專利名稱：高穩(wěn)定性光波分復用器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖復用解復用器制備方法，尤其是高穩(wěn)定性光波分復用器模塊的制備方法。
波分復用指的是光纖通信中的一種傳輸技術(shù)，它利用了一根光纖同時傳播多個不同波長的光載波的特點，把光纖可能應用的波長劃分成若干個波段，每個波段用作一個獨立的通道傳輸一種預定的光信號。作為WDM系統(tǒng)中關(guān)鍵的器件之一—復用解復用器(簡稱WDM模塊)，其性能將直接影響WDM系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
WDM模塊的制作方式通常有介質(zhì)薄膜法(TFF)、陣列波導光柵法(AWG)、光纖光柵法(FBG)等介質(zhì)薄膜法，又稱濾光片法。此方法利用濾光片對波長的選擇特性，通過級聯(lián)完成多波長的復用與解復用。
陣列波導光柵法，通過標準的集成光學工藝，在硅片、磷化銦或者有機聚合物上制作而成。它由輸入輸出波導群、兩個盤形波導及波導陣列一起集成。
光纖光柵法，基于長周期或者短周期的光纖光柵。光纖光柵是通過紫外光在光敏光纖上光刻而成。它利用了紫外激光誘導光纖芯折射率呈周期性變化的機理。當折射率的周期性變化滿足布拉格光柵條件時，相應波長的光就會全反射，而其余波長的光會順利通過。
隨著鍍膜技術(shù)的不斷發(fā)展，以及光梳狀濾波器(Interleave)技術(shù)的成熟，用介質(zhì)薄膜法制造50GHz的密集波分復用器/解復用器成為可能，再加上介質(zhì)薄膜法技術(shù)與設(shè)備相對簡單，成本適中、重復性好而得到大量應用，市場前景非常看好。
目前的介質(zhì)薄膜法制造50GHzWDM模塊仍有改進余地，還可以提高WDM模塊的穩(wěn)定性與可靠性，對WDM系統(tǒng)有非常重要的作用。
如何提高WDM模塊的穩(wěn)定性與可靠性，除了在材料方面精心選擇，再就是在耦合封裝過程中盡量減少不穩(wěn)定因素。
353ND與353ND-T膠在Tg點左右熱膨脹系數(shù)變化很大，這是造成器件不穩(wěn)定的主要原因之一。如何在封裝過程中盡量減少膠的使用量，并避免溫度達到或者超過膠的Tg點，是必須解決的問題。
在常規(guī)的封裝工藝中，雙光纖頭與柱狀透鏡是用膠直接連接的，通常的做法是先用UV膠將雙光纖頭與柱狀透鏡臨時固定以防止353ND-T膠向光路滲透，然后用353ND-T膠固定，如圖3所示，這樣做有幾個問題1.用UV膠臨時固定時，如果操作不熟練，由于毛細現(xiàn)象，UV膠會部分滲透到光路上，導致光學性能的惡化。如果UV膠密封不嚴，會導致353ND-T膠滲透到光路上而出現(xiàn)廢品。
2.用膠直接連接，在連接處有大量的膠，如果膠的形狀不是圓形或者近似圓形，上下左右的膠量不等，在溫度循環(huán)時膨脹量就會不一樣，導致出現(xiàn)內(nèi)應力而降低器件的長期穩(wěn)定性，嚴重的會出現(xiàn)細微的位移，而導致光學性能惡化。
3.用膠直接連接，如果膠量過多，會導致焊接的金屬管套不進去，如果膠量過少，連接就不牢靠。增加了工藝的難度。
4.在后續(xù)的焊接過程中，由于焊接的溫度比較高，遠遠大于膠的Tg點，因此，如果焊接時停留時間過長，溫度會迅速傳遞到膠上，而導致反射的插入損耗超標。這也是在焊接過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一。
5.353ND-T膠的粘稠系數(shù)是235ND的5倍，在調(diào)膠過程中很難避免氣泡的產(chǎn)生，這對膠固化后的穩(wěn)定性與可靠性帶來長期的影響。采用真空調(diào)膠、離子脫泡法調(diào)膠成本高，而且效果也不好。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的高穩(wěn)定性光波分復用器制備方法包括雙光纖頭與柱狀透鏡，用側(cè)部連接舟來固定雙光纖頭與柱狀透鏡連接部位。所述側(cè)部連接舟為截面為圓弧的連接板，如玻璃舟。尤其是用二片圓弧連接板在雙光纖頭與柱狀透鏡連接部位的相對位置固定。Filter檢測-貼片-準直-玻璃舟固定-焊接-高低溫循環(huán)-封裝-測試。具體而言將雙光纖頭與柱狀透鏡調(diào)整好，在柱狀透鏡與雙光纖頭接觸點處均勻涂上膠；在玻璃舟上涂上少量UV膠；將玻璃舟蓋在柱狀透鏡與雙光纖頭之間，壓緊，并用UV槍迅速固化；將柱狀透鏡與雙光纖頭旋轉(zhuǎn)180度，用同樣的方式將另一個玻璃舟固定好；加溫干燥將柱狀透鏡與雙光纖頭接觸點膠固化。
