CN204028413U - 一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，包括槽基底，在该槽基底中设置有带状光纤，在该带状光纤上还设置有上盖板，该上盖板固定在槽基底上，且该上盖板的前端长度短于槽基底，在该槽基底端部处的带状光纤为裸光纤，该裸光纤的端部设置有光纤斜面，该裸光纤的端部光纤斜面的另一侧面处还固定有微柱面透镜；该光纤阵列的通道数至少为一条。本实用新型提供一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，降低了生产的成本，提高了耦合效率，更好的保护了带状光纤，延长了其使用寿命。

Description

一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列

技术领域

 本实用新型涉及一种光纤阵列，具体涉及一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，属于光通信技术中并行光电收发模块、有源光缆或其它集成光电技术领域。

背景技术

 随着人类对通信需求的快速增长，现有的通信系统面临更大的挑战。其中速率和能耗是两个非常关键的因素。人们期望在更小的空间、更低的能耗条件下提供更大的带宽。因此并行光学收发模块的研究得到了广泛的研究。并行光模块是在一个单体结构中实现多路并行的电信号与光信号的相互转换，从而实现收发功能。由于器件集成化和小型化带来高带宽密度和低功耗，使得并行光学模块的传输带宽和使用功耗大大优于多个分立器件，从而提高了系统的传输性能。

    在LD（Laser Diode,激光二极管），VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器）等常用通信激光器之中，VCSEL具有较高的转换效率、较低的阈值等优点，因此其功耗比其他种类的激光器要小，同时VCSEL激光器是面发射方式，易于实现阵列，体积小巧，非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域。VCSEL的出射光垂直于安装的电路板表面，这对于器件的封装和应用都不大方便。最简单的光接口是将光纤与VCSEL对接，激光器的出射光直接进入光纤，不经过其他中间元件，这样的耦合方式称为垂直耦合。

    垂直耦合由于光的反射导致速率不能太高，另外，由于是垂直耦合，光纤与PCB成垂直形状，导致光模块的体积增大。为了解决垂直耦合带来的问题，可以采用光路转角的形式来实现VCSEL与光纤阵列的转角耦合。实现转角耦合的一种办法是采用微透镜阵列的方式；还有一种方式就是将光纤阵列研磨成45°，通过全反射实现光信号的90°转角，专利03128028.5，201110376526.6和201310306602.5中就有论述。

    但是这两种方法都存在一些问题。采用微透镜阵列方式的耦合方法，需要先将微透镜阵列与45°棱镜固定在一起，然后再和MT插芯固定在一起，最后和VCSEL或PD芯片阵列耦合。这种方法操作步骤较多，增加了工艺难度，影响了制程良率。而且微透镜阵列和MT插芯的价格都相对昂贵，导致整体产品成本过高。采用专利03128028.5，201110376526.或201310306602.5中论述的方法也存在一些问题，这几个专利都采用了一种缩短上盖板的方法，使得带状光纤（已去除涂覆层）的一部分没有上盖板遮挡，避免光路通过上盖板而导致耦合效率的降低。但是该方法存在的问题就是耦合效率不高，从VCSEL出射的光斑只通过带状光纤（已去除涂覆层）的半圆侧壁就进入光纤纤芯，光斑只在一个方向上进行了汇聚或准直，而在与其垂直的方向上光斑是迅速发散的，无法有效耦合进光纤纤芯，所以耦合效率不高。而且专利201110376526.6和201310306602.5都需要将已去除涂覆层的带状光纤突出于V槽（或U槽）基底的前端，制作工艺复杂，成本高，而且突出的带状光纤容易损伤，从而影响耦合效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，降低了生产的成本，提高了耦合效率，更好的保护了带状光纤，延长了其使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，包括槽基底，在该槽基底中设置有带状光纤，在带状光纤上表面压有上盖板，在该带状光纤上还设置有上盖板，该上盖板固定在槽基底上，上盖板的长度小于槽基底的刻槽长度并使得带状光纤前端有一段裸露在外构成裸光纤，该裸光纤的端部为呈斜面结构的光纤斜面，该裸光纤的端部光纤斜面的另一侧面处还固定有微柱面透镜。该光纤阵列的通道数至少为一条。

作为优选，所述槽基底为V槽基底或U槽基底。

进一步的，上述裸光纤为带状光纤的端部，该裸光纤为带状光纤去除涂覆层的光纤芯。

再进一步的，上述光纤斜面为裸光纤的端部，是裸光纤前端端部研磨而成，该光纤斜面的斜面角度为5°-85°。该最优选的斜面角度为45°。在该光纤鞋面上可以不镀膜或镀膜或贴膜片，其中镀膜包括镀全反射膜或镀部分反射膜，其中贴膜片包括贴全反射膜片或贴部分反射膜片。

更进一步的，上述微柱面透镜为剖面为半圆形的柱体，该微柱面透镜的半径为10um-110um。

最优的，所述微柱面透镜的半径为62.5um。

作为优选，所述微柱面透镜由任意一种光纤去涂覆层后研磨而成。该光纤包括但不限于单模光纤与多模光纤。

作为另一种优选，所述微柱面透镜通过压模或玻璃曲面研磨而成。

另外，所述微柱面透镜通过胶水固定在槽基底上。该微柱面透镜还能通过固定片或螺丝等方式进行固定。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型的光纤阵列通过常规的生产方式就可以进行生产，其生产的工艺成熟可靠，易于实现，同时其生产成本较为低廉，能够很好的节省生产成本，提高生产的效率；

