專利名稱：光纖排列裝置及用該排列裝置制成的光纖陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由多根光纖組成的光纖陣列，其中這些光纖彼此大致平行且相互間具有預(yù)定間距地排列，更具體地，本發(fā)明涉及一種使光纖陣列易于制成的光纖排列裝置(aligning implement)，及使用該排列裝置制成的光纖陣列。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道，使用排列裝置或元件來制作光纖陣列，該排列裝置或元件用來排列彼此基本平行且相互間具有預(yù)定間隙的多根光纖。光纖陣列可用在例如能夠傳輸和/或接收多個光信號的光學(xué)模塊中，以將來自表面光發(fā)射型光學(xué)元件(諸如激光二極管)陣列的多個光信號傳輸?shù)酵怆娐贰⑵骷蜓b置等，或者將來自外電路、器件或裝置等的多個光信號輸入進(jìn)表面光接收型光學(xué)元件(諸如光電二極管陣列)。另外，光纖陣列也用在光學(xué)連接器，或者用在將兩個光纖陣列相互連接的情形中。
圖1是一個顯示現(xiàn)有技術(shù)光纖陣列的前視圖，該光纖陣列由使用現(xiàn)有技術(shù)的光纖排列裝置制成，圖2是顯示圖1中現(xiàn)有技術(shù)光纖陣列一種情形的前視圖，其中形成有V槽的基板和該光纖排列裝置的蓋件處于分離狀態(tài)。用于這種光纖陣列的光纖排列裝置10包括形成有V槽的基板12和蓋件13，在具有大致矩形或方形平面形狀的基板(例如單晶硅基板)的一個表面(在圖中是頂面)上形成有多個(在本例中是8)基本彼此平行且相互間具有預(yù)定間距的V槽14(每一個都具有V形的截面)，蓋件13具有大致矩形或方形的平面形狀，其安裝在形成有V槽的基板12的頂面上。
多個(在本例中是8個)光纖11分別設(shè)置在形成有V槽的基板12的相應(yīng)V槽14中，蓋件13安裝和固定在形成有V槽的基板12的頂面上，使蓋件13覆蓋V槽14的表面。從而，如圖1所示，每根光纖11定位且固定于相應(yīng)V槽14內(nèi)，且該多根光纖11以預(yù)定間距排列，由此制成光纖陣列。由于V槽14被高精度地排列和成型，因此定位且固定在各個V槽14內(nèi)的多根光纖11就能以預(yù)定間距且高精度排列。此外，一般地，在使用粘合劑將外表面具有護(hù)套或外套的光纖11固定在形成有V槽的基板12上時，用流向形成有V槽的基板12的V槽14和蓋件13的粘合劑將蓋件13與光纖11一道粘合并固定在形成有V槽的基板12上?？梢允褂闷渌魏问侄螌⑸w件13固定在形成有V槽的基板12上，這是無需贅述的。
接下來，參考圖3至5詳細(xì)描述一種上述光纖陣列的制作方法。圖3是顯示圖1和圖2中形成有V槽的基板12的平面圖；圖4是顯示光纖11已經(jīng)在圖3所示形成有V槽的基板12上的排列狀態(tài)的平面圖；圖5的平面圖顯示蓋件13已經(jīng)安裝在形成有V槽的基板12上，使蓋件13覆蓋形成有V槽的基板12的V槽14的表面。如圖3所示，在該例中，形成有V槽的基板12是一個具有大致方形平面的板狀基板，在其大致中心部分上形成有從其上部邊緣線性延伸至下部邊緣的梯狀部分15，且在該線形梯狀部分15的兩側(cè)均形成有厚度(高度)彼此不同的兩個區(qū)域。每個區(qū)域在平面內(nèi)都具有大致矩形形狀。在圖示的例子中，在平面內(nèi)均具有矩形形狀的兩個區(qū)域12L和12R分別形成在梯狀部分15的左側(cè)和右側(cè)，相互間具有預(yù)定間距的多個(在此例中是八個)V槽14高精度地形成在左側(cè)區(qū)域12L上。該形成有V槽的基板12其右側(cè)區(qū)域12R的厚度小于形成有V槽14的左側(cè)區(qū)域12L的。
在形成有V槽的基板12的左側(cè)區(qū)域12L和右側(cè)區(qū)域12R之間存在著厚度或高度不同的原因是為使每根光纖11都能接觸到相應(yīng)V槽的兩壁表面以將光纖11緊密定位并固定在相應(yīng)V槽14內(nèi)，如圖1和2所示。正如圖4和5所示，由于只有光纖(具有線芯和覆蓋線芯外表面的包層)設(shè)置在V槽14內(nèi)，因此當(dāng)V槽14的表面覆蓋蓋件13時，光纖11很難被緊密地定位并固定在相應(yīng)的V槽14內(nèi)，除非形成有V槽的基板12右側(cè)區(qū)域12R的厚度小于左側(cè)區(qū)域12L的(即除非右側(cè)區(qū)域12R的高度低于左側(cè)區(qū)域12L的)，其中包覆光纖11且具有較大直徑的護(hù)套(外套)11B置于右側(cè)區(qū)域12R上。因此，優(yōu)選的是，將該形成有V槽的基板12的左側(cè)區(qū)域12L和右側(cè)區(qū)域12R的厚度差或高度差設(shè)置為等于或些微大于光纖11和外套11B的直徑差。
如圖4所示，將光纖11分別設(shè)置在圖3所示的形成有V槽的基板12的相應(yīng)V槽14內(nèi)，同時將光纖11的外套11B設(shè)置在右側(cè)區(qū)域12R上，然后排列光纖11。接下來，如圖5所示，將蓋件13安裝在該形成有V槽的基板12的左側(cè)區(qū)域12L上，使得蓋件13覆蓋形成有V槽的基板12的V槽14的表面，然后用粘合劑將蓋件固定在基板12上。其后，切斷并移除光纖11伸出左側(cè)區(qū)域12L端面的部分，從而制成光纖陣列。
而且，在已經(jīng)切斷光纖11的伸出部分之后，優(yōu)選的是研磨并拋光光纖11的端面。在這種情形下，該形成有V槽的基板12左側(cè)區(qū)域12L的端面(V槽14的端面)和蓋件13的端面可以與光纖11的端面一道被研磨并拋光。
