本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展，通信領(lǐng)域在人們的生活中占據(jù)著越來越重要的地位，而且人們已經(jīng)不再滿足于傳輸速率低、傳輸能力弱的通信傳輸，而開始不斷改進(jìn)光纖傳輸這種傳輸方式，在這種不斷的改進(jìn)當(dāng)中，通信領(lǐng)域的光纖技術(shù)越來越成熟。

VCSEL和PIN的出射光垂直于安裝的電路板表面，這對于器件的封裝和應(yīng)用都不大方便。最簡單的光接口是將光纖與VCSEL和PIN對接，激光器的出射光直接進(jìn)入光纖，不經(jīng)過其他中間元件，這樣的耦合方式稱為垂直耦合。垂直耦合由于光的反射導(dǎo)致速率不能太高，另外，由于是垂直耦合，光纖與PCB成垂直形狀，導(dǎo)致光模塊的體積增大?，F(xiàn)在一般的耦合方式是將光纖陣列研磨成45°反射面實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的90°轉(zhuǎn)角，確保耦合封裝的效率和產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)較小，雖然45°反射面能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)的全反射，但是光纖陣列與VCSEL和PIN的光信號(hào)耦合效率不是很高；現(xiàn)有技術(shù)中還有在45°反射面的光路兩側(cè)各設(shè)置一片透鏡，VCSEL和PIN的出射光通過一面透鏡聚光后照射到45°反射面，經(jīng)過45°反射面反射的光線再經(jīng)過一面透鏡聚光后進(jìn)入光纖內(nèi)，這樣的設(shè)置能夠大大提高光信號(hào)的耦合效率，但是這樣的設(shè)置成本太高，不利于大批量地生產(chǎn)和使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種成本低、光信號(hào)耦合效率高，能夠解決上述問題的用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列及其制造方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列，包括基板、蓋板和復(fù)數(shù)根光纖，所述基板包括基板前段和基板后段，所述基板前段上表面高于所述基板后段上表面，所述基板前段上表面上設(shè)有與光纖一一對應(yīng)的V形槽，每根光纖均設(shè)置在與其對應(yīng)的V形槽內(nèi)，且每根光纖其端面上接有聚光體，所述聚光體位于基板前段向前伸出部，所述蓋板設(shè)置在基板前段上，且蓋板與每個(gè)V形槽均圍合成固定光纖的容置空間；所述聚光體的向外突出端具有一光學(xué)平面，所述光學(xué)平面與光纖底面的夾角為30-60°；外部光信號(hào)通過聚光體的底部聚焦進(jìn)入聚光體，并經(jīng)過所述光學(xué)平面反射后進(jìn)入所述光纖內(nèi)部。

其中，所述蓋板與基板后段之間的光纖上覆蓋有用于固定和保護(hù)光纖的尾膠，且所述尾膠的高度小于或等于蓋板的高度。

其中，所述聚光體的長度大于0.15mm。

其中，所述基板前段和基板后段的交界處設(shè)有過度斜面。

其中，每個(gè)V形槽的底面均與基板后段的上表面高度一致。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的制造方法，該制造方法包括以下步驟：

步驟1、基板加工：在基板上加工出一個(gè)斜坡，斜坡將基板分為基板前段和基板后段，再在基板前段的上表面開設(shè)多個(gè)與光纖形狀大小相適配的V形槽；

步驟2、聚光體熔接：在每根光纖的一端均熔接一段聚光體，每段聚光體的長度和大小保持一致；

步驟3、光纖組裝：將每根熔接有聚光體的光纖置于基板上與其對應(yīng)的V形槽中，并將熔接有聚光體的一端從基板前段向前伸出，并保持每根光纖伸出的長度一致，最后將蓋板固定在基板前段的上表面以固定光纖，組成光纖陣列；

步驟4、聚光體研磨：對每根組裝好的光纖上的聚光體進(jìn)行研磨，在每根聚光體上均研磨出可以反射光信號(hào)的光學(xué)平面,且光學(xué)平面與基板底面呈30°至60°的夾角。

