[發明專利]一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器及制備方法

在審

• 申請號: 201711324057.7
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107976747A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 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: G02B6/32
• 分類號: G02B6/32
• 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，具體是涉及一種基于直角玻璃體的二維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。

現有方案透鏡陣列直接粘接于光纖陣列或光纖陣列過渡片表面，這種方式透鏡陣列與光纖陣列間的焦距一致性無法精確調試及控制；另有方案將各層透鏡陣列及光纖陣列直接粘接于直角玻璃體，由于各層透鏡陣列曲率存在差異，則二維陣列準直器整體的焦距一致性、光斑一致性指標無法精確控制；

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，提供了一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器及制備方法。本發明將各層光纖陣列摞疊粘接形成光纖陣列整體，再將各層透鏡陣列相對各層光纖陣列獨立調試焦距一致性及線度一致性指標，并獨立封裝于直角玻璃體各層臺階面上，以此確保陣列準直器整體的光斑一致性及方向一致性指標得到精確控制。

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：

一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器，包括：

二維光纖陣列，至少由相互摞疊的若干層1×N的V型槽穿入光纖后拋磨斜面形成，其中各層V型槽中穿入的光纖數量可以不等；

直角玻璃體，包括若干個與二維光纖陣列拋磨斜面上各層光纖陣列相對應的臺階面，每個臺階面上設置有與對應層光纖陣列位于同一線度且中心對齊的透鏡陣列。

優選的，上述的一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器，包括：所述透鏡陣列通過固定玻璃塊固定于臺階面上，其中固定玻璃塊設置于直角玻璃體各層臺階面的頂部，其前側面與透鏡陣列固定連接。

優選的，上述的一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器，所述固定玻璃片形狀為平面矩形體、倒直角體。

優選的，上述的一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器，所述直角玻璃體通過底部或上部分別與所述二維光纖陣列整體的底部或上部連接。

優選的，上述的一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器，所述直角玻璃體各層臺階寬度沿與所述二維光纖陣列端面斜角相同方向遞增或遞減。

優選的，上述的一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器，所述直角玻璃體臺階面整體加工或分別用寬度遞增的玻璃塊累疊粘接形成。

優選的，上述的一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器，所述光纖芯包同心度約為0.1um；

一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器的制備方法，包括：

將相互摞疊的若干層1×N的V型槽穿入光纖后拋磨斜面形成二維光纖陣列；

在直角玻璃體的若干個與二維光纖陣列拋磨斜面上各層光纖陣列相對應的臺階面上設置與對應層光纖陣列位于同一線度且中心對齊的透鏡陣列。

優選的，上述的一種基于直角玻璃體的二維陣列準直器的制備方法，所述透鏡陣列的設置包括以下步驟：