如果使用像上述現(xiàn)有技術(shù)那樣的形成有V槽的基板12來制造光纖陣列，則就需要一個接一個地將光纖11放置在形成有V槽的基板12其相應(yīng)的V槽14內(nèi)，而且需要高精度地將光纖11的外套11B排列在形成有V槽的基板12上。由于每個V槽14的寬度都非常窄，且每根光纖11的直徑很小，從而上述工作非常復(fù)雜麻煩，因此就存在著要花費大量時間而且還需要熟練技術(shù)這樣的問題。
另一方面，例如在日本專利申請公開NO.02-26395(26395/1990)中描述了另一種現(xiàn)有技術(shù)的光纖排列裝置。與上述現(xiàn)有技術(shù)用于將多根光纖排列成一排的排列裝置不同，這種現(xiàn)有技術(shù)排列裝置用來將多根光纖排列成多排。參考圖6至8，將簡要說明該披露在日本專利申請公開NO.02-26395中的現(xiàn)有技術(shù)排列裝置。
如圖6所示，在這種現(xiàn)有技術(shù)光纖排列裝置中，提供一個定位板20，在該定位板20中以矩陣方式(在此例中，是一個4×8矩陣)形成有穿過基板22的多個通孔21，每個通孔21都具有大致菱形的截面，基板22的平面大致為矩形的形狀。該光纖排列裝置是通過使用兩個定位板20來構(gòu)造的。如圖7所示，將該兩個定位板20A和20B的一個放置在另一個之上，兩個定位板20A和20B的菱形通孔21A和21B(圖8)彼此對準(zhǔn)，然后將光纖11插進(jìn)相應(yīng)的通孔21A和21B中且一根光纖插入一個孔。隨后，如圖8中箭頭23所示，例如將前側(cè)定位板20A沿連接每個通孔21B其兩個相對銳角的對角線的延長方向移動。從而，每根光纖11保持在前側(cè)定位板20A每個通孔21A的壁面之間，形成每個通孔21A的兩個銳角中一個角的壁面之間，后側(cè)定位板20B對應(yīng)通孔21B的壁面之間，形成每個通孔21B兩個相對銳角的壁面之間，如圖8所示。因此，該32根光纖11能排列成四排，即矩陣4×8，每排有八根光纖。如果使用一個其中多個通孔21穿過基板22形成一行的定位板，也可將多根光纖11排列成一行，其中的每個通孔21都具有大致菱形的截面，基板22具有大致矩形的平面。
在采用上述日本專利申請公開NO.02-26395的兩個定位板來將多根光纖排列成一排或多排的情形下，僅需將多根光纖插入兩個定位板的具有大致菱形形狀的對應(yīng)通孔即可，該兩個定位板的一個置于另一個之上。因此，不必要像上述第一現(xiàn)有技術(shù)那樣一個接一個的將光纖高精度地排列在形成有V槽的基板上。從而，也不需要進(jìn)行非常復(fù)雜、麻煩且費時的工作，而且也不需要熟練的技術(shù)。因此，可以相對容易地排列多根光纖。
然而，在上述日本專利申請公開NO.02-26395披露的這種現(xiàn)有技術(shù)中，兩個定位板從光纖側(cè)面沿軸向?qū)γ扛饫w不同的位置施加有相反方向的壓力，也即，對每根光纖施加有一對壓力。結(jié)果，例如由于這對壓力的彎矩而使光纖末端偏離或偏斜，就會出現(xiàn)不能高精度地實現(xiàn)光纖定位的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種光纖排列裝置，借助于該排列裝置，可以容易地以高精度使多根光線彼此對齊。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種通過使用上述光纖排列裝置制成的、具有高精度的光纖陣列。
為了實現(xiàn)前述目的，在本發(fā)明的第一個方面，提供一種用于排列多根光纖的光纖排列裝置，其適于用在光纖陣列中，光纖陣列具有彼此大致平行排列且相互間有預(yù)定間距的多根光纖，排列裝置包括基板，其具有形成在該基板一個表面上彼此大致平行且具有預(yù)定間距的多個隆起；和蓋件，其具有形成在該蓋件一個表面上彼此大致平行且具有預(yù)定間距的多個隆起，其中基板隆起的寬度和蓋件隆起的寬度被設(shè)定為這樣的值，使得在基板的隆起和蓋件的隆起處于彼此嚙合狀態(tài)時，蓋件相對于基板沿大致垂直于隆起的方向可移動，基板和蓋件設(shè)置成在基板的隆起和蓋件的隆起處于彼此嚙合狀態(tài)時，蓋件沿大致垂直于隆起的方向相對于基板的滑動促使每根光纖被夾在、定位并保持在基板各隆起的壁面與蓋件各相應(yīng)隆起的壁面之間。
在一個優(yōu)選實施例中，基板的一個表面設(shè)置成其一側(cè)的厚度大于其另一側(cè)的厚度，隆起形成在該較厚的側(cè)面上，每根都具有護(hù)套的光纖置于該較薄側(cè)面上。
在另一個優(yōu)選實施例中，至少一個導(dǎo)槽沿大致垂直于隆起的方向形成在基板或蓋件的其中一個上，而且被裝入導(dǎo)槽中并被導(dǎo)槽引導(dǎo)的至少一個突起形成在基板或蓋件的另一個上。
基板和蓋件可以通過對硅基板進(jìn)行干式蝕刻來形成。或者，基板和蓋件可以通過對硅基板進(jìn)行干式蝕刻來形成。
在本發(fā)明的第二方面，提供一種包括前述光纖排列裝置的光纖陣列。
在如上的結(jié)構(gòu)中，每根光纖僅放置在對基板相鄰隆起間的光纖來說具有相對充足地方的空間內(nèi)，并且不需要精確地排列光纖。從而，將光纖置于基板上的工作就變得非常容易，而且可以大大縮短工作時間。因此工作效率顯著提高。另外，蓋件的隆起和基板的隆起只是彼此嚙合，使得每根光纖定位在蓋件的一個隆起與基板相應(yīng)的一個隆起之間，并通過滑動蓋件來固定和保持各光纖，從而在兩隆起的兩個壁面之間夾住每根光纖。因此，每根光纖在沿軸向的相同位置處被施加推力或壓力?；诖?，光纖可被穩(wěn)定地定位、保持并高精度地排列。


