一種光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)，其包括：合束器；一透明基座（2），其上設(shè)有凹槽，所述合束器通過涂在凹槽兩端的第一道膠（3）封裝于該凹槽中，所述合束器的輸入纖涂覆層臺(tái)階（13）處及輸出纖涂覆層臺(tái)階（14）處涂有第二道膠（4），所述第二道膠（4）之間填滿第三道膠（5）；以及一金屬盒（6），所述透明基座（2）通過第四道膠（7）封入在該金屬盒（6）內(nèi)，合束器的輸入光纖（11）及輸出光纖（12）伸出金屬盒兩端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用合束器與凹槽的三面充分接觸，使得沒有耦合進(jìn)輸出光纖的激光，能被充分導(dǎo)走，盡量減小熱量的產(chǎn)生。因此，此封裝結(jié)構(gòu)能使合束器工作更穩(wěn)定、散熱效果更好。
【專利說(shuō)明】一種光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖合束器的封裝，尤其是一種光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖激光技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，光纖激光器的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)已逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，光纖激光器在國(guó)防、工業(yè)加工、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)需求和應(yīng)用逐年在大幅增加，這勢(shì)必產(chǎn)生對(duì)光纖合束器的大量需求。
[0003]光纖合束器是大功率光纖激光器的核心組件之一，是目前最有效的泵浦耦合器件，它可將多個(gè)激光器的能量高效耦合進(jìn)一根光纖傳輸，其使用功率一般在幾十瓦、幾百瓦、甚至千瓦量級(jí)，如此高功率的工作，對(duì)合束器的可靠性提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求，例如其長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性、散熱設(shè)計(jì)可靠性等。
[0004]目前，合束器的封裝普遍存在散熱效果差、長(zhǎng)期穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，使其應(yīng)用受到極大的限制。因此，如何妥善解決合束器的封裝是業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)，包括:一合束器，包括多根輸入光纖、輸入纖涂覆層臺(tái)階、錐區(qū)、熔接點(diǎn)、輸出纖涂覆層臺(tái)階和輸出光纖；一透明基座，其上設(shè)有貫通的凹槽，所述合束器放在該基座的凹槽內(nèi)，并在凹槽兩端使用第一道膠固定封裝，所述合束器的輸入纖涂覆層臺(tái)階處及輸出纖涂覆層臺(tái)階處涂有第二道膠，所述第二道膠之間，合束器與凹槽的底面和兩側(cè)面填滿第三道膠；以及一金屬盒，所述透明基座通過第四道膠封入在該金屬盒內(nèi)，合束器的輸入光纖及輸出光纖伸出金屬盒兩端。
[0007]在一實(shí)施例中，所述凹槽的截面是矩形形狀或弧形形狀。
[0008]所述的透明基座米用石英材料。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工序簡(jiǎn)易，只需要一個(gè)凹槽透明基座和一個(gè)金屬盒便可，合束器放進(jìn)凹槽內(nèi)，能得到更好的保護(hù)與固定，用膠將合束器與凹槽的三面充分接觸，使得沒有耦合進(jìn)輸出光纖的激光，能被充分導(dǎo)走，盡量減小熱量的產(chǎn)生。因此，此封裝結(jié)構(gòu)能使合束器工作更穩(wěn)定、散熱效果更好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為光纖合束器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為光纖合束器封裝入口側(cè)示意圖；
