域精確定位于光纖耦合器封裝體中央位置后，由于高功率光纖耦合器封裝體結構采取上下結構模型，置于本裝置內的封裝體結構是光纖耦合器封裝體下半部分結構，上下兩封裝體需要通過兩側螺絲對整個光纖耦合器封裝體結構進行初步機械固定。在光纖耦合器封裝體兩側出口位置涂點Cargille 0608光學凝膠，將圖6所示的高功率光纖耦合器中心耦合區(qū)域封裝于光纖耦合器封裝體內部。
[0022]本裝置的初步光纖固定結構件包括光學開關和熱縮套管，通過三個初步光纖固定結構件將完成拉錐光纖耦合器固定在光纖耦合器封裝體固定升降結構件上表面內部凹槽上，光纖耦合器封裝體與結構件上表面內部凹槽面積相同設計，通過精密型手動升降位移平臺將封裝體移動到光纖耦合器錐形體正下方，并與封裝體上表面在同一水平面上。由于高功率光纖耦合器封裝體結構采取上下結構模型，置于本裝置內的是光纖耦合器封裝體下半部分結構，光纖耦合器封裝體一般內部結構為圓筒狀，將光纖耦合器錐形體置于光纖耦合器封裝體下半部分正下方，正好與光纖耦合器橫向中心方向相一致；同時將光纖耦合器錐形體與光纖耦合器封裝體下半部分水平方向一齊，則再與光纖耦合器縱向中心方向相一致，如此一來，光纖彼此間不相切，封裝完成的光纖耦合器光纖端部均位于光纖耦合器封裝體內槽中央。
[0023]實施例:參照圖1至圖5，本裝置的光纖耦合器準直系統(tǒng)和光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)的結構件安裝在直線導軌I上，從左至右的順序為:二步單束光纖固定結構件、一個初步光纖和光纖束固定結構件、光纖耦合器封裝體固定升降結構件、兩個初步光纖和光纖束固定結構件、二步多束光纖固定結構件。其中，每一個初步光纖和光纖束固定結構件均由光學開關4和熱縮套管5構成，熱縮套管5固定在光學開關4上的固定孔中；為了防止光纖在固定過程中損傷，用熱縮套管在將要固定的光纖或者多光纖部位進行圈套，然后應用光學開關對熱縮套管進行固定，由于光學開關的開關可控性有利于對光纖耦合器初步定位。二步單束光纖固定結構件由單孔光纖固定夾固定模塊2和光纖固定夾3構成，光纖固定夾3固定在光纖固定夾固定模塊2的固定孔中。二步多束光纖固定結構件由多個(七個或十九個)光纖固定夾3和多孔光纖固定夾固定模塊11構成，多個光纖固定夾3分別固定在多孔光纖固定夾固定模塊11的固定孔中。光纖耦合器封裝體固定升降結構件由光纖耦合器封裝體固定平臺8和升降位移平臺9構成，光纖耦合器封裝體固定平臺8固定在升降位移平臺9上;升降位移平臺9采用的是精密型手動升降位移平臺。單孔光纖固定夾固定模塊2、光學開關4、升降位移平臺9和多孔光纖固定夾固定模塊11分別通過光學鐵柱6與滑片7固定，并通過滑片7固定于直線導軌I上。
[0024]參照圖5，本裝置的光纖耦合器封裝體固定平臺8上設有與光纖耦合器封裝體面積相同的內凹槽13，并在內凹槽13左右兩側分別設有小線槽14，小線槽的寬度與深度均遠大于光纖束直徑，以防止封裝過程中，由于應力而引起的斷纖現象。光纖耦合器封裝體固定平臺8的內凹槽13的設計長度、寬度均與光纖耦合器封裝體相一致，其設計高度均與光纖耦合器封裝體高度的一半相一致。
[0025]圖1所示的本裝置單光纖端12的二步單束光纖固定結構件的光纖固定夾3直徑為7mm；圖2所示的單孔光纖固定夾固定模塊2上設計一個相對光纖固定夾(直徑:7mm)略大的固定孔，并用螺釘將光纖固定夾3再次固定在單孔光纖固定夾固定模塊2上，后利用光學鐵柱6和滑片7將整個結構件固定于直線導軌I上。為了防止光纖在固定過程中損傷，用熱縮套管5將要固定的光纖或者光纖束部位進行圈套，再用光學開關4對熱縮套管5進行固定，有利于對光纖親合器的初步定位。
