[發明專利]一種二維微間距高密度陣列準直器及制備方法

在審

• 申請號: 201711318182.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107894667A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 馬雨虹;楊睿;袁志林;宋麗丹
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30;G02B6/32;G02B6/34
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 劉黎明

技術領域

本發明涉及一種準直器及制備方法，屬于光通信技術領域，具體是涉及一種二維微間距陣列準直器及制備方法。

背景技術

由于互聯網的持續快速發展，導致光網絡通信容量持續增長，光器件的集成密度要求越來越高。采用傳統光器件拼裝組合實現集成的方案，器件尺寸大、能耗高，并且多處拼接導致器件長期使用穩定性差，人力、物力成本消耗非常大；采用硅基芯片技術實現的集成方案，器件尺寸極小，結構穩定性高，但由于其工藝技術要求較高，目前離商用化尚有一段距離；準直器為光通信中的基礎器件，被廣泛應用于光開關、光隔離器、光環行器、光密集波分復用器中，用陣列準直器所形成的陣列準直光束批量射入及接收光信號，而僅插入一個尺寸稍大的器件芯件，與陣列準直器組合封裝，即可使器件獲得數10倍高集成度，此種集成技術工藝成熟，器件穩定性高，成本低，尺寸較小；

目前已有的陣列準直器技術方案分為如下幾種：準直器拼接方案，采用多個單獨準直器以一定排列結構封裝于一塊玻璃板形成一維準直器陣列，受元件尺寸的限制，此種方案準直器間隔較大、封裝狀態不穩定，需要耗費較多人力物力成本；一維光纖陣列及透鏡陣列方案：采用一維光纖陣列及一維透鏡陣列通過一定結構工藝實現封裝，所形成一維陣列準直器，封裝狀態穩定，間隔密度高，但限于耦合封裝工藝技術僅能實現一維的低密度集成；二維陣列光纖、二維陣列透鏡方案：采用高精度的二維光纖陣列與二維陣列透鏡直接耦合封裝形成二維陣列準直器，集成度極高，結構簡單穩定，但為保證整體插損小于1.0dB,二維光纖陣列及二維透鏡陣列定位精度需要小于0.5um，原材料成本極高，難于商用化；含二維校正單元的二維光纖、二維透鏡陣列方案：用較低精度的二維光纖陣列與二維透鏡陣列直接耦合封裝后，在出射端以二維校正單元對每路光束作平行度校正，最終形成較高平行度的二維準直器光束陣列，此方案成本較低，但校正單元尺寸較大，準直器間距不能太小，且多個校正單元單獨封裝器件穩定度較差。

為實現極小間距陣列準直器，采用高密度光纖陣列與高密度透鏡陣列對耦封裝方案，此方案對于光纖陣列及透鏡陣列單元間距控制精度要求極高，原材料成本高；采用反射鏡組調整準直器出光方案，調整后準直器的出光受反射鏡調試封裝角度及位置度影響較大，對封裝工藝要求較高，或封裝后器件穩定性較差，另外鍍制高反射率的反射膜成本較高；采用棱鏡組調小準直器出光間隔的方案，同樣存在棱鏡組的封裝角度及位置度對準直器出光影響較大的問題，對調試封裝工藝要求高，成品率、穩定性較差。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的上述的技術問題，提供了一種微間距陣列準直器。本發明首先逐行調試透鏡陣列及光纖陣列線度對齊及焦距一致性后，利用透鏡陣列固定框架或直角玻璃體封裝固定兩者形成陣列準直器前體，該陣列準直器前體具有光斑一致性高、出光平行度高的特點。然后在該陣列準直器前體末端逐行增加全反棱鏡條，以將陣列準直器前體的出光不改變方向地平移至小間距，最終形成具有高光平行度、光斑一致性和極小間距的二維陣列準直器。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種二維微間距高密度陣列準直器，包括：

光纖陣列，底板為1×N的V型槽結構，各光纖陣列調試焦距一致性后依次疊壓封裝形成二維光纖陣列整體；

透鏡陣列固定框架(102)，其內面設置若干個與光纖陣列位于同一線度且中心對齊的透鏡陣列(101A～101F)，其外面設置若干個與標準陣列準直器(803)同一線度及中心對齊的全反棱鏡條(801A～801E)。

優選的，上述的一種二維微間距高密度陣列準直器，所述二維光纖陣列中各層V型槽中光纖數量為不等數量；

優選的，上述的一種二維微間距高密度陣列準直器，中間一排透鏡陣列不經過全反棱鏡直接出光，其余N-1排透鏡陣列均經過全反棱鏡折光后出光。

優選的，上述的一種二維微間距高密度陣列準直器，還包括N-3個全反棱鏡隔塊(802A、802B、802C)，其中中間排無全反棱鏡長條(802A、802B、802C、802D、802F)及全反棱鏡隔塊(802A、802B、802C)，與中間排緊鄰的上下兩排陣列準直器所配置的全反棱鏡長條(801B、801C)直接固定在透鏡陣列固定框架(102)上，其余N-3排全反棱鏡長條(801A、801D、801E)用長度遞增的全反棱鏡隔塊(802A、802B、802C)固定在透鏡陣列固定框架(102)上，并保持各全反棱鏡長條(802A、802B、802C、802D、802F)在光的出射方向上的空間位置錯開。