其中，在步驟1中每個(gè)V形槽的底面均與基板后段的上表面高度一致。

其中，步驟2中熔燒出來的球面的直徑為0.15-0.25mm。

其中，步驟3還包括尾膠涂覆：蓋板與基板后段之間的每根光纖上覆蓋有用于固定和保護(hù)光纖的尾膠，且所述尾膠的高度小于或等于蓋板的高度。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

1、本發(fā)明提供的光纖陣列，在每根光纖的一端熔接有聚光體，再在聚光體上研磨出能夠?qū)庑盘?hào)實(shí)現(xiàn)全反射的光學(xué)平面；聚光體本身具有自聚焦效果，能夠?qū)⒄丈溥M(jìn)入其中的光纖進(jìn)行聚集，再與光學(xué)平面的配合，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)透鏡聚光和光學(xué)平面反射光的優(yōu)點(diǎn)，相比于現(xiàn)有的利用獨(dú)立透鏡和光學(xué)平面組合工作其成本大大降低，另外其還大幅增加了光纖陣列的容差，在對光纖進(jìn)行耦合調(diào)整的時(shí)候其可調(diào)范圍更大，從而降低了耦合的難度和增加了耦合的效率；

2、本發(fā)明每根光線的一端均加工出聚光體，其中聚光體光學(xué)平面與基板底面的夾角為30°至60°能夠很好地實(shí)現(xiàn)光信號(hào)照射到光學(xué)平面上后的全反射，使光學(xué)平面在沒有鍍膜的情況下，依靠角度的反射即可很好的實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的全反射。

3、本發(fā)明中的聚光體和光纖為一體式結(jié)構(gòu)，其聚光角度等無需進(jìn)行額外調(diào)整，可靠性高，直接安裝光纖并加工出聚光體即可實(shí)現(xiàn)高精度的光路耦合，提高耦合效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的俯視圖；

圖2為本發(fā)明用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的正視圖；

圖3為圖2中A處的局部放大圖；

圖4為本發(fā)明用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的制造方法的流程圖。

主要元件符號(hào)說明如下：

1、基板 2、蓋板

3、光纖 4、尾膠

11、基板前段 12、基板后段

13、過度斜面 31、聚光體

311、光學(xué)平面。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供的用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列及其制造方法，包括基板1、蓋板2和復(fù)數(shù)根光纖3，基板1包括基板前段11和基板后段12，基板前段11上表面高于基板后段12上表面，基板前段11上表面上設(shè)有與光纖3一一對應(yīng)的V形槽，每根光纖3均設(shè)置在與其對應(yīng)的V形槽內(nèi)，且每根光纖3其端面上接有聚光體31，聚光體31位于基板前段11向前伸出部，蓋板2設(shè)置在基板前段11上，且蓋板2與每個(gè)V形槽均圍合成固定光纖3的容置空間；聚光體31的向外突出端具有一光學(xué)平面311，光學(xué)平面311與光纖3底面的夾角為30-60°；外部光信號(hào)通過聚光體31的底部聚焦進(jìn)入聚光體31，并經(jīng)過光學(xué)平面311反射后進(jìn)入光纖3內(nèi)部。

在本實(shí)施例中，蓋板2與基板后段12之間的光纖3上覆蓋有用于固定和保護(hù)光纖3的尾膠4，且尾膠4的高度小于或等于蓋板2的高度。尾膠4的設(shè)置能夠?qū)饫w3起到一個(gè)固定作用，在光纖3進(jìn)行后續(xù)研磨和使用的時(shí)候，能夠與蓋板2一起組合保證光纖3位置不變；尾膠4的高度小于或等于蓋板2的高度在于保證尾膠4的穩(wěn)定性，如果尾膠4的高度高于蓋板2的高度，極易因?yàn)槭褂煤图庸ぶ械膭幉鋵?dǎo)致尾膠4脫落，從而大大縮短尾膠4的使用壽命。在本發(fā)明中，此處并不局限于使用尾膠4來輔助固定光纖3，還可以使用其他固定結(jié)構(gòu)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)光纖3的良好固定即可。

在本實(shí)施例中，聚光體31的長度大于0.15mm。在本發(fā)明中，聚光體31即為帶有自聚焦效果的特殊光纖3，且其一端加工出光學(xué)平面311，其長度大于0.15mm有利于加工機(jī)械對光纖3的熔燒加工和研磨加工，同時(shí)便于實(shí)際使用。