[0026]在本裝置單光纖端12的初步光纖和光纖束固定結構件，固定光纖用熱縮套管5直徑大小要盡量接近光纖大小，以便精確固定，例如:光纖直徑為250um，則熱縮套管直徑在500um。本裝置多光纖端10有兩個初步光纖和光纖束固定結構件，因為多光纖端10二步多束光纖固定結構件結構分布分散的因素導致多光纖端10從左側到右側光纖束呈散射狀分布，所以在多光纖端10設計兩個初步光纖和光纖束固定結構件理由是為了使多光纖端10平穩(wěn)過渡，實現多光纖端10光纖間彼此不相切，且光纖端10光纖間所受應力最小化。本裝置多光纖端10距離升降位移平臺9較近的初步光纖和光纖束固定結構件中熱縮套管5直徑大小為光纖束捆綁最小直徑大小的兩倍為最佳，以防止熱縮套管5太小，使得光纖在熱縮套管5內部打結，光纖之間相切，而不能滿足封裝要求。例如:多光纖端10為七根光纖，單根光纖直徑:250um，則熱縮套管5直徑在1500um。而本裝置多光纖端10距離多孔光纖固定夾固定模塊11較近的初步光纖和光纖束固定結構件中熱縮套管5直徑大小為光纖束捆綁最小直徑大小的四倍為最佳，例如:多光纖端10為七根光纖，單根光纖直徑:250um，則熱縮套管5直徑在3000um。
[0027]本裝置多光纖端10的二步多束光纖固定結構件包括七個(或十九個)光纖固定夾3，圖3所示的多孔光纖固定夾固定模塊11上設有七個相對光纖固定夾直徑略大的固定孔，并由光學鐵柱6和滑片7將整個結構件固定于直線導軌I上。圖3所示的多孔光纖固定夾固定模塊11中多孔設計理念是等邊對稱結構，例如:七孔光纖固定夾固定模塊則為等邊六邊形。設計理由是為防止光纖束間相互并攏，打結，相切，并能更精確定位光纖間相互位置，有利于光纖間散熱效果，提升封裝效果。
[0028]參照圖4和圖5，將光纖耦合器封裝體用螺絲固定在本裝置的光纖耦合器封裝體固定平臺8的內凹槽13中。圖4所示的升降位移平臺9是精密型手動升降位移平臺，將光纖耦合器封裝體固定平臺8固定在精密型手動升降位移平臺上，并由光學鐵柱6和滑片7將整個結構件固定于直線導軌I上。對準過程應用高分辨率C⑶照相機進行精確對準。
【主權項】
1.一種高功率光纖耦合器封裝用裝置，其特征在于:該裝置包括光纖耦合器準直系統(tǒng)和光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)，所述的光纖耦合器準直系統(tǒng)包括三個初步光纖和光纖束固定結構件、一個二步單束光纖固定結構件和一個二步多束光纖固定結構件;所述的光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)為一個光纖耦合器封裝體固定升降結構件;三個初步光纖和光纖束固定結構件、一個二步單束光纖固定結構件、一個二步多束光纖固定結構件和一個光纖耦合器封裝體固定升降結構件均安裝在直線導軌上。2.根據權利要求1所述的一種高功率光纖耦合器封裝用裝置，其特征在于:所述光纖耦合器準直系統(tǒng)和光纖耦合器固定封裝升降系統(tǒng)的結構件安裝在直線導軌(I)上，從左至右的順序為:二步單束光纖固定結構件、一個初步光纖和光纖束固定結構件、光纖耦合器封裝體固定升降結構件、兩個初步光纖和光纖束固定結構件、二步多束光纖固定結構件;其中，每一個初步光纖和光纖束固定結構件均由光學開關(4)和熱縮套管(5)構成，熱縮套管(5)固定在光學開關(4)上的固定孔中；二步單束光纖固定結構件由單孔光纖固定夾固定模塊(2)和光纖固定夾(3)構成，光纖固定夾(3)固定在光纖固定夾固定模塊(2)的固定孔中；二步多束光纖固定結構件由多個光纖固定夾(3)和多孔光纖固定夾固定模塊(11)構成，多個光纖固定夾(3)分別固定在多孔光纖固定夾固定模塊(11)的固定孔中；所述光纖耦合器封裝體固定升降結構件由光纖耦合器封裝體固定平臺(8)和升降位移平臺(9)構成，光纖耦合器封裝體固定平臺(8)固定在升降位移平臺(9)上;所述的單孔光纖固定夾固定模塊(2)、光學開關(4)、升降位移平臺(9)和多孔光纖固定夾固定模塊(11)分別通過光學鐵柱(6)與滑片(7)固定，并通過滑片(7)固定于直線導軌(I)上。3.根據權利要求2所述的一種高功率光纖耦合器封裝用裝置，其特征在于:所述的光纖耦合器封裝體固定平臺(8)上設有與光纖耦合器封裝體面積相同的內凹槽(13)，并在內凹槽(13)左右兩側分別設有小線槽(14)。
【文檔編號】G02B6/26GK205484902SQ201620191140
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】龍潤澤, 張鵬, 黃榜才, 王曉龍, 梁小紅
【申請人】中國電子科技集團公司第四十六研究所