二維無v型槽光纖陣列裝置及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二維無V型槽光纖陣列裝置及其制作方法,所述光纖陣列裝置,包括基板、蓋板和M×N根光纖,其中:N為光纖層數(shù),M為每層光纖陣列中的光纖數(shù)量,相鄰兩層光纖陣列中的光纖數(shù)量相等,所述基板與所述蓋板均為平板;第0層光纖陣列作為底層固定在所述基板上,第S層光纖陣列中的光纖固定在第S-1層光纖陣列中的相鄰光纖之間形成的凹槽內(nèi),與所述S-1層光纖陣列中的光纖錯位相切;其中,S=1,2…N。本發(fā)明公開的二維無V型槽光纖陣列裝置,避免了使用昂貴的帶有V型槽的基板,大大降低了光纖陣列的批量生產(chǎn)成本,有效利用了基板和蓋板之間的空間體積,提高了光纖陣列的密度,在光束整形技術(shù)和平面光波導(dǎo)技術(shù)中有著非常重要的應(yīng)用。
【專利說明】二維無V型槽光纖陣列裝置及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通訊器件及光學(xué)成像領(lǐng)域,特別是涉及一種二維無V型槽光纖陣列裝置及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾多光纖按一定的順序?qū)⒍嗣媾帕谐尚枰膸缀涡螤?,組成光纖陣列(FiberArray, FA)裝置。陣列兩端的光纖排列位置一一對應(yīng),陣列中一條光纖相當于一個像素,在光纖陣列一端的光圖像就會在陣列的另一端重現(xiàn)。醫(yī)學(xué)上各種光纖內(nèi)窺鏡就是以這個原理制作的。光纖陣列裝置主要用來直接傳送圖像,應(yīng)用于平面光波導(dǎo),陣列波導(dǎo)光纖,有源/無源陣列光纖器件,微機電系統(tǒng)以及多通道光學(xué)模塊。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中,光纖陣列裝置都是利用V形槽(即V槽,V-Groove)把一條光纖、一束光纖或一條光纖帶安裝在陣列基片上,除去光纖涂層的裸露光纖被置于該V形槽中,被加壓器部件所加壓并由粘合劑所粘合。在前端部,該光纖被精確定位,以連接到PLC (平面光波導(dǎo))上,不同光纖的接合部被安裝在陣列基片上。利用此方法制造的光纖陣列裝置主要有兩種類型,單層光纖陣列裝置和雙層及多層光纖陣列裝置。
[0004]隨著科技的發(fā)展,傳統(tǒng)的單層光纖陣列裝置的成像效果和分辨率已經(jīng)難以滿足光學(xué)成像技術(shù)的要求。而目前的二維光纖陣列裝置及其制作方法中均利用設(shè)置在基板上的V型槽,采用光纖層逐層減少的方法,最終形成梯形或三角形光纖陣列,不能有效利用空間體積,從而影響其在光束整形以及平面光波導(dǎo)方面的應(yīng)用。而且,V型槽的價格比較昂貴,導(dǎo)致批量生產(chǎn)成本的大幅度增加。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]基于此,有必要針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足,提供一種二維無V型槽光纖陣列裝置及其制作方法,在有效利用光纖陣列空間體積,提高光纖陣列密度的同時,降低了二維光纖陣列裝置的制作成本,并且形成菱形和近長方形光纖陣列。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的二維無V型槽光纖陣列裝置,包括基板、蓋板和MXN根光纖,其中:N為光纖層數(shù),M為每層光纖陣列中的光纖數(shù)量,相鄰兩層光纖陣列中的光纖數(shù)量相等;
[0007]所述基板與所述蓋板均為平板;
[0008]第O層光纖陣列作為底層固定在所述基板上;第S層光纖陣列中的光纖固定在第S-1層光纖陣列中的相鄰光纖之間形成的凹槽內(nèi),與所述S-1層光纖陣列中的光纖錯位相切;其中,S=l,2…N;
[0009]所述蓋板固定在所述第N層光纖陣列上。
[0010]在其中一個實施例中, 所述基板的上表面的棱角均設(shè)置為45度至60度倒角。
[0011]在其中一個實施例中,所述相鄰兩層光纖陣列之間的錯位距離為L =其中X為正整數(shù),D為光纖直徑,且Z <曼。
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[0012]在其中一個實施例中,所述N層光纖陣列中分別設(shè)置有不通光光纖陣列。
[0013]相應(yīng)地,本發(fā)明還提供了二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法,包括如下步驟:
[0014]準備光纖和基板;
[0015]將所述光纖埋入標準V型槽夾具中,蓋上所述基板;
[0016]將A膠水點在所述基板的前后兩端的光纖上,進行固化;
[0017]松開所述標準V型槽夾具,將固定底層光纖陣列的基板取下;
