[發明專利]用于尾纖連接系統的自動光學芯片保持器

無效

• 申請號: 00809973.1
• 申請日: 2000-06-02
• 公開（公告）號: CN1360706A
• 公開（公告）日: 2002-07-24
• 發明（設計）人: 田永
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 顧峻峰

發明背景

1.發明領域

本發明總的涉及尾纖連接系統(pigtailing?system)中的光學芯片(optical?chip)保持器，特別是涉及用于在一個自動化的大規模尾纖連接(mass-pigtailing)系統中裝載光學芯片和卸載尾纖連接后的光學芯片的自動光學芯片保持器。

2.背景技術

在尾纖連接過程中，必須使光纖精確地、牢靠地對準集成光學芯片波導件。否則，通過最終形成的裝置傳播的光信號就會由于衰減和其它光學損失而嚴重地退化。此外，還不希望采取勞動強度高的加工工藝。從效率角度出發，最希望的是，用于裝載光學芯片、精確對準、進行尾纖連接和卸載的整個尾纖連接過程是自動的和可重復的。

已經考慮的一種方案涉及采用真空夾盤。通常，將光學芯片放置在一夾盤平臺表面上，該表面具有連通于一氣室(plenum)的空氣管道。接著，將氣室中的空氣抽空，所形成的真空吸力可將光學芯片保持抵靠在所述平臺表面上。然而，該方案有幾個缺陷。首先，真空夾盤趨向于生成可能導致光學芯片發生小震動和搖晃的空氣波動。因此，在膠合劑固化過程中，不能使光學芯片保持穩定。更重要的是，膠合劑固化過程中的收縮應力將導致光學芯片的波導件不能對準光纖或光纖集束塊。結果是，該裝置的可靠性較低，最終形成的光學損失較高。該方法的另一個缺陷是，它取決于勞動熟練程度。需要操作者用手來裝載光學芯片以及卸下尾纖連接后的光學芯片。由于這是一個非常細致的操作，尾纖連接過程成功與否在很大程度上取決于操作者的經驗。

在另一個已考慮的方案中，采用一滑動機構來將光學芯片保持在位。利用光學芯片的基底來作為支承基準。雖然這樣可以提高光學裝置的穩定性，但最終形成的芯片的厚度偏離(thickness?dispersion)會給該過程的可重復性帶來負面影響。與上述方法一樣，該方法也需要操作者用手來裝載光學芯片以及卸下尾纖連接后的光學芯片。同樣地，由于這是一個非常細致的操作，尾纖連接過程成功與否在很大程度上取決于操作者的經驗。

因此，需要一種能使光學芯片在尾纖連接系統中精確地、牢靠地和可重復地定位和對準的自動芯片保持器。另外，還需要這樣一種自動芯片保持器，它只需操作者付出最小的勞動就可以自動地裝載光學芯片以及卸載尾纖連接后的光學芯片。

發明內容

本發明旨在解決以上所討論的傳統系統中的問題。本發明的自動芯片保持器能自動地、精確地將光學芯片裝載和定位在預定的位置上。芯片被夾緊在用于進行尾纖連接的位置上，這是通過能將芯片固定在二維平面中的柔軟的彈性材料來實現的。彈性夾緊材料可彌補夾盤平臺的硬表面上的不規整，從而使施加于芯片的壓力更均勻地分布。因此，可大大減小微振現象并避免對芯片造成損壞，從而提高生產率。此外，在定位和對準過程中，夾緊材料的彈性可對相對較粗的定位調節加以彌補。在尾纖連接之后，操作者只需最小的勞力就可以將尾纖連接后的芯片自動地卸載。芯片保持器可適應各種形狀和尺寸的光學芯片。

本發明的一個方面是，涉及一種用于將光學芯片定位在一尾纖連接系統中的自動芯片保持器。光學芯片具有一配準邊緣和一配準表面。該自動芯片保持器可將光學芯片定位在一個三維空間內，這個三維空間是一個具有x軸、y軸和z軸的直角坐標系。自動芯片保持器包括：一支承座，該支承座具有一設置成平行于x軸的滑軌；一配準元件，該配準元件固定于支承座，用以在三維空間內限定一個對準位置；一可調夾盤組件，該組件可滑動地設置在滑軌上，用以使光學芯片在一器件互換位置和對準位置之間移動，可調夾盤組件可沿x軸方向移動，并且可響應沿x軸方向的一個力沿z軸方向調節；以及一驅動單元，該驅動單元連接于可調夾盤組件，用以對可調夾盤組件施加x軸的力。

在另一個方面，本發明包括一種用于在一采用自動芯片保持器的尾纖連接系統中對一光學器件進行自動定位的方法。光學器件包括一配準邊緣和一配準表面。自動芯片保持器包括一具有一滑軌的支承座、一固定于支承座并用于限定光學芯片在一個三維空間內的對準位置的配準元件，三維空間是一個具有x軸、y軸和z軸的直角坐標系。該定位方法包括如下步驟：提供一可調夾盤組件，該組件可滑動地設置在滑軌上，用以使光學芯片在一器件互換位置和對準位置之間移動，可調夾盤組件可沿x軸方向移動，并且可響應沿x軸方向的一個力沿z軸方向作調節；以及施加x軸方向的力，以使光學芯片從一器件互換位置移動至對準位置。