本發(fā)明的特點是在雙光纖頭與柱狀透鏡之間只有一層薄薄的353ND膠，不會因上下膠量不等而出現(xiàn)的熱膨脹量不同引起的穩(wěn)定性變差，同時，降低了上膠時對員工的要求。玻璃舟的外徑有嚴格的限制和良好的統(tǒng)一性，能夠與焊接的金屬管匹配，不會出現(xiàn)金屬管套不進去的現(xiàn)象。同時，因其具有絕緣隔熱性能，金屬管套的焊接安裝時也不致于對雙光纖頭與柱狀透鏡產(chǎn)生任何不利影響。
其具體的實施過程如下1.將雙光纖頭與柱狀透鏡調(diào)整好。
2.在柱狀透鏡與雙光纖頭接觸點左右1.5mm處均勻涂上353ND膠；在玻璃舟上涂上少量UV膠。
3.將玻璃舟蓋在柱狀透鏡與雙光纖頭之間，壓緊，并用UV槍迅速固化。
4.將柱狀透鏡與雙光纖頭旋轉(zhuǎn)180度，用同樣的方式將另一個玻璃舟固定好。
5.將產(chǎn)品送去烘烤間°烘烤小時，將353ND膠固化。
優(yōu)點是1.用玻璃舟來固定，UV膠與353ND膠不直接接觸雙光纖頭與柱狀透鏡之間的縫隙，避免了膠滲透到光路上，不會出現(xiàn)因膠擋在光路上而導致光學性能惡化的現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的成品率。
2.用玻璃舟來固定，在雙光纖頭與柱狀透鏡之間只有一層薄薄的353ND膠，不會因上下膠量不等而出現(xiàn)的熱膨脹量不同引起的穩(wěn)定性變差，同時，降低了上膠時對員工的要求。
3.玻璃舟的外徑有嚴格的限制和良好的統(tǒng)一性，能夠與焊接的金屬管匹配，不會出現(xiàn)金屬管套不進去的現(xiàn)象。
4.在焊接過程中，雙光纖頭與柱狀透鏡被玻璃舟牢牢限制住了自由度，而且，353ND膠量很少，對焊接的時間要求就降低了，簡化了工藝的復雜程度。在測試過程中，沒有遇到反射插入損耗超標的現(xiàn)象。
5.在此工藝中，不需要用353ND-T膠，只用353ND膠，避免在調(diào)膠過程出現(xiàn)氣泡，提高了器件的穩(wěn)定性。此外，用玻璃舟固定，優(yōu)點還有■用玻璃舟固定雙光纖頭與柱狀透鏡，與準直器的結(jié)構(gòu)相似，給了雙光纖頭與柱狀透鏡一個連接的支架，大大提高了連接的穩(wěn)定性與可靠性。
■用璃舟固定雙光纖頭與柱狀透鏡，膠的連接是面接觸。根據(jù)膠合機理，膠量越薄，連接的強度越高；接觸的面積越大，連接的性能就越好。因此，采用玻璃舟方式固定比常規(guī)方式固定接觸面積增加、膠層變薄，有利于穩(wěn)定性提高。
■玻璃舟的外徑比架空套管的外徑小，可以有效防止在焊接過程中熱傳導，避免膠達到Tg點，降低工藝的難度。
權(quán)利要求
1.高穩(wěn)定性光波分復用器的制備方法，將雙光纖頭與柱狀透鏡調(diào)整好，其特征是在柱狀透鏡與雙光纖頭接觸點處均勻涂上膠；在玻璃舟上涂上少量UV膠；將玻璃舟蓋在柱狀透鏡與雙光纖頭之間，壓緊，并用UV槍迅速固化；將柱狀透鏡與雙光纖頭旋轉(zhuǎn)180度，用同樣的方式將另一個玻璃舟固定好；加溫干燥將柱狀透鏡與雙光纖頭接觸點膠固化。
全文摘要
高穩(wěn)定性光波分復用器的制備方法，將雙光纖頭與柱狀透鏡調(diào)整好，在柱狀透鏡與雙光纖頭接觸點處均勻涂上膠；在玻璃舟上涂上少量UV膠；將玻璃舟蓋在柱狀透鏡與雙光纖頭之間，壓緊，并用UV槍迅速固化；將柱狀透鏡與雙光纖頭旋轉(zhuǎn)180度，用同樣的方式將另一個玻璃舟固定好；加溫干燥將柱狀透鏡與雙光纖頭接觸點膠固化。本發(fā)明在雙光纖頭與柱狀透鏡之間只有一層薄薄的353ND膠，不會因上下膠量不等而出現(xiàn)的熱膨脹量不同引起的穩(wěn)定性變差，同時，降低了上膠時對員工的要求。玻璃舟的外徑有嚴格的限制和良好的統(tǒng)一性，能夠與焊接的金屬管匹配，不會出現(xiàn)金屬管套不進去的現(xiàn)象。
文檔編號H04J14/02GK1448744SQ0311345
公開日2003年10月15日 申請日期2003年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月12日
發(fā)明者張旭蘋, 黃金源, 許國良, 徐偉弘 申請人:南京大學