CN102736175B - 一种平面光波导分路器的封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面光波导分路器的封装方法，包括在平面光波导芯片的光纤输入端面上精确定位打孔，在光纤阵列的光纤输出端面上精确定位打孔，将激光打孔后的光纤输入端面采用脱脂酒精试纸擦拭干净并预点环氧胶，将激光打孔后的光纤输出端面采用脱脂酒精试纸擦拭干净并在孔内植入导向插针，用手对光纤阵列施加推力，将光纤输出端面上的导向插针插入光纤输入端面上的孔内，并使光纤输入端面上的环氧胶充分融合在光纤输入端面与光纤输出端面之间，采用紫外线光源对融合在光纤输入端面与光纤输出端面之间的环氧胶进行固化完成封装。本发明的封装方法简单可靠，封装难度小，对接的耦合效率和产品合格率高，生产成本低，适合在光纤领域推广应用。

Description

一种平面光波导分路器的封装方法

技术领域

本发明属于光纤技术领域，特别是涉及一种平面光波导分路器的封装方法。

背景技术

我国目前正在着手进行国家光网络的规划，计划在全国范围内普及光纤网络，以解决最后一公里语音、视频、数据等综合接入。平面光波导分路器是构建光纤接入网的核心光器件，起到光功率分配的功能。     

平面光波导分路器由平面光波导芯片和光纤阵列组成，所述平面光波导芯片具有一个倾斜的光纤输入端面，所述光纤阵列具有一个倾斜的光纤输出端面，传统的平面光波导分路器的封装方法如下：（1）耦合对准的准备工作：先将平面光波导芯片清洗干净后小心地安装到波导架上，再将光纤阵列清洗干净，一端安装在入射端的精密调整架上，另一端接上光源（先接6.328微米的红光光源，以便初步调试通光时观察所用）；（2）借助显微观测系统观察入射端光纤阵列与平面光波导芯片的位置，并通过计算机指令手动调整光纤阵列与平面光波导芯片的平行度和端面间隔；（3）打开激光光源，根据显微系统观测到的X轴和Y轴的图像，并借助平面光波导芯片输出端的光斑初步判断入射端光纤阵列与平面光波导芯片的耦合对准情况，以实现光纤阵列与平面光波导芯片对接时良好的通光效果；（4）当显微观测系统观察到平面光波导芯片输出端的光斑达到理想的效果后，移开显微观测系统；（5）将平面光波导芯片输出端光纤阵列（FA）的第一和第八通道清洗干净，并用吹气球吹干，再采用步骤（2）的方法将平面光波导芯片输出端与光纤阵列连接并初步调整到合适的位置，然后将其连接到双通道功率计的两个探测接口上；（6）将光纤阵列入射端6.328微米波长的光源切换为1.310/1.550微米的光源，启动光功率搜索程序自动调整平面光波导芯片输出端与光纤阵列的位置，使平面光波导芯片出射端接收到的光功率值最大，且两个采样通道的光功率值应尽量相等（即自动调整输出端光纤阵列，使其与平面光波导芯片入射端实现精确的对准，从而提高整体的耦合效率）；（7）当平面光波导芯片输出端光纤阵列的光功率值达到最大且尽量相等后，再进行点胶工作；（8）重复步骤（6），再次寻找平面光波导芯片输出端光纤阵列接收到的光功率最大值，以保证点胶后平面光波导芯片与光纤阵列的最佳耦合对准，并将其固化，完成封装。

由上述传统的平面光波导分路器的封装方法可知，由于该封装方法是通过光功率反馈形成闭环控制，采用精密、复杂的六维调整对中方法，并利用复杂的六维精密微调架、光源、功率计、显微观测系统等硬件设备来完成封装的，因此，该封装方法不仅复杂，封装难度大，并且需购买大量进口精密设备才能完成，产品的生产成本高，对规模化生产极为不利，而且对接的耦合效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不仅封装方法简单可靠、封装难度小，并且无需购买进口精密设备，产品的生产成本低，有利于规模化生产，而且对接的耦合效率和生产效率高的平面光波导分路器的封装方法。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种平面光波导分路器的封装方法，所述平面光波导分路器由平面光波导芯片和光纤阵列组成，所述平面光波导芯片具有一个倾斜的光纤输入端面，所述光纤阵列具有一个倾斜的光纤输出端面，该封装方法按照以下步骤进行：

