[發(fā)明專利]一種3D打印的光波導(dǎo)光纖引出方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811559907.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109613652A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷麗芳
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州席正通信科技有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;B29C64/10;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種3D打印的光波導(dǎo)光纖引出方法，包括，波導(dǎo)、基體；波導(dǎo)的折射率高于基體，當(dāng)光由波導(dǎo)一端射入，由于光在波導(dǎo)和基體界面形成全反射，因此光可沿波導(dǎo)內(nèi)傳輸；使用3D打印機制作三維光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；波導(dǎo)分為三類，第一類連接波導(dǎo)、第二類引出波導(dǎo)、第三類直通波導(dǎo)；引出波導(dǎo)和直通波導(dǎo)直接接通到波導(dǎo)基體的端面；光纖引出的方法如下：通過機加工以波導(dǎo)的幾何中心為圓心加工一個圓孔；將圓孔底部磨平，之后拋光；將塑料光纖端面磨平并拋光；將塑料光纖插入圓孔，并與波導(dǎo)對準(zhǔn)；用粘結(jié)劑粘接塑料光纖，即完成3D打印的光波導(dǎo)光纖引出。本發(fā)明適合光波導(dǎo)的小批量甚至單件的快速生產(chǎn)、三維光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不但可以安裝更多的功能模塊，也更方便于計算機線路布局設(shè)計。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電集成線路板等領(lǐng)域，具體為一種3D打印的光波導(dǎo)光纖引出方法。

背景技術(shù)

21世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)是日新月異的，電子行業(yè)作為高新技術(shù)行業(yè)，技術(shù)發(fā)展更是一日千里。當(dāng)前，隨著多媒體業(yè)務(wù)，包括電話，有線電視(CATV)，數(shù)字電視和Internet的快速和全面發(fā)展，對電路帶寬和容量的要求急劇增加。在傳統(tǒng)的電學(xué)領(lǐng)域，信號的傳輸和開關(guān)的速度已經(jīng)受到限制。以電子計算機為例，其CPU的主頻已經(jīng)達到2-2.9GHz，在電信干線上傳輸碼流的的速度更達到幾十甚至上千Gbit。而與之相對照的是，計算機的總線傳輸依然停留在10-100M，高也不過Gbit。顯然，計算機內(nèi)部總線連接和計算機互連的速率已經(jīng)成為整個計算機環(huán)境的瓶頸。因此近來人們提出把光作為計算機內(nèi)部(包括電路板內(nèi)部)及計算機之間的互連手段。從原理上講，用導(dǎo)線連接的傳輸速率受到其寄生參量(寄生電阻、電感和旁生電容)的影響和限制，無法與光比擬，尤其在大的傳輸距離光傳輸對于電傳輸優(yōu)勢更加明顯。光子具有較大的帶寬和較低的傳輸損耗，免于串?dāng)_和電磁干擾，在同一個光學(xué)媒介中傳輸多個波長時，不同的波長可以平行通過。所以，光子在電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用都發(fā)揮了重要作用。

在這樣的背景下，光波導(dǎo)用于計算機通信基板是提高計算機通信速度和帶寬的很好的方案，基于光波導(dǎo)基板的光電線路板是以光子做信號傳輸，以電子進行運算的新一代高運算所需的封裝基板，將目前發(fā)展得非常成熟的傳統(tǒng)印制電路板加上一層波導(dǎo)層。因此使得電路板的使用由現(xiàn)在的電連接技術(shù)發(fā)展到光傳輸領(lǐng)域。

目前光波導(dǎo)基板還是平面的二維結(jié)構(gòu)，其制作方法還是基于半導(dǎo)體芯片加工的刻蝕、化學(xué)氣相沉積等工藝，適合大批量的制作，而定制化小批量生產(chǎn)則成本較高；目前計算機內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜、功能模塊更多，二維結(jié)構(gòu)以及不能滿足線路布局要求了；另一方面目前光波導(dǎo)基板光向垂直于波導(dǎo)基板的方向引出時，目前采用的是微結(jié)構(gòu)反射鏡，這種微結(jié)構(gòu)反射鏡制作工藝復(fù)雜、成本高。

基于以上原因，3D打印的光波導(dǎo)光纖引出方法，適合小批量甚至單件的快速生產(chǎn)、三維波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不但可以安裝更多的功能模塊，也更方便于計算機線路布局設(shè)計。

作為高速和高帶寬通信基材，3D打印的光波導(dǎo)可以在其上安裝芯片、傳感器、顯示模塊、通信模塊等模塊和線路板，可用于制作計算機和超級計算機的基板，傳感器基板，以及人工智能系統(tǒng)的基板等。

通信光纜所用的光纖，基本上都是采用石英光纖，由高純度二氧化硅加入適量摻雜劑組成的，石英為脆性材料，不耐壓、容易折斷，芯徑較細，不易對準(zhǔn)；而塑料光纖由透光聚合物制成，因為可以利用聚合物成熟的簡單拉制工藝，故成本比較低，且比較柔軟，堅固，直徑較大接續(xù)損耗較低。

本發(fā)明提出的一種3D打印的光波導(dǎo)光纖引出方法，由塑料光纖作為3D打印的光波導(dǎo)光纖引出光纖并用直接對準(zhǔn)粘接的方法安裝，，加工方便、對準(zhǔn)容易、成本更低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種3D打印的光波導(dǎo)光纖引出方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中至少一種技術(shù)問題。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種3D打印的光波導(dǎo)光纖引出方法，提供波導(dǎo)、基體；

進一步的，波導(dǎo)的折射率高于基體，當(dāng)光由波導(dǎo)一端射入，由于光在波導(dǎo)和基體界面形成全反射，因此光可沿波導(dǎo)內(nèi)傳輸；