在本實(shí)施例中，基板前段11和基板后段12的交界處設(shè)有過度斜面13。過度斜面13的設(shè)置能夠確保過度斜面13處光纖3受到的應(yīng)力較小，提高了產(chǎn)品的可靠性和制成的合格率，另外，在實(shí)際使用過程中，過度斜面13的設(shè)置還能夠便于容納尾膠4或其他固定裝置，使光纖3在使用和加工過程中更加穩(wěn)定。

在本實(shí)施例中，每個(gè)V形槽的底面均與基板后段12的上表面高度一致。這樣的設(shè)置能夠保證光纖3安裝在V形槽上后，其高度與基板后段12基本保持一致，這樣一方面能防止坡度的存在使光纖受力損壞，另一方面可以減少光纖3光路彎曲的角度，更利于光信號(hào)的傳輸。在本發(fā)明中，V形槽的底面高度也可以略高于基板后段12的高度或者略低于基板后段12的高度。

請參閱圖4，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的制造方法，該制造方法包括以下步驟：

步驟S1、基板加工：在基板上加工出一個(gè)斜坡，斜坡將基板分為基板前段和基板后段，再在基板前段的上表面開設(shè)多個(gè)與光纖形狀大小相適配的V形槽；

步驟S2、聚光體熔接：在每根光纖的一端均熔接一段聚光體，每段聚光體的長度和大小保持一致；

步驟S3、光纖組裝：將每根熔接有聚光體的光纖置于基板上與其對應(yīng)的V形槽中，并將熔接有聚光體的一端從基板前段向前伸出，并保持每根光纖伸出的長度一致，最后將蓋板固定在基板前段的上表面以固定光纖，組成光纖陣列；

步驟S4、聚光體研磨：對每根組裝好的光纖上的聚光體進(jìn)行研磨，在每根聚光體上均研磨出可以反射光信號(hào)的光學(xué)平面,且光學(xué)平面與基板底面呈30°至60°的夾角。

在本實(shí)施例中，在步驟S1中每個(gè)V形槽的底面均與基板后段的上表面高度一致。

在本實(shí)施例中，步驟S2中熔燒出來的球面的直徑為0.15-0.25mm。

在本實(shí)施例中，步驟S3還包括尾膠涂覆：蓋板與基板后段之間的每根光纖上覆蓋有用于固定和保護(hù)光纖的尾膠，且尾膠的高度小于或等于蓋板的高度。

在本實(shí)施例中，步驟S4中光學(xué)平面與基板底面呈30°至60°的夾角。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

1、本發(fā)明提供的光纖陣列，在每根光纖的一端熔接有聚光體，再在聚光體上研磨出能夠?qū)庑盘?hào)實(shí)現(xiàn)全反射的光學(xué)平面；聚光體本身具有自聚焦效果，能夠?qū)⒄丈溥M(jìn)入其中的光纖進(jìn)行聚集，再與光學(xué)平面的配合，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)透鏡聚光和光學(xué)平面反射光的優(yōu)點(diǎn)，相比于現(xiàn)有的利用獨(dú)立透鏡和光學(xué)平面組合工作其成本大大降低，另外其還大幅增加了光纖陣列的容差，在對光纖進(jìn)行耦合調(diào)整的時(shí)候其可調(diào)范圍更大，從而降低了耦合的難度和增加了耦合的效率；

2、本發(fā)明每根光線的一端均加工出聚光體，其中聚光體光學(xué)平面與基板底面的夾角為30°至60°能夠很好地實(shí)現(xiàn)光信號(hào)照射到光學(xué)平面上后的全反射，使光學(xué)平面在沒有鍍膜的情況下，依靠角度的反射即可很好的實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的全反射。

3、本發(fā)明中的聚光體和光纖為一體式結(jié)構(gòu)，其聚光角度等無需進(jìn)行額外調(diào)整，可靠性高，直接安裝光纖并加工出聚光體即可實(shí)現(xiàn)高精度的光路耦合，提高耦合效率。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。