a、采用激光打孔机在所述平面光波导芯片的光纤输入端面上精确定位打孔，所打孔的数量为二个且位于光纤的两侧；

b、采用激光打孔机在所述光纤阵列的光纤输出端面上精确定位打孔，所打孔的数量为二个且位于光纤的两侧，该光纤输出端面上所打的二个孔的孔径以及位于光纤两侧的位置与所述光纤输入端面上所打的二个孔的孔径以及位于光纤两侧的位置相同；

c、将激光打孔后的平面光波导芯片的光纤输入端面采用脱脂酒精试纸擦拭干净，并将擦拭干净的平面光波导芯片固定在夹具上，在所述光纤输入端面上预点环氧胶；

d、将激光打孔后的光纤阵列的光纤输出端面采用脱脂酒精试纸擦拭干净，并在所述光纤输出端面上的二个孔内分别植入一个导向插针，该导向插针与所述光纤输出端面上的孔为紧配合；

e、用手对光纤阵列施加推力，将所述光纤输出端面上的二个导向插针缓慢插入固定在夹具上的所述平面光波导芯片光纤输入端面上的二个孔内，并使所述光纤输入端面上的环氧胶充分融合在光纤输入端面与光纤输出端面之间，所述导向插针与所述光纤输入端面上的孔为紧配合；

f、采用紫外线光源对所述融合在光纤输入端面与光纤输出端面之间的环氧胶进行固化完成封装。

在本发明中，所述光纤输入端面和光纤输出端面的倾斜角度均为8°。

采用上述方法后，本发明具有以下有益效果：

完全摒弃了传统的采用精密、复杂的六维调整对中方法，使复杂的封装对准工艺变为简单的手动连接装配，大幅度提升了产品加工效率，提高了封装效率10倍以上，封装方法简便可靠，封装难度小，对接的耦合效率高。

封装过程无需采用进口精密设备，节省了大量购买进口设备的外汇，大大降低了产品的加工成本，具有重大经济效益，并为规模化生产提供了有利条件。

光纤输入端面和光纤输出端面的倾斜角度采用8°的结构，这样平面光波导芯片与光纤阵列耦合后可有效提升回波损耗的指标。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本发明a步骤中在平面光波导芯片的光纤输入端面上打孔的一种示意图。

图2为本发明b步骤中在光纤阵列的光纤输出端面上打孔的一种示意图。

图3为本发明d步骤中在光纤输出端面的二个孔内植入导向插针的示意图。

图4为本发明平面光波导分路器完成封装的一种示意图。

具体实施方式

参见图1至5所示的一种平面光波导分路器的封装方法，所述平面光波导分路器由平面光波导芯片1和光纤阵列2组成，所述平面光波导芯片1具有一个倾斜的光纤输入端面1－1，所述光纤阵列2具有一个倾斜的光纤输出端面2－1，该封装方法按照以下步骤进行：

a、采用常规的激光打孔机在所述平面光波导芯片1的光纤输入端面1－1上精确定位打孔，所打孔1－1－1的数量为二个且位于光纤的两侧；

b、采用常规的激光打孔机在所述光纤阵列2的光纤输出端面2－1上精确定位打孔，所打孔2－1－1的数量为二个且位于光纤的两侧，该光纤输出端面2－1上所打的二个孔2－1－1的孔径以及位于光纤两侧的位置与所述光纤输入端面1－1上所打的二个孔1－1－1的孔径以及位于光纤两侧的位置相同；

c、将激光打孔后的平面光波导芯片1的光纤输入端面1－1采用脱脂酒精试纸擦拭干净，并将擦拭干净的平面光波导芯片1固定在夹具上，在所述光纤输入端面1－1上预点环氧胶；

d、将激光打孔后的光纤阵列2的光纤输出端面2－1采用脱脂酒精试纸擦拭干净，并在所述光纤输出端面2－1上的二个孔2－1－1内分别植入一个导向插针3，该导向插针3与所述光纤输出端面2－1上的孔2－1－1为紧配合；

e、用手对光纤阵列2施加推力，将所述光纤输出端面2－1上的二个导向插针3缓慢插入固定在夹具上的所述平面光波导芯片1光纤输入端面1－1上的二个孔1－1－1内，并使所述光纤输入端面1－1上的环氧胶充分融合在光纤输入端面1－1与光纤输出端面2－1之间，所述导向插针3与所述光纤输入端面1－1上的孔1－1－1为紧配合；