圖1是顯示使用現(xiàn)有技術(shù)的光纖排列裝置制成的現(xiàn)有技術(shù)光纖陣列的前視圖；圖2是顯示圖1中現(xiàn)有技術(shù)光纖陣列其形成有V槽的基板與排列裝置的蓋件處于相分離狀態(tài)的前視圖；圖3是顯示圖1和2中形成有V槽的基板的平面圖；圖4是顯示多根光纖處于已被設(shè)置且排列在圖3所示該形成有V槽的基板上的狀態(tài)的平面圖；圖5是顯示蓋件已經(jīng)安裝在圖4所示形成有V槽的基板上的狀態(tài)的平面圖；圖6是圖解作為另一種現(xiàn)有技術(shù)其光纖排列裝置一個部件的定位板的透視圖；圖7是顯示通過使用圖6所示的兩個定位板、多根光纖已經(jīng)排列成多行的狀態(tài)的透視圖；圖8圖解說明光纖被兩個通孔定位并保持的方式，其中的每個通孔都具有大致菱形形狀的截面；
圖9是顯示使用依照本發(fā)明第一實施例的光纖排列裝置制成的本發(fā)明的光纖陣列的透視圖；圖10A、10B和10C是說明圖9中光纖陣列制作過程的前視圖；圖11A、11B和11C是說明圖9中光纖陣列制作過程的平面圖；圖12顯示依照本發(fā)明第二實施例的排列裝置的基板，其中圖12A是該基板的平面圖，圖12B是圖12A的左側(cè)視圖，圖12C是圖12A的底部側(cè)視圖；圖13顯示依照本發(fā)明第二實施例的排列裝置的蓋件，其中圖13A是該蓋件的平面圖，圖13B是圖13A的左側(cè)視圖，圖13C是圖13A的底部側(cè)視圖；圖14A、14B和14C是說明使用依照本發(fā)明第三實施例的光纖排列裝置制成的本發(fā)明的光纖陣列其制作過程的前視圖；圖15A是顯示依照本發(fā)明第四實施例的光纖排列裝置的蓋件和排列裝置的基板處于分離狀態(tài)的前視圖，圖15B是圖15A的右側(cè)視圖；圖16A是顯示依照本發(fā)明第四實施例的光纖排列裝置的蓋件和排列裝置的基板處于彼此嚙合狀態(tài)的前視圖，圖16B是圖16A的右側(cè)視圖；圖17A至17G是用來說明圖15A和16A所示的光纖排列裝置的基板制作過程的前視圖；圖18A至18G分別是圖17A至17G的右側(cè)視圖；圖19A至19D是說明圖15A和16A中光纖排列裝置的蓋件制作過程的前視圖；圖20A至20D分別是圖19A至19D的右側(cè)視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，參看圖9至20來詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。但是，本發(fā)明也可以以許多其他形式實施，從而不應(yīng)將本發(fā)明限制為下述的這些實施例；相反地，所提供的這些實施例僅在于為了使本發(fā)明的公開比較詳盡和比較充分，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全提供本發(fā)明的范圍。
首先，將參看圖9至11詳細(xì)描述依照本發(fā)明第一實施例的光纖排列裝置以及使用該第一實施例的光纖排列裝置制成的本發(fā)明的光纖陣列。
圖9是顯示使用本發(fā)明第一實施例的光纖排列裝置制成的本發(fā)明的光纖陣列的透視圖；圖10A、10B和10C是說明圖9中所示光纖陣列制作過程的前視圖；圖11A、11B和11C是說明圖9中所示光纖陣列制作過程的平面圖。此外，在圖9至11中，對應(yīng)于圖1至5中的元件、部件和部分將用相同的附圖標(biāo)記表示，除非必要，將省略對其的描述。
該第一實施例的光纖排列裝置30包括具有大致矩形平面的蓋件32和具有大致矩形或方形平面的基板31。如圖11A所示，在該實施例中，基板31是具有大致方形平面的板狀部件，在該基板31的一個表面(該實施例中是頂面)的大致中心部分上形成有從其頂端向其底端線性延伸的梯狀部分35，以使在該線性梯狀部分35的兩側(cè)(圖中的左側(cè)和右側(cè))形成有厚度(高度)彼此不同的第一區(qū)域31L和第二區(qū)域32R。每個區(qū)域31L和31R在平面內(nèi)都具有大致矩形的形狀。在該具有大致平面矩形且處于梯狀部分35一側(cè)的第一區(qū)域31L之上高精度地形成有多個(本例中是8個)彼此平行且相互間具有預(yù)定間距的隆起或肋33。這些隆起33從第一區(qū)域31L主側(cè)面的邊緣向處于梯狀部分35另一側(cè)的第二區(qū)域31R延伸。隆起33的間距設(shè)定等于要制作的光纖陣列中光纖的間距。各隆起33都具有大致矩形的截面，直立于基板31的頂面，并延伸至接近梯狀部分35的位置處。
光纖11分別置于在該第一區(qū)域31L相鄰隆起33間形成的狹長間隔上。而且，在本例中，形成在第一區(qū)域31L上隆起33中的圖10A中最左側(cè)的隆起33E(圖11A中最上面的隆起33E)通過使在該最左側(cè)隆起33E的外部留有一個狹長區(qū)域(位于該最左側(cè)隆起33E和該第一區(qū)域31L一端之間)而形成在第一區(qū)域31L的一個位置上，該狹長區(qū)域具有的寬度足以在其上放置一根光纖。從而，光纖11放置在該隆起33E外側(cè)留有的狹長區(qū)域上。因此，在基板31上放置等于隆起33數(shù)目的光纖11。
光纖11在基板31上從位于梯狀部分35另一側(cè)的具有大致矩形平面的第二區(qū)域31R向位于梯狀部分35一側(cè)的第一區(qū)域31L延伸，具有護(hù)套或外套11B的光纖11置于第二區(qū)域31R上?；诖?，類似于上述第一種現(xiàn)有技術(shù)，該第二區(qū)域31R的厚度應(yīng)小于(或高度應(yīng)低于)第一區(qū)域31L的。優(yōu)選的是基板31第一區(qū)域31L和第二區(qū)域31R之間的厚度差或高度差被設(shè)定等于或稍微大于光纖11直徑和外套11B直徑之差。