[0018]將第I層光纖陣列埋入所述標準V型槽夾具中,蓋上所述固定底層光纖陣列的基板,并使底層光纖陣列中的光纖與第I層光纖陣列中的光纖錯位相切;
[0019]將A膠水點在所述底層光纖陣列的前端和后端,進行固化;
[0020]取下所述基板,將B膠水點在兩層光纖的中部的側(cè)面,用無塵紙清潔滲透至所述第I層光纖陣列上的B膠水,進行固化;
[0021]重復(fù)上述步驟制作第2?N層光纖陣列至所述第I?N-1層光纖陣列上;
[0022]將蓋板壓在第N層光纖陣列上,并點B膠水,進行固化;
[0023]研磨端面。
[0024]在其中一個實施例中,所述準備光纖和基板,包括以下步驟:
[0025]剪切光纖帶,去除光纖帶外部的涂敷層;
[0026]清洗去除涂覆層后的裸光纖,并放入高溫箱中釋放應(yīng)力;
[0027]對所述基板的上表面的所有棱角進行倒角處理。
[0028]在其中一個實施例中,所述研磨端面,包括以下步驟:
[0029]在靠近帶涂覆層的光纖帶一端的裸光纖上點C膠水;
[0030]對組裝完成的光纖陣列進行研磨;
[0031 ] 檢查端面及測試研磨端面。
[0032]在其中一個實施例中,所述去除光纖帶外部的涂敷層后的裸光纖的長度比所述標準V型槽夾具長2至3cm。
[0033]在其中一個實施例中,所述對基板的上表面的所有棱角進行倒角處理的倒角角度為45度至60度。
[0034]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的二維無V型槽光纖陣列裝置及其制作方法,在未使用帶V型槽的基板的條件下,實現(xiàn)了二維菱形或者近長方形光纖陣列裝置的制作,降低了二維光纖陣列的批量生產(chǎn)的成本,有效利用了光纖陣列的空間體積,提高了光纖陣列密度;同時,形成的菱形或者近長方形光纖陣列,在通光后將點光源轉(zhuǎn)換成菱形或者近長方形面光源,在光束整形技術(shù)和平面光波導(dǎo)技術(shù)中有著非常重要的應(yīng)用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置的一個實施例的示意圖;
[0036]圖2為本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置的另一個實施例的示意圖;
[0037]圖3為本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的一個實施例的流程示意圖;[0038]圖4為圖3中本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的實施例的準備光纖和基板的具體流程示意圖;
[0039]圖5為圖3中本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的實施例的研磨端面的具體流程示意圖;
[0040]圖6為圖3中本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的實施例的將底層光纖陣列埋入標準V型槽中的示意圖;
[0041]圖7為圖3中本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的實施例的將A膠水點在基板與底層光纖接觸的邊緣處的示意圖;
[0042]圖8為圖3中本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的實施例的松開標準V型槽夾具,取下的固定底層光纖陣列的基板的示意圖;
[0043]圖9為圖3中本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的實施例的將第I層光纖陣列埋入所述標準V型槽夾具中后,點A膠的示意圖;
[0044]圖10為圖3中本發(fā)明二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法的實施例的取下粘有兩層光纖陣列的基板,將B膠水點在兩層光纖的中部的示意圖。
【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合說明書附圖,對本發(fā)明實施例中的二維無V型槽光纖陣列裝置及其制作方法的【具體實施方式】進行說明。
[0046]本發(fā)明實施例提供的二維無V型槽光纖陣列裝置,包括基板1、蓋板3和MXN根光纖2,如圖1至圖2所示,其中:N為光纖層數(shù),M為每層光纖陣列中的光纖數(shù)量,相鄰兩層光纖陣列中的光纖數(shù)量相等;
[0047]所述基板I與所述蓋板3均采用普通平板石英玻璃,且未設(shè)置V型槽結(jié)構(gòu),大大減少了制作成本;
[0048]第O層光纖陣列作為底層固定在所述基板上;第S層光纖陣列中的光纖固定在第S-1層光纖陣列中的相鄰光纖之間形成的凹槽內(nèi),與所述S-1層光纖陣列中的光纖錯位相切;其中,S=l,2…N;
[0049]舉例說明:
