本技術(shù)涉及光纖通信，尤其涉及一種基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件。

背景技術(shù)：

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和數(shù)字化時代的到來，人們對于高速率、遠(yuǎn)距離和大容量的傳輸系統(tǒng)的需求不斷增加。當(dāng)前僅僅通過提高單波長傳輸速率和開拓新的波段資源已經(jīng)受到了限制，這些方法已經(jīng)無法滿足用戶的增長需求。因此，尋求一種新的解決方案來解決光通信傳輸容量瓶頸的問題變得越來越迫切。多芯光纖空分復(fù)用技術(shù)是在多芯光纖中傳輸多個獨(dú)立的信號的一種技術(shù)，它可以有效地提高光通信系統(tǒng)的傳輸容量和傳輸速率，與傳統(tǒng)的單芯光纖相比，多芯光纖可以在同一條光纖中傳輸多個獨(dú)立的信號，從而極大地提高了光纖的傳輸效率和容量。因此，多芯光纖空分復(fù)用技術(shù)被廣泛應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸、云計算、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。在多芯光纖空分復(fù)用系統(tǒng)中，多芯光纖扇入扇出器件是實(shí)現(xiàn)多芯光纖到多個單芯光纖的光耦合功能的關(guān)鍵，多芯光纖扇入扇出器件可以將多芯光纖中的多個信號分別耦合到多個單芯光纖中，從而實(shí)現(xiàn)多芯光纖的空分復(fù)用。多芯光纖扇入扇出器件具有高耦合效率、低插入損耗、低串?dāng)_和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)多芯光纖空分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2、為了實(shí)現(xiàn)多芯光纖扇入扇出器件的制備，目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種制備方案。這些方案包括熔融拉錐方案、耦合方案和波導(dǎo)方案等，具體如下所述。

3、第一種方案是熔融拉錐方案。首先對于多芯光纖的纖芯幾何分布相同，且孔徑大小相等的圓柱體管套進(jìn)行第一次拉錐；然后再將多根單芯光纖插入拉錐后的圓柱體管套內(nèi)，在第一次拉錐的位置進(jìn)行第二次和第三次拉錐，使得錐腰的部分和多芯光纖的包層直徑大小一致，最后熔接多芯光纖。使用該方案制作的多芯扇入扇出器件的難點(diǎn)在于拉錐過程中，模場變化和芯間距的控制。

4、第二種方案是耦合方案。該方案通過利用透鏡、毛細(xì)管和調(diào)整架等光學(xué)元件使得多芯光纖與多個單芯光纖耦合，從而形成多芯扇入扇出器件。首先將單芯光纖束和多芯光纖分別制作成插針；再將直角棱鏡置于多芯插針和單芯光纖束插針之間進(jìn)行耦合調(diào)試。使用耦合方案制作多芯扇入扇出器件的難點(diǎn)在于光路的設(shè)計，當(dāng)芯數(shù)增加時，光路變復(fù)雜，調(diào)試的難度會增加，器件的體積也會增加。

5、第三種方案是波導(dǎo)方案。首先將多芯光纖去除部分涂覆層組成多芯光纖頭，使多芯光纖頭的纖芯分布與三維波導(dǎo)芯片的輸入端的波導(dǎo)排列形狀相同；然后再將多根單模光纖去除部分涂覆層后組成單芯光纖束頭，使單模光纖束頭的纖芯分布與三維波導(dǎo)芯片的輸出端的波導(dǎo)排列形狀相同；最后將多芯光纖與三維波導(dǎo)芯片的輸入端耦合，單芯光纖束與三維波導(dǎo)芯片的輸出端耦合，并將芯片和耦合點(diǎn)封裝在金屬管內(nèi)。此方案的難點(diǎn)在于三維波導(dǎo)芯片的制作，且成本較高。其中，所述三維波導(dǎo)芯片是一種新型的光波導(dǎo)集成芯片，它通過三維集成技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高集成度、高性能的光波導(dǎo)器件，相比傳統(tǒng)的平面波導(dǎo)集成芯片，三維波導(dǎo)芯片在解決平面波導(dǎo)集成度、光學(xué)電學(xué)連接點(diǎn)、材料等諸多方面限制方面有更大的優(yōu)勢。三維波導(dǎo)芯片采用三維集成技術(shù)，將多個功能不同的芯片層疊起來，通過層間的耦合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光波的傳輸和控制，可以實(shí)現(xiàn)更高的集成度，更小的體積和更低的功耗。與傳統(tǒng)的平面波導(dǎo)集成芯片相比，三維波導(dǎo)芯片的設(shè)計和制造難度更大，需要采用特殊的制造工藝和精密的加工設(shè)備。同時，三維波導(dǎo)芯片也具有更高的靈活性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行定制化設(shè)計和制造。

6、鑒于此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，解決上述技術(shù)問題，是本技術(shù)領(lǐng)域待解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型在于克服現(xiàn)有的多芯光纖扇入扇出器件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不易制備，無法兼顧對光器件低成本和小體積需求的問題。

2、本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本實(shí)用新型提供一種基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，包括：plc芯片1、第一陣列基板2和第二陣列基板3，所述第一陣列基板2和所述第二陣列基板3分別位于所述plc芯片1的兩側(cè)；

4、所述第一陣列基板2上設(shè)置有多芯光纖20，所述第二陣列基板3上設(shè)置有多個單芯光纖30，所述多芯光纖20與所述plc芯片1的輸入端耦合，所述單芯光纖30與所述plc芯片1的輸出端耦合；其中，所述多芯光纖20的纖芯數(shù)量與所述單芯光纖30的數(shù)量相同；