[0013]圖4至圖6為本實(shí)用新型封裝的步驟圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提出的光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)，包括:合束器；一透明基座2，其上設(shè)有凹槽，合束器通過涂在凹槽兩端的第一道膠3封裝于該凹槽中，合束器的輸入纖涂覆層臺(tái)階13處及輸出纖涂覆層臺(tái)階14處涂有第二道膠4，位于兩個(gè)第二道膠4之間以及凹槽的底面和兩側(cè)面填滿第三道膠5 ;以及一金屬盒6，所述透明基座2通過第四道膠7封入在該金屬盒6內(nèi)，合束器的輸入光纖11及輸出光纖12伸出金屬盒兩端。
[0016]合束器,從圖1和圖2可以看出，合束器由多根光纖拉錐而成，一端是輸入光纖11，另一端是輸出光纖12,輸入光纖11與輸出光纖12之間形成錐區(qū)15和熔接點(diǎn),在靠近錐區(qū)15和熔接點(diǎn)的部位分別形成輸入光纖11上的輸入纖涂覆層臺(tái)階13及輸出光纖12上的輸出纖涂覆層臺(tái)階14。
[0017]透明基座2，從圖2和圖3可以看出，該透明基座2是一長(zhǎng)方體形狀(當(dāng)然也可以是圓柱體形狀)，在一側(cè)沿其整個(gè)長(zhǎng)度方向開設(shè)有一貫通的凹槽，其截面的形狀可以是矩形形狀或弧形形狀，凹槽的大小可根據(jù)實(shí)際需要選擇。
[0018]金屬盒6，從圖2和圖3可以看出，金屬盒6形狀是可以打開上蓋的一長(zhǎng)方體(當(dāng)然也可以是與透明基座2形狀相配合的其他形狀)，兩端設(shè)開有光纖輸入輸出的孔，其內(nèi)部腔體的大小應(yīng)能達(dá)到剛好能將透明基座放進(jìn)去固定的大小，通過在透明基座2與金屬盒6之間涂有第四道膠7固定透明基座2。
[0019]圖4為僅使用第一道膠的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，從圖4可以看出，合束器放入透明基座2的凹槽后，通過涂在凹槽兩端的第一道膠3封裝固定，第一道膠3將合束器置入在該凹槽內(nèi)的輸入光纖11、輸出光纖12部分與凹槽的側(cè)面及底部黏結(jié)。圖5為使用第二道膠的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，從圖5可以看出，在使用第一道膠3固定后，在合束器的輸入纖涂覆層臺(tái)階13處及輸出纖涂覆層臺(tái)階14處涂有第二道膠4。由于錐區(qū)離透明基座兩端距離較遠(yuǎn)，僅采用第一道膠在透明基座兩端固定，點(diǎn)膠后因熱脹冷縮原理會(huì)令到第一道膠稍微變形，導(dǎo)致封在第一道膠內(nèi)的光纖松動(dòng)，從而會(huì)影響到距離兩端位置較遠(yuǎn)的錐區(qū)的穩(wěn)定性。采用此結(jié)構(gòu)，通過第一道膠和第二道膠將合束器固定，光纖固定牢靠不易折斷，使得錐區(qū)和熔接點(diǎn)能在第一道膠固化后避免與透明基座的凹槽內(nèi)側(cè)直接接觸。
[0020]圖6為使用第三道膠的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，第三道膠5采用光學(xué)性能較好的材料，從圖6可以看出，采用與合束器錐區(qū)15保護(hù)膠相匹配的第三道膠5對(duì)錐區(qū)15進(jìn)行封裝，第三道膠5將合束器與凹槽的底面和兩側(cè)面都填滿，使合束器上裸露的錐區(qū)15完全埋在凹槽的第三道膠5內(nèi)。第三道膠5的橫向?qū)挾嚷蚤L(zhǎng)于臺(tái)階區(qū)的第二道膠4外側(cè)，以致于將第二道膠4覆蓋在第三道膠5內(nèi)。采用此結(jié)構(gòu)，第三道膠覆蓋錐區(qū)但不影響錐區(qū)工作，同時(shí)能夠?qū)㈠F區(qū)本來(lái)泄漏的光導(dǎo)走，并通過與其連接的透明基座，將引起發(fā)熱的泄漏光通過透明基座導(dǎo)走，這可以防止熱量積聚；而且第三道膠封住合束器的錐區(qū)，將光線裸露的錐區(qū)部分不被暴露在空氣中，具有防塵、防潮的作用。
[0021]為了進(jìn)一步驗(yàn)證本實(shí)用新型光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)的有益效果，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)試方法及結(jié)果簡(jiǎn)要描述如下。