蓋件32是具有大致矩形平面的板狀部件，如圖9、11B和11C所示，并安裝在基板31上，使蓋件32覆蓋基板31第一區(qū)域31L的頂面。因此，正如從圖11B和11C可以看出的，蓋件32的平面尺寸大致等于基板31第一區(qū)域31L的尺寸。
蓋件32具有多個(本例中是8)高精度地形成在其底面的隆起或肋34，這些隆起或肋彼此平行且具有與基板31的隆起33相同的間距。這些隆起34從蓋件32一個主側(cè)面的邊緣向蓋件32另一個主側(cè)面的邊緣延伸。各隆起34都具有大致矩形的截面，直立于蓋件32的底面，且延伸至接近該另一個主側(cè)面邊緣的位置。正如從圖10A可以看出的，在這些形成在蓋件32的隆起34中，位于蓋件32端部位置處的隆起34E是通過使在隆起34E的外側(cè)留有一個狹長區(qū)域來形成在蓋件32的一個位置上的，其中隆起34E與在基板31一個端部位置上形成的隆起33E相對，狹長區(qū)域具有的面積大致等于基板31上形成在其一個端部位置處的隆起33E外留有的狹長區(qū)域的面積。
基板31各隆起33的高度和寬度大致等于蓋件32各隆起34的高度和寬度，且其高度尺寸被設(shè)置成大致等于光纖11直徑。原因如圖9、10B和10C所示，當(dāng)蓋件32的隆起34與基板31的隆起33嚙合時，光纖11接觸蓋件32的底面和基板31的頂面。另外，基板31各隆起33的長度大致等于蓋件32各隆起34的長度，相應(yīng)地，相鄰隆起34間形成的每個狹長間隔的長度和寬度也大致等于基板31相鄰隆起33間形成的每個狹長間隔的長度和寬度。每個間隔的寬度依賴于光纖陣列的光纖間距，在本例中，該寬度被設(shè)定為大致等于光纖11直徑的三倍。
現(xiàn)在，參看圖10A至10C和圖11A至11B描述一種采用上述構(gòu)造的光纖排列裝置30制作光纖陣列的方法。
首先，如圖10A和11A所示，將光纖(具有線芯和包層)11置于基板31相鄰隆起33之間的相應(yīng)間隔內(nèi)，一個間隔放置一根光纖，且將一根光纖置于基板31一端處隆起33E外的狹長區(qū)域上。在此情形中，將光纖11覆蓋有外套11B的部分置于基板31的第二區(qū)域31R上。
接下來，將蓋件32放置在基板31的第一區(qū)域31L上，然后將蓋件32的隆起34與基板31的隆起33相嚙合，使每根光纖11定位在蓋件32的隆起34和基板32對應(yīng)的隆起32之間，如圖10B和11B所示。
然后，沿使每根光纖11在蓋件32的隆起34和基板31對應(yīng)隆起33之間被卡持的方向(在圖10B中朝左側(cè))滑動蓋件32，如圖10B中箭頭37所示。借助于蓋件32的這種滑動，蓋件32隆起34的壁面將每根光纖11向基板31對應(yīng)隆起33的壁面按壓，從而光纖11被分別夾在并保持在隆起34的壁面和隆起33的壁面之間，如圖10C所示。
因此，每根光纖11在其兩個側(cè)面部分上被蓋件32的隆起34的壁面和基板31的對應(yīng)隆起33的壁面定位和固定，同時在其頂部和底部上被蓋件32的底面和基板31的頂面定位和固定。結(jié)果，多根光纖11就以預(yù)定間距并以高精度排列。此外，每根光纖11都在軸向的相同位置處被施加了推力或壓力。
在如上所述光纖11已經(jīng)由光纖排列裝置30定位和排列的狀態(tài)下，如圖9的虛線所示，從排列并置于基板31第二區(qū)域31R上光纖11的外套11B上面將例如粘合劑38施加在外套11B上。當(dāng)將粘合劑38施加在外套11B上時，優(yōu)選的是稍微傾斜基板31以使粘合劑38能朝基板31的第一區(qū)域31L流動。從而光纖11的外套11B粘合并固定在基板31上，而且粘合劑38向基板31的第一區(qū)域31L流動并進(jìn)入基板31和蓋件32之間，使得基板31和蓋件32彼此粘合并固定，同時光纖11也被粘合并固定在基板31和蓋件32上。作為粘合劑，例如可使用環(huán)氧系列的熱固化粘合劑。無需說明的是，也可使用除粘合劑之外的其它手段來將光纖11的外套11B固定在31基板上，將基板31和蓋件32彼此固定，以及將光纖11固定到基板31和蓋件32上。
在使用如上所述構(gòu)造的光纖排列裝置30的情況下，正如從圖11A中可以很容易理解那樣，每根光纖11僅置于基板31相鄰隆起33間的對光纖11來說相對充足的間隔內(nèi)，而且不需要精確地排列光纖11。從而，與將多根光纖一根光纖一個槽地設(shè)置在V槽內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)相比，將光纖11置于基板31上的工作就變得非常容易，因而可以大大減少工作時間。從而顯著提高工作效率。另外，通過彼此嚙合蓋件32的隆起34和基板31的隆起33并相對基板31滑動蓋件32定位并固定各個光纖11，使得每根光纖11設(shè)置在蓋件32的一個隆起34和基板31對應(yīng)的一個隆起33之間。因此，每根光纖11在軸向的相同位置處被施加推力或壓力。由此，完全不會出現(xiàn)例如光纖末端偏移或偏斜的問題，從而可使光纖11高精度地定位、固定和排列。因此，采用該第一實施例的光纖排列元件，就能很容易地制成圖9中所示具有高精度的光纖陣列。
此外，在該第一實施例中，基板31各隆起33的寬度和蓋件32各隆起34的寬度設(shè)定為相同的尺寸和值。各隆起34的寬度和各隆起33的寬度被設(shè)定為這樣的尺寸，以致于在蓋件32和基板31已經(jīng)結(jié)合在一起、使每根光纖11定位在蓋件32的一個隆起34與基板31相應(yīng)一個隆起44之間的情況下(即蓋件32的隆起32和基板31的隆起33已經(jīng)彼此嚙合)，蓋件32相對于基板31沿各光纖11被蓋件32和基板31夾住及固定的方向是可移動的。例如，假定各隆起34的寬度和各隆起33的寬度設(shè)定為相同的值W，光纖11的排列間距為P，每根光纖11的直徑是D，則各隆起33和34的寬度W可以被設(shè)定為滿足下面不等式的一個值W＜(P-D)/2在這種情況下，如果各隆起33和34的寬度W設(shè)定為由不等式W＜＜(P-D)/2定義的一個值，則基板31相鄰隆起33之間的每個間距都可進(jìn)一步地加寬(蓋件32相鄰隆起34之間的每個間距也進(jìn)一步加寬)。因此，就得到一個優(yōu)點將光纖11置于基板31的工作變得更加容易。