f、采用紫外线光源对所述融合在光纤输入端面1－1与光纤输出端面2－1之间的环氧胶进行固化完成封装。

在本发明中，所述光纤输入端面1－1上所打的二个孔1－1－1的孔径以及所述光纤输出端面2－1上所打的二个孔2－1－1的孔径优选为2～6毫米，孔深优选为10～15毫米，孔1－1－1优选对称地设置在光纤输入端面1－1上光纤的纵向两侧，当然，孔1－1－1也可在光纤的上下两侧；孔2－1－1优选对称地设置在光纤输出端面2－1上光纤的纵向两侧，当然，孔2－1－1也可在光纤的上下两侧。所述导向插针3的直径优选为2.02～6.02毫米，长度为19～29毫米。在本发明的c步骤中，所述的夹具可采用常规的简易夹具，例如可使用一角铁，通过压板或紧定螺钉将擦拭干净的平面光波导芯片1固定在所述角铁上；在本发明的e步骤中，当用手对光纤阵列2施加推力，在操作时，可用手在光纤阵列2的尾部即多芯光纤带4的一侧施加向前推力，从而使光纤输出端面2－1与光纤输入端面1－1相贴合时，只需用力推压或反复推压几次光纤阵列2，则可使所述光纤输入端面1－1上的环氧胶能充分融合在光纤输入端面1－1与光纤输出端面2－1之间。

本发明的光纤输入端面1－1和光纤输出端面2－1的倾斜角度优选均为8°，这样平面光波导芯片1与光纤阵列2耦合后可有效提升回波损耗的指标。

经过试用，本发明的封装方法简单可靠，产品合格率高，彻底颠覆了传统平面光波导分路器的封装方法，完全摒弃了原有复杂的封装设备及封装工艺，大大降低了封装难度，大幅度提升了产品加工效率，降低了产品的加工成本，使复杂的封装对准工艺变为简单的手动连接装配，提高封装效率10倍以上，具有重大经济效益，取得了良好的效果。

Claims (2)

1.一种平面光波导分路器的封装方法，所述平面光波导分路器由平面光波导芯片（1）和光纤阵列（2）组成，所述平面光波导芯片（1）具有一个倾斜的光纤输入端面（1－1），所述光纤阵列（2）具有一个倾斜的光纤输出端面（2－1），其特征在于：该封装方法按照以下步骤进行：

a、采用激光打孔机在所述平面光波导芯片（1）的光纤输入端面（1－1）上精确定位打孔，所打孔（1－1－1）的数量为二个且位于光纤的两侧；

b、采用激光打孔机在所述光纤阵列（2）的光纤输出端面（2－1）上精确定位打孔，所打孔（2－1－1）的数量为二个且位于光纤的两侧，该光纤输出端面（2－1）上所打的二个孔（2－1－1）的孔径以及位于光纤两侧的位置与所述光纤输入端面（1－1）上所打的二个孔（1－1－1）的孔径以及位于光纤两侧的位置相同；

c、将激光打孔后的平面光波导芯片（1）的光纤输入端面（1－1）采用脱脂酒精试纸擦拭干净，并将擦拭干净的平面光波导芯片（1）固定在夹具上，在所述光纤输入端面（1－1）上预点环氧胶；

d、将激光打孔后的光纤阵列（2）的光纤输出端面（2－1）采用脱脂酒精试纸擦拭干净，并在所述光纤输出端面（2－1）上的二个孔（2－1－1）内分别植入一个导向插针（3），该导向插针（3）与所述光纤输出端面（2－1）上的孔（2－1－1）为紧配合；

e、用手对光纤阵列（2）施加推力，将所述光纤输出端面（2－1）上的二个导向插针（3）缓慢插入固定在夹具上的所述平面光波导芯片（1）光纤输入端面（1－1）上的二个孔（1－1－1）内，并使所述光纤输入端面（1－1）上的环氧胶充分融合在光纤输入端面（1－1）与光纤输出端面（2－1）之间，所述导向插针（3）与所述光纤输入端面（1－1）上的孔（1－1－1）为紧配合；

f、采用紫外线光源对所述融合在光纤输入端面（1－1）与光纤输出端面（2－1）之间的环氧胶进行固化完成封装。

2. 根据权利要求1所述的平面光波导分路器的封装方法，其特征在于：所述光纤输入端面（1－1）和光纤输出端面（2－1）的倾斜角度均为8°。

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