[發明專利]一種三維陣列準直器及制備方法

在審

• 申請號: 201711324133.4
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107907942A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 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，具體是涉及一種三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。

已有的三維陣列準直器方案采用樹脂聚合物制作透鏡陣列，透鏡陣列直接粘接或經過透鏡過渡件粘接至光纖陣列出射面，透鏡陣列曲率一致性難以保證，且不能進行焦距一致性調試、僅能進行一次性中心位置對齊，陣列準直器的出光平行度及出射光斑一致性等指標難以保證。

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，提供了一種三維陣列準直器及制備方法。該三維陣列準直器及制備方法將各層光纖陣列以第一角度交替旋轉疊壓形成三維光纖陣列，兩個斜角玻璃體工作面與兩光纖陣列面相對設置，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對齊后獨立封裝于斜角玻璃體的一個臺階面上，以此形成的三維陣列準直器具有高精確度的出光平行度及光斑一致性。

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：

一種三維陣列準直器，包括：

三維光纖陣列，包括相鄰層間以第一角度轉角摞疊的N層1×N V型槽，所述1×N V型槽內穿入光纖，并且相鄰的兩個側面為斜面；

兩個斜角玻璃體，其工作面以與第一角度相同的夾角固定并與所述三維光纖陣列兩個斜面相對設置，且所述工作面上設置有若干個與三維光纖陣列上的每層光纖陣列位于同一線度且中心對齊的透鏡陣列。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，所述三維光纖陣列中，每層V型槽中穿入的光纖數量可為不等數量。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，還包括固定玻璃塊，所述固定玻璃塊設置于斜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，上述的一種三維陣列準直器，所述第一角度為45度～360度之間。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，所述第一角度為90度。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，所述斜角玻璃體斜角與所述三維光纖陣列斜面的斜角相同。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，所述斜角玻璃體通過底部和/或上部分別與所述N×N×N光纖陣列整體的底部或上部連接。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，所述斜角玻璃體的工作面上設置有臺階面，所述透鏡陣列設置于該臺階面上。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，各層臺階寬度沿與所述三維光纖陣列端面斜角相同方向遞增或遞減。

優選的，上述的一種三維陣列準直器，所述透鏡陣列通過固定玻璃塊固定于斜角玻璃體臺階面上，并且，固定玻璃塊形狀為平面矩形體或倒直角體。

一種三維陣列準直器的制備方法，包括：