將光纖11伸出光纖排列裝置30端面的部分切斷并移除以提供完成了的光纖陣列，如圖9所示。優(yōu)選的是，在光纖11的伸出部分被切斷之后，研磨并拋光光纖11的端面。在這種情況下，可以將光纖排列裝置30的端面(即蓋件32的端面和基板31的端面)與光纖11的端面一道進(jìn)行研磨和拋光。
此外，盡管沒有表示，但也可以在每根光纖11伸出光纖排列裝置30端面固定長度的狀態(tài)下將光纖11伸出光纖排列裝置30端面的部分切除，該光纖11固定長度的伸出部分置于基板的V槽內(nèi)，且一個伸出部分放置在一個V槽內(nèi)，基板V槽的間距等于光纖11的間距，從而光纖11耦合在基板上。
接下來，參看圖12和13描述本發(fā)明第二實施例的光纖排列裝置。
該第二實施例的光纖排列裝置包括圖12中顯示的基板45和圖13中顯示的蓋件46。該基板45是一個具有大致矩形平面的板狀部件，如圖12所示，類似于第一實施例中的基板31，在基板45的一個表面(本例中是頂面)的大致中心部分上形成有從其頂端向其底端線性延伸的梯狀部分35，在該線性梯狀部分35的兩側(cè)(圖中的左側(cè)和右側(cè))形成厚度(高度)彼此不同的第一區(qū)域45L和45R。該第一區(qū)域45L具有大致方形的平面，該第二區(qū)域45R具有大致矩形的平面。在該第一區(qū)域45L上高精度地形成有多個(在本例中是8)彼此平行且相互間具有預(yù)定間距的隆起或肋33。這些隆起33從第一區(qū)域45L的左邊緣朝第二區(qū)域45R延伸。隆起33的間距被設(shè)定成等于要制成的光纖陣列其光纖的間距。各隆起33具有大致矩形的截面，直立于基板45的頂面，且延伸至接近梯狀部分35的位置。另外，第二區(qū)域45R具有小于第一區(qū)域45L的厚度(即高度低于第一區(qū)域45L的)。
在該第二實施例中，在有八個隆起33排列且并置的大致為矩形區(qū)域的兩側(cè)在第一區(qū)域45L上形成有沿垂直于隆起33方向的狹長的第一和第二蓋件安放部分43A和43B。該第一和第二蓋件安放部分43A和43B與隆起33具有相同的高度和相同的長度。形成在圖中上部的第一蓋件安放部分43A的寬度大于形成在圖中下部的第二蓋件安放部分43B。在該第一和第二蓋件安放部分43A和43B的大致中心部分上沿垂直于隆起33的方向分別形成有預(yù)定寬度的第一導(dǎo)槽41A和預(yù)定寬度的第二導(dǎo)槽41B。這些導(dǎo)槽41A和41B具有大致矩形或方形的截面。
蓋件46是具有大致方形平面的板狀部件，如圖13A中所示，類似于第一實施例中的蓋件32，它帶有多個(本例中是8條)彼此平行且高精度地形成在其一個表面上的隆起或肋34，這些隆起或肋34具有與基板45的隆起33相同的間距。這些隆起34從圖中蓋件46的左邊向相對該左邊的右邊延伸。各隆起34具有大致矩形的截面，直立于蓋件46的底面，且延伸至接近右邊的位置。
在這些隆起34排列且并置的大致為矩形的區(qū)域的兩側(cè)，沿垂直于隆起34的方向設(shè)置有狹長的第一和第二區(qū)域46A和46B。該第一和第二區(qū)域46A和46B具有大致相同的面積。在該第一和第二區(qū)域46A和46B的大致中心部分上沿垂直于隆起34的方向分別形成有第一突起42A和第二突起42B。該第一突起42A和第二突起42B具有與隆起34相同的高度。這些突起42A和42B具有大致矩形或方形截面。該第一突起42A的長度設(shè)定成大致等于基板45第二導(dǎo)槽41B的長度，其寬度設(shè)定為這樣的值以致于第一突起42A能安裝在基板45的第二導(dǎo)槽41B內(nèi)且能沿垂直于隆起34的方向滑動。該第二突起42B的長度設(shè)定成大致等于基板45第一導(dǎo)槽41A的長度，其寬度設(shè)定為這樣的值以致于第二突起42B能安裝在基板45的第一導(dǎo)槽41A內(nèi)且能沿垂直于隆起34的方向滑動。
這樣，在該第一和第二導(dǎo)槽41A和41B設(shè)置在基板45上同時該第一和第二突起42A和42B設(shè)置在蓋件46上的情況下，其中該第一和第二突起42A和42B分別可裝入導(dǎo)槽41B和41A中且可沿垂直于隆起33或34的方向被引導(dǎo)，如同第一實施例，如果要將蓋件46定位在基板45的第一區(qū)域45L上且裝配蓋件46和基板45，使得每根光纖定位在蓋件46的隆起34和基板45相應(yīng)的隆起33之間，那么就將蓋件46的第二突起42B裝入基板45的第一導(dǎo)槽41A內(nèi)、將蓋件46的第一突起42A裝入基板45的第二導(dǎo)槽41B內(nèi)。相應(yīng)地，當(dāng)沿每根光纖在蓋件46的隆起34和基板45的相應(yīng)隆起33之間被卡持的方向滑動蓋件46時，蓋件46的第一突起42A和第二突起42B就被基板45的第二和第一導(dǎo)槽41B和41A分別沿著垂直于隆起33或34的方向引導(dǎo)。也就是說，在基板45的隆起33和蓋件46的隆起34之間保持平行的情況下，蓋件46沿著垂直于隆起33或34的方向穩(wěn)定地滑動。從而，光纖可靠并穩(wěn)定地滑動，因此就獲得了一個優(yōu)點，即可以很可靠地用蓋件46隆起34的剖面和基板45相應(yīng)隆起33的壁面來進(jìn)行光纖的定位和保持。