5、所述plc芯片1上設(shè)置有光波導(dǎo)10，所述光波導(dǎo)10的數(shù)量與所述多芯光纖20的纖芯數(shù)量和所述單芯光纖30的數(shù)量相等。

6、優(yōu)選的，所述第一陣列基板2上設(shè)置有第一v型槽21，所述多芯光纖20位于所述第一v型槽21內(nèi)。

7、優(yōu)選的，所述第一陣列基板2包括第一蓋板22，所述第一蓋板22用于封閉所述第一v型槽21，固定所述多芯光纖20。

8、優(yōu)選的，所述第二陣列基板3上設(shè)置有多個第二v型槽31，所述第二v型槽31的數(shù)量與所述單芯光纖30的數(shù)量相等，多個所述單芯光纖30分別位于所述第二v型槽31內(nèi)。

9、優(yōu)選的，所述第二陣列基板3包括第二蓋板32，所述第二蓋板32用于封閉所述第二v型槽31，固定所述單芯光纖30。

10、優(yōu)選的，所述plc芯片1輸入端的光波導(dǎo)10間距l(xiāng)1和所述多芯光纖20的纖芯間距d1相等。

11、優(yōu)選的，所述plc芯片1輸出端的光波導(dǎo)10間距l(xiāng)2和單芯光纖30之間的間距d2相同。

12、優(yōu)選的，所述plc芯片1為等腰梯形或平行四邊形的一種；

13、當(dāng)所述plc芯片1為等腰梯形時，所述第一陣列基板2的第一端面23為傾斜面，所述第一端面23與所述第一陣列基板2底面之間的角度，與所述等腰梯形的底角互補(bǔ)；所述第二陣列基板3的第二端面33為傾斜面，所述第二端面33與所述第二陣列基板3底面之間的角度，與所述等腰梯形的底角互補(bǔ)。

14、優(yōu)選的，所述多芯光纖20的纖芯排布方式與所述plc芯片1輸入端的光波導(dǎo)10排布方式相同。

15、優(yōu)選的，所述單芯光纖30在所述第二陣列基板3上的排布方式，與所述plc芯片1輸出端的光波導(dǎo)10排布方式相同。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型以plc芯片1為核心，通過plc芯片1上設(shè)置的光波導(dǎo)10實(shí)現(xiàn)多芯光纖20和單芯光纖30之間的光信號轉(zhuǎn)換和分配，plc芯片1具有體積小、重量輕、功耗低、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，便于集成和應(yīng)用，符合對光器件小體積的需求；并且，相較于現(xiàn)有的對多芯光纖20和單芯光纖30耦合的技術(shù)，本實(shí)用新型通過將多芯光纖20和單芯光纖30分別設(shè)置在第一陣列基板2和第二陣列基板3上，使第一陣列基板2和第二陣列基板3與plc芯片1的耦合，大大降低了光纖與plc芯片1直接耦合的難度，實(shí)現(xiàn)多芯光纖20和單芯光纖30之間的高效耦合和信號分配，有效提高光通信系統(tǒng)的傳輸容量和效率。本實(shí)用新型所提供的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件的制作工藝簡單、成本低廉，適用于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，包括：plc芯片(1)、第一陣列基板(2)和第二陣列基板(3)，所述第一陣列基板(2)和所述第二陣列基板(3)分別位于所述plc芯片(1)的兩側(cè)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第一陣列基板(2)上設(shè)置有第一v型槽(21)，所述多芯光纖(20)位于所述第一v型槽(21)內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第一陣列基板(2)包括第一蓋板(22)，所述第一蓋板(22)用于封閉所述第一v型槽(21)，固定所述多芯光纖(20)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第二陣列基板(3)上設(shè)置有多個第二v型槽(31)，所述第二v型槽(31)的數(shù)量與所述單芯光纖(30)的數(shù)量相等，多個所述單芯光纖(30)分別位于所述第二v型槽(31)內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第二陣列基板(3)包括第二蓋板(32)，所述第二蓋板(32)用于封閉所述第二v型槽(31)，固定所述單芯光纖(30)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述plc芯片(1)輸入端的光波導(dǎo)(10)間距l(xiāng)1和所述多芯光纖(20)的纖芯間距d1相等。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述plc芯片(1)輸出端的光波導(dǎo)(10)間距l(xiāng)2和單芯光纖(30)之間的間距d2相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述plc芯片(1)為等腰梯形或平行四邊形的一種；

9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述多芯光纖(20)的纖芯排布方式與所述plc芯片(1)輸入端的光波導(dǎo)(10)排布方式相同。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述單芯光纖(30)在所述第二陣列基板(3)上的排布方式，與所述plc芯片(1)輸出端的光波導(dǎo)(10)排布方式相同。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多芯光纖和PLC技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，包括：PLC芯片、第一陣列基板和第二陣列基板，第一陣列基板和第二陣列基板分別位于PLC芯片的兩側(cè)；第一陣列基板上設(shè)置有多芯光纖，第二陣列基板上設(shè)置有多個單芯光纖，多芯光纖與PLC芯片的輸入端耦合，單芯光纖與PLC芯片的輸出端耦合；其中，多芯光纖的纖芯數(shù)量與單芯光纖的數(shù)量相同；PLC芯片上設(shè)置有光波導(dǎo)，光波導(dǎo)的數(shù)量與多芯光纖的纖芯數(shù)量和單芯光纖的數(shù)量相等。本技術(shù)所提供的基于多芯光纖和PLC技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件的制作工藝簡單、成本低廉，適用于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：陳麗,王敏,肖清明,宋明,蔣磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢光迅科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240103
技術(shù)公布日：2024/12/19