[0022]測(cè)試方法為:制作合束器產(chǎn)品(18+1) XI，泵浦輸入纖為105/125 0.15NA，信號(hào)輸入纖為10/125 0.08/0.46NA，輸出光纖為10/200 0.08/0.46NA。封裝時(shí)將合束器的錐區(qū)放在透明基座2的凹槽中間，凹槽兩端用第一道膠3固定輸入光纖11及輸出光纖12,然后分別在輸入纖涂覆層臺(tái)階13及輸出纖涂覆層臺(tái)階14處涂上第二道膠4，不能讓膠流到錐區(qū)15和熔接點(diǎn)處，再用第三道膠5將合束器與凹槽的底面和兩側(cè)面都填滿，使合束器埋在凹槽的膠內(nèi)，不能讓錐區(qū)和熔接點(diǎn)直接接觸凹槽。最后使用第四道膠將封好的凹槽封于金屬盒6中，即完成(18+1) XI合束器的封裝。
[0023]測(cè)試結(jié)果為:1) 18根泵浦端接入10W 915nm激光器，輸出功率165W (耦合效率平均值為92%)，用測(cè)溫儀觀察合束器錐區(qū)，在第二道膠和第三道膠處最高溫度分別為:30°C和35°C，連續(xù)工作48小時(shí)，合束器熱分布穩(wěn)定；2)2000小時(shí)溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)后測(cè)試耦合效率及信號(hào)插損指標(biāo)，基本無(wú)變化，產(chǎn)品工作狀態(tài)穩(wěn)定。
[0024]本實(shí)用新型適合NX1、(N+l) XI等各種類型合束器的封裝，第一道膠和第二道膠封裝完后，可參考合束器的具體類型，即參考輸入、輸出光纖的具體類型來(lái)決定是否在它們之間再增加涂膠，以增加固定效果，帶凹槽透明基座和金屬盒，可以根據(jù)需要加工成各種規(guī)格。使用合理的四道封裝工藝，首先具有良好的密封性，有效保護(hù)合束器的錐區(qū)不受外界環(huán)境影響；同時(shí)，未耦合進(jìn)輸出光纖的激光可充分地通過凹槽透明基座向外散射，減少產(chǎn)品本身的散熱要求，選用散熱性能好的金屬封裝盒可更有效的保證合束器的散熱效果。因此，使用此封裝的合束器具備長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性佳、散熱可靠性高等特點(diǎn)。
[0025]以上結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了具體描述，但是本【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)人員可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或變化，這些變更和變化應(yīng)落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖合束器的全膠封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括: 一合束器，包括多條輸入光纖(11)、輸入纖涂覆層臺(tái)階(13)、錐區(qū)(15)、熔接點(diǎn)、輸出纖涂覆層臺(tái)階(14)和輸出光纖(12); 一透明基座(2)，其上設(shè)有貫通的凹槽，所述合束器放在該基座的凹槽內(nèi)，并在凹槽兩端使用第一道膠(3)固定封裝，所述合束器的輸入纖涂覆層臺(tái)階(13)處及輸出纖涂覆層臺(tái)階(14)處涂有第二道膠(4)，所述第二道膠(4)之間，合束器與凹槽的底面和兩側(cè)面填滿第三道膠(5)； 以及一金屬盒(6)，所述透明基座(2)通過第四道膠(7)封入在該金屬盒(6)內(nèi)，合束器的輸入光纖(11)及輸出光纖(12)伸出金屬盒兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合束器的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凹槽的截面是矩形形狀或弧形形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合束器的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的透明基座(2)采用石英材料。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK203519887SQ201320619047
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】林慶典, 鄒達(dá), 葉銘森, 董杰 申請(qǐng)人:深圳朗光科技有限公司