此外，無需說明，如果可以將第一和第二導(dǎo)槽41A和41B設(shè)置在蓋件46上、將分別裝入導(dǎo)槽41B和41A中且沿垂直于隆起33或34的方向引導(dǎo)蓋件46的第一和第二突起42A和42B設(shè)置在基板45上，那么也可獲得相同的功能和效果。另外，導(dǎo)槽和突起的數(shù)目并不僅限于兩個。
圖14A至14C是說明由本發(fā)明第三實施例的光纖排列裝置所制成的本發(fā)明的光纖陣列制作方法的前視圖。該第三實施例的光纖排列裝置50包括基板51和蓋件52，該基板51是一個大致為矩形或方形平面的板狀部件，該蓋件52是一個大致為矩形平面的板狀部件，類似于第一實施例。該光纖排列裝置50可以是除了多個具有大致等腰梯形截面的隆起或肋33形成在基板51上和多個具有大致等腰梯形截面的隆起或肋34形成在蓋件52上以外，具有與參考圖9至11所述第一實施例相同構(gòu)造、相同結(jié)構(gòu)及相同外形的光纖排列裝置，因此，省略了對其詳細(xì)的描述。
如上所述，在多個具有大致等腰梯形、梯形或三角形截面的隆起或肋33和34形成在基板51和蓋件52上的情形下，如圖14B中所示，蓋件52的隆起34也能與基板51的隆起33相結(jié)合，使得每根光纖11定位在蓋件52的隆起34與基板51的相應(yīng)隆起33之間。另外，由于蓋件52隆起34的傾斜壁面和基板51對應(yīng)隆起33的傾斜壁面彼此大致平行，因此當(dāng)蓋件52沿圖中箭頭37所示方向滑動時，每根光纖11就被蓋件52各隆起34的傾斜壁面向著基板51對應(yīng)隆起33的傾斜壁面移動，從而緊緊地夾在且保持在圖14C所示的這些傾斜壁面之間。因此，類似于第一實施例，通過使用該第三實施例的光纖排列裝置50，就能高精度地定位、保持并排列多根光纖11。從而，如果使用該第三實施例的光纖排列裝置50，就能夠很容易地以高精度制作出圖14C所示的光纖陣列。
上述的形成有大致等腰梯形截面的隆起33的基板51和其上形成有為大致等腰梯形截面的隆起34的蓋件52可以很容易制作，例如通過對單晶硅基板進(jìn)行各向異性濕式蝕刻來制作。
圖15和16顯示本發(fā)明第四實施例的光纖排列裝置，包括上述第三實施例中的基板51和蓋件52，除了基板51具有對應(yīng)于第二實施例中第一和第二導(dǎo)槽41A和41B的第一和第二導(dǎo)槽53A和53B(圖中看不到53A)及蓋件52具有設(shè)置在其上的第一和第二突起55A和55B(對應(yīng)于第二實施例中的第一和第二蓋件突起42A和42B)，該第一和第二突起55A和55B裝入第二和第一導(dǎo)槽53B和53A中并被導(dǎo)向垂直于隆起33或34的方向，該第一和第二導(dǎo)槽53A和53B設(shè)置在基板51的第一和第二蓋件安放部分54A和54B上(對應(yīng)于第二實施例中的第一和第二蓋件安放部分43A和43B)。圖15A是顯示該第四實施例光纖排列裝置60的前視圖，其包括在其上形成有導(dǎo)槽53A和53B的基板51及在其上形成有突起55A和55B的蓋件52，其中蓋件52和基板51處于分離的狀態(tài)，圖15B是圖15A的右側(cè)視圖。圖16A是顯示該第四實施例的光纖排列裝置60的蓋件52和基板51處于彼此嚙合狀態(tài)的前視圖，圖16B是圖16A的右側(cè)視圖。而且，在圖15B和16B中，附圖標(biāo)記35表示一個大致形成在基板51中心部分上且從其上部邊緣向下部邊緣線性延伸的梯狀部分，類似于第一、第二和第三實施例。
在上述第四實施例的構(gòu)造下，很明顯，可以獲得與第二實施例相同的優(yōu)點，從而省略了對其說明。而且，在該第四實施例中，無需說明，如果該第一和第二導(dǎo)槽53A和53B可以設(shè)置在蓋件52上、分別裝入導(dǎo)槽53B和53A內(nèi)且沿垂直于隆起33或34的方向引導(dǎo)蓋件52的第一和第二突起55A和55B設(shè)置在基板51上，也可以獲得相同的功能和效果。另外，導(dǎo)槽的數(shù)目和突起的數(shù)目并不限于兩個。
通過例如對單晶硅基板進(jìn)行各向異性濕式蝕刻，可以很容易地以高精度制成該第四實施例光纖排列裝置60的基板51和蓋件52。首先，將參考圖17和18描述一種制作基板51的方法。
圖17A至17G是說明圖15A和16A中所示的光纖排列裝置60其基板51制作過程的前視圖，圖18A至18G分別是圖17A至17G的右側(cè)視圖。
如圖17A和18A所示，準(zhǔn)備一個大致為矩形或方形平面的板狀單晶硅基板62，在其頂面上形成有一層氧化膜(熱氧化膜)61。接下來，采用光刻技術(shù)蝕刻該硅基板62頂面上的氧化膜61，除去對應(yīng)于硅基板62上放置光纖11護(hù)套(外套)11B(參看圖9和11)的區(qū)域的該氧化膜61的一部分，如圖17B和18B所示。
之后，將剩余的氧化膜61作為掩模采用各向異性濕式蝕刻來蝕刻硅基板62。結(jié)果，如圖17C和18C所示，未覆蓋有氧化膜61的硅基板62部分被蝕刻且移除一預(yù)定的厚度，從而形成梯狀部分35和放置光纖11外套11B的區(qū)域51R(一個位于圖15B中梯狀部分35右側(cè)上、大致為矩形或方形平面的較薄區(qū)域)。
在移除硅基板62頂面上的剩余氧化膜61后，如圖17D和18D所示，再次在硅基板62所有的頂面上形成氧化膜63。然后，采用光刻技術(shù)蝕刻硅基板62頂面上的氧化膜63，留出氧化膜62對應(yīng)于硅基板62上形成隆起33和形成第一及第二蓋件安放部分54A和54B的部分，如圖17E和18E所示。在此蝕刻中，如圖18E所示，氧化膜63對應(yīng)于第一和第二蓋件安放部分54A和54B中心部分區(qū)域的部分被移除，其中第一和第二導(dǎo)槽53A和53B在該第一和第二蓋件安放部分54A和54B中形成。也就是說，對氧化膜63進(jìn)行構(gòu)圖，以留出氧化膜63對應(yīng)于隆起33和第一及第二蓋件安放部分54A、54B形狀或圖案的部分。