（2）本实用新型的微柱面透镜制作方式简单，材料来源广泛且低廉，进一步降低了生产成本；

（3）本实用新型的带状光纤直接放置于槽基底中，很好的避免了带状光纤在使用的过程中被磨损，提高了设备的使用寿命；

（4）本实用新型将微柱面透镜设置在裸光纤11的端部光纤斜面111的另一侧面处，利用微柱面透镜和光纤的半圆侧壁实现光斑汇聚或准直功能，并通过光纤前端斜面进行反射反射，大大提升了耦合与接收的效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为本实用新型的侧视图； 

图3为本实用新型端部局部放大图； 

图4为本实用新型光纤阵列耦合光路示意图；

图5为本实用新型光纤阵列的一种应用示意图。

附图中，各标号所代表的部件说明如下：

1-带状光纤；11-裸光纤；111-光纤斜面； 2-上盖板； 3-槽基底；4-微柱面透镜；5-激光器芯片；6-PCB板；7-阵列；8-芯片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1、2、3所示，一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，包括槽基底3，在该槽基底3中设置有带状光纤1，在带状光纤1上表面压有上盖板2，在该带状光纤1上还设置有上盖板2，该上盖板2固定在槽基底3上，上盖板2的长度小于槽基底3的刻槽长度并使得带状光纤前端有一段裸露在外构成裸光纤11，该裸光纤11的端部为呈斜面结构的光纤斜面111，该裸光纤11的端部光纤斜面111的另一侧面处还固定有微柱面透镜4。该光纤阵列的通道数至少为一条。上述裸光纤11为带状光纤1的端部，该裸光纤11为带状光纤1去除涂覆层的光纤芯。上述光纤斜面111为裸光纤11的端部，是裸光纤11前端端部研磨而成，该光纤斜面111的斜面角度为5°-85°。该最优选的斜面角度为45°。在该光纤鞋面111上可以不镀膜或镀膜或贴膜片，其中镀膜包括镀全反射膜或镀部分反射膜，其中贴膜片包括贴全反射膜片或贴部分反射膜片。上述微柱面透镜4为剖面为半圆形的柱体，该微柱面透镜4的半径为10um-110um。

所述槽基底3为V槽基底或U槽基底。

所述微柱面透镜4的最优半径为62.5um。

所述微柱面透镜4由任意一种光纤去涂覆层后研磨而成。该光纤包括但不限于单模光纤与多模光纤。其制作方法较为简单，取材容易，成本低廉。

所述微柱面透镜4通过胶水固定在槽基底3上。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于，所述微柱面透镜4通过压模或玻璃曲面研磨而成。

实施例3

本实施例与实施例1的不同点在于，微柱面透镜通过螺丝或固定片固定在槽基底上，提高了该微柱面透镜的固定强度。

实施例4

如图4所示，使用实施例1中的装置，在其微柱面透镜上单独设置一个激光器芯片5，该激光器芯片单独与本实用新型进行耦合，激光器芯片射出的光斑通过微柱面透镜的准直后射在斜面上，再通过斜面的反射进行带状光纤中进行传输，通过对其耦合数据的测量，本实施例的耦合效率能够达到75%左右。

实施例5

如图5所示，使用实施例1中的装置，将上盖板贴合放置在PCB板上，在PCB板上与微柱面透镜相对应的位置处设置有阵列7，该PCB板上还设置有一该阵列7相连接的芯片8。所述的阵列7为VCSEL阵列或PIN阵列，所述芯片为驱动芯片或接收芯片。通过对其耦合数据的测量，本实施例的耦合效率能够达到78%。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，包括槽基底（3），在该槽基底（3）中设置有带状光纤（1），在带状光纤（1）上表面压有上盖板（2），在该带状光纤（1）上还设置有上盖板（2），该上盖板（2）固定在槽基底（3）上，上盖板（2）的长度小于槽基底（3）的刻槽长度并使得带状光纤前端有一段裸露在外构成裸光纤（11），该裸光纤（11）的端部为呈斜面结构的光纤斜面（111），该裸光纤（11）的端部光纤斜面（111）的另一侧面处还固定有微柱面透镜（4）。

2. 根据权利要求1所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述槽基底（3）为V槽基底或U槽基底。

3. 根据权利要求1所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述裸光纤（11）为带状光纤（1）的端部，该裸光纤（11）为带状光纤（1）去除涂覆层的光纤芯。

4. 根据权利要求1所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述光纤斜面（111）为裸光纤（11）的端部，是裸光纤（11）前端端部研磨而成，该光纤斜面（111）的斜面角度为5°-85°。

5. 根据权利要求1所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述微柱面透镜（4）为剖面为半圆形的柱体，该微柱面透镜（4）的半径为10um-110um。

6. 根据权利要求5所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述微柱面透镜（4）的半径为62.5um。

7. 根据权利要求6所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述微柱面透镜（4）由任意一种光纤去涂覆层后研磨而成。

8.根据权利要求6所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述微柱面透镜（4）通过压模或玻璃曲面研磨而成。

9.根据权利要求5-8任意一项所述的一种新型的光纤侧面耦合光纤阵列，其特征在于，所述微柱面透镜（4）通过胶水固定在槽基底（3）上。