[0050]第O層光纖陣列作為底層光纖陣列固定在所述基板上,第I層光纖陣列中的光纖固定在所述底層光纖陣列中的相鄰光纖之間形成的凹槽內(nèi),與所述底層光纖陣列中的光纖錯位相切;
[0051]從第1層光纖陣列開始,相鄰兩層光纖陣列均按照上述方式依次錯位相切固定,重復(fù)至第N層光纖陣列;
[0052]所述蓋板固定在所述第N層光纖陣列上,形成菱形或者近長方形光纖陣列,有效利用了光纖陣列的空間體積,提高了光纖陣列密度;且形成的菱形或者近長方形光纖陣列在光束整形技術(shù)和平面光波導(dǎo)技術(shù)中有非常重要的應(yīng)用。
[0053]較佳地,作為一個實施例,所述基板的上表面的棱角均設(shè)置為45度至60度倒角;由于所述底層光纖陣列是通過點膠、固化到所述基板上的,所述底層光纖陣列與所述基板接觸的邊緣存在一定的空隙,從而導(dǎo)致點膠時容易產(chǎn)生氣泡,最終造成光纖陣列的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定;將所述基板的上表面的棱角均設(shè)置為45度至60度倒角,優(yōu)選60度,可使所述底層光纖陣列與所述基板的四周接觸更加緊密,可有效防止點膠時產(chǎn)生氣泡,同時,此種結(jié)構(gòu)設(shè)計也方便點膠。
[0054]較佳地,作為一個實施例,所述相鄰兩層光纖陣列之間的錯位距離為
【權(quán)利要求】
1.一種二維無V型槽光纖陣列裝置,其特征在于,包括基板、蓋板和MXN根光纖,其中:N為光纖層數(shù),M為每層光纖陣列中的光纖數(shù)量,相鄰兩層光纖陣列中的光纖數(shù)量相等; 所述基板與所述蓋板均為平板; 第O層光纖陣列作為底層固定在所述基板上;第S層光纖陣列中的光纖固定在第S-1層光纖陣列中的相鄰光纖之間形成的凹槽內(nèi),與所述S-1層光纖陣列中的光纖錯位相切;其中,S=l,2…N; 所述蓋板固定在所述第N層光纖陣列上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維無V型槽光纖陣列裝置,其特征在于,所述基板的上表面的棱角均設(shè)置為45度至60度倒角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維無V型槽光纖陣列裝置,其特征在于,所述相鄰兩層光纖
f n\陣列之間的錯位距離為Z = X* — um,其中X為正整數(shù),D為光纖直徑,且I < —o KzJ2
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的二維無V型槽光纖陣列裝置,其特征在于,所述N層光纖陣列中分別設(shè)置有不通光光纖陣列。
5.一種二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法,其特征在于,包括如下步驟: 準備光纖和基板; 將所述光纖埋入標準V型槽夾具中,蓋上所述基板; 將A膠水點在所述基板的前后兩端的光纖上,進行固化; 松開所述標準V型槽夾具,將固定底層光纖陣列的基板取下; 將第I層光纖陣列埋入所述標準V型槽夾具中,蓋上所述固定底層光纖陣列的基板,并使底層光纖陣列中的光纖與第I層光纖陣列中的光纖錯位相切; 將A膠水點在所述底層光纖陣列的前端和后端,進行固化; 取下所述基板,將B膠水點在兩層光纖的中部的側(cè)面,用無塵紙清潔滲透至所述第I層光纖陣列上的B膠水,進行固化; 重復(fù)上述步驟制作第2~N層光纖陣列至所述第I~N-1層光纖陣列上; 將蓋板壓在第N層光纖陣列上,并點B膠水,進行固化; 研磨端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法,其特征在于,所述準備光纖和基板,包括以下步驟: 剪切光纖帶,去除光纖帶外部的涂敷層; 清洗去除涂覆層后的裸光纖,并放入高溫箱中釋放應(yīng)力; 對所述基板的上表面的所有棱角進行倒角處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法,其特征在于,所述研磨端面,包括以下步驟: 在靠近帶涂覆層的光纖帶一端的裸光纖上點C膠水; 對組裝完成的光纖陣列進行研磨; 檢查端面及測試研磨端面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法,其特征在于,所述去除光纖帶外部的涂敷層后的裸光纖的長度比所述標準V型槽夾具長2至3cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維無V型槽光纖陣列裝置制造方法,其特征在于,所述對基板的上表面的所有棱角進 行倒角處理的倒角角度為45度至60度。
【文檔編號】G02B6/08GK103885118SQ201210554615
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】黃華, 李強, 余富榮, 胡家泉, 李朝陽, 陳貴明 申請人:四川飛陽科技有限公司