接下來，將已構(gòu)圖的(剩余的)氧化膜63作為掩模采用各向異性濕式蝕刻來蝕刻硅基板62。結(jié)果，如圖17F和18F所示，高精度地形成彼此平行排列的多個條(本例中是8條)隆起33，各隆起33具有大致等腰梯形的截面，第一和第二蓋件安裝部分54A和54B每一個都具有大致矩形的平面，而且第一和第二導(dǎo)槽53A和53B(圖中導(dǎo)槽53B并不能看到)每一個都具有大致等腰梯形的截面。
隨后，移除硅基板62頂面上剩余的氧化膜63。結(jié)果，得到圖17G和18G所示的基板51。而且，在實踐中，可以借助于上述的制作過程在硅基板上同時制成很多個基板51，隨后將其切割分離成單個的片(基板51)。
接下來，將參看圖19和20來描述蓋件52的制成方法。而且，為了同蓋件52的使用相一致，在圖19和20中，在其上要形成隆起34和第一及第二突起55A和55B的表面在這些圖中被顯示為蓋件52的底面。
首先，如圖19A和20A所示，準(zhǔn)備一個大致為矩形或方形平面的板狀單晶硅基板65，在該硅基板65的表面(圖中的底面)上形成有氧化膜64。接下來，采用光刻技術(shù)蝕刻硅基板65底面上的氧化膜64，留出氧化膜64上對應(yīng)于硅基板65上要形成隆起34和第一及第二突起55A、55B的區(qū)域的部分，如圖19B和20B所示。也就是說，對氧化膜64進(jìn)行構(gòu)圖，以留出氧化膜64對應(yīng)于隆起34和第一及第二突起55A和55B的形狀或圖案的部分。
接下來，將已構(gòu)圖的(剩余的)氧化膜64作為掩模采用各向異性濕式蝕刻來蝕刻硅基板65。結(jié)果，如圖19C和20C所示，高精度地形成多條(本例中是8)彼此平行排列的隆起34，各隆起具有大致為等腰梯形的截面，該第一和第二突起55A和55B每一個都具有大致為等腰梯形的截面。
隨后，移除硅基板65頂面上的剩余氧化膜64。結(jié)果，得到圖19D和20D中所示的蓋件52。此外，在制作蓋件52時，實踐中，也可以借助于上述的制作過程在硅基板上同時制成多個蓋件52，隨后將其切割分離成單個的片(蓋件52)。
如上所述，在使用單晶硅基板并采用光刻技術(shù)和各向異性濕式蝕刻來制作基板51和蓋件52時，很容易就能以高精度形成彼此平行且具有預(yù)定間距的多個隆起33和34。而且，還能獲得一個優(yōu)點，即在形成隆起33和34的同時，可以很容易地以高精度形成第一和第二導(dǎo)槽53A、53B及第一和第二突起55A和55B。
此外，如上所述，也可以采用單晶硅基板來制造圖12中顯示的基板45，其具有大致為矩形截面的多個隆起33、大致為矩形截面的第一和第二導(dǎo)槽41A和41B、以及圖13中所示的具有大致為矩形截面的多個隆起34的蓋件46、大致為矩形截面的第一和第二突起42A和42B。在這種情況下，優(yōu)選的是，每一個都具有垂直于基板表面的側(cè)面(側(cè)壁)的隆起33和34以及每一個都具有垂直于基板表面的側(cè)面(側(cè)壁)的突起42A和42B等通過對單晶硅基板進(jìn)行干式蝕刻形成。如上，可以采用干式蝕刻、深度RIE(活性離子蝕刻)技術(shù)。
另外，不使用硅基板也可制出圖12所示的基板45和圖13所示的蓋件46，例如通過使用如不銹鋼等的金屬并切割該金屬來制成。
如從前述說明中可明顯看出的，對于本發(fā)明的光纖排列裝置，每根光纖都僅放置在對基板相鄰隆起間的光纖來說具有相對充足地方的空間內(nèi)，并且不需要精確地排列光纖。因此，不再需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣的將多根光纖一根光纖一個槽地放置在V槽內(nèi)且要進(jìn)行精確排列這樣非常復(fù)雜而又麻煩還需要熟練技術(shù)的工作。從而，將光纖置于基板上的工作就變得非常容易，而且可以大大縮短工作時間，因此這就產(chǎn)生顯著提高工作效率的優(yōu)點。
另外，蓋件的隆起和基板的隆起彼此嚙合，使得每根光纖定位在蓋件的一個隆起與基板相應(yīng)的一個隆起之間，并通過使蓋件相對基板進(jìn)行滑動來固定和保持每根光纖，從而在兩隆起的兩個壁面之間夾住每根光纖。因此，每根光纖具有在軸向的相同位置處被施加的推力或壓力?；谶@個原因，光纖可被穩(wěn)定地定位、保持并高精度地排列。從而，通過使用本發(fā)明的光纖排列裝置，可獲得容易地高精度制成光纖陣列的優(yōu)點。
盡管已經(jīng)參考顯示的、作為示例的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)明白，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，只要不脫離本發(fā)明的精神和范圍，可以對上述的實施例作出各種更改、修改、改變和/或小的改進(jìn)。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于這些圖解的實施例，而是包括所有落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的這些更改、修改、改變和/或小的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種光纖排列裝置，用于排列多根光纖，其用于具有彼此大致平行排列且相互間有預(yù)定間距的多根光纖的光纖陣列中，所述排列裝置包括基板，其具有形成在該基板一個表面上彼此大致平行且具有所述預(yù)定間距的多個隆起；和蓋件，其具有形成在該蓋件一個表面上彼此大致平行且具有所述預(yù)定間距的多個隆起，其中所述基板隆起的寬度和所述蓋件隆起的寬度被設(shè)定為這樣的值，使得在基板的隆起和蓋件的隆起處于彼此嚙合狀態(tài)時，蓋件相對于基板沿大致垂直于隆起的方向是可移動的；和所述基板和所述蓋件設(shè)置成在基板的隆起和蓋件的隆起處于彼此嚙合狀態(tài)時，蓋件沿大致垂直于隆起的方向相對于基板的滑動使得每根光纖被夾在、定位并保持在基板各隆起的壁面與蓋件各相應(yīng)隆起的壁面之間。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖排列裝置，其中所述基板的一個表面設(shè)置成其一側(cè)的厚度大于其另一側(cè)的厚度，所述隆起形成在該較厚的側(cè)面上，每根都具有護(hù)套的光纖置于該較薄側(cè)面上。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖排列裝置，其中至少一個導(dǎo)槽沿大致垂直于所述隆起的方向形成在所述基板或所述蓋件的其中一個上，而且裝入所述導(dǎo)槽中并受導(dǎo)槽引導(dǎo)的至少一個突起形成在所述基板或所述蓋件的另一個上。
4.如權(quán)利要求2所述的光纖排列裝置，其中至少一個導(dǎo)槽沿大致垂直于所述隆起的方向形成在所述基板或所述蓋件的其中一個上，而且裝入所述導(dǎo)槽中并受導(dǎo)槽引導(dǎo)的至少一個突起形成在所述基板或所述蓋件的另一個上。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行各向異性濕式蝕刻而形成的。
6.如權(quán)利要求2所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行各向異性濕式蝕刻而形成的。
7.如權(quán)利要求3所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行各向異性濕式蝕刻而形成的。
8.如權(quán)利要求4所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行各向異性濕式蝕刻而形成的。
9.如權(quán)利要求1所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行干式蝕刻而形成的。
10.如權(quán)利要求2所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行干式蝕刻而形成的。
11.如權(quán)利要求3所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行干式蝕刻而形成的。
12.如權(quán)利要求4所述的光纖排列裝置，其中所述基板和所述蓋件均是通過對硅基板進(jìn)行干式蝕刻而形成的。
13.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求1所述的光纖排列裝置。
14.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求2所述的光纖排列裝置。
15.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求3所述的光纖排列裝置。
16.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求4所述的光纖排列裝置。
17.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求5所述的光纖排列裝置。
18.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求6所述的光纖排列裝置。
19.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求7所述的光纖排列裝置。
20.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求8所述的光纖排列裝置。
21.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求9所述的光纖排列裝置。
22.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求10所述的光纖排列裝置。
23.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求11所述的光纖排列裝置。
24.一種光纖陣列，包括如權(quán)利要求12所述的光纖排列裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖排列裝置及用該排列裝置制成的光纖陣列?？扇菀椎刂瞥删哂斜舜舜笾缕叫信帕星蚁嗷ラg有預(yù)定間距的多根光纖的光纖陣列。該排列裝置包括基板，具有形成在該基板一個表面上彼此大致平行且具有預(yù)定間距的多個隆起；和蓋件，具有形成在該蓋件一個表面上彼此大致平行且具有預(yù)定間距的多個隆起?；迓∑鸬膶挾群蜕w件隆起的寬度設(shè)定成在基板隆起和蓋件隆起彼此嚙合時，蓋件相對于基板沿大致垂直于隆起的方向可移動，蓋件沿大致垂直于隆起的方向的滑動促使每根光纖被夾在、定位并保持在基板各隆起的壁面與各蓋件相應(yīng)隆起的壁面之間。
文檔編號G02B6/36GK1504788SQ20031012046
公開日2004年6月16日 申請日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月3日
發(fā)明者伊卷理 申請人:日本航空電子工業(yè)株式會社