CN103149637B - 一种用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置,该光纤夹紧装置包括衬底和盖板,衬底的上部刻蚀n个光纤槽组,每个光纤槽组由一个空腔和两个光纤槽组成,空腔位于衬底的端部,两个光纤槽的进口端位于衬底的端部,两个光纤槽的出口端连通空腔,且从光纤槽的进口端到出口端,两根光纤槽逐渐靠近,在光纤槽的出口端,两根光纤槽的距离最近;两根光纤槽中心线的延长线在衬底的边缘相交;n为大于等于1的整数;盖板固定连接在衬底的顶面。该光纤夹紧装置中设置了光纤的安装位置,可实现一对或多对光纤的一次性对准安装,大大提高了封装效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤夹紧装置,具体来说,涉及一种用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置。
背景技术
可变光衰减器(VOA)是光网络中的一种重要的光纤无源器件,是组成光放大器的关键部件,在光纤通信系统中起到功率平衡的关键作用。微机电系统(文中简称:MEMS)可变光衰减器性能可靠,结构紧凑,造价低廉,易于批量生产,具有广泛的发展前景。目前的MEMS可变光衰减器主要有微镜结构,通过静电驱动实现微镜的上下偏转。芯片封装过程中需要和光纤对准,对微镜阵列而言全靠人工实现成本太高。因此设计高效率封装结构是业界发展的方向。
发明内容
技术问题:本发明所要解决的技术问题是:提供一种用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置,该光纤夹紧装置中设置了光纤的安装位置,可实现一对或多对光纤的一次性对准安装,大大提高了封装效率。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置,该光纤夹紧装置包括衬底和盖板,衬底的上部刻蚀n个光纤槽组,每个光纤槽组由一个空腔和两个光纤槽组成,空腔位于衬底的端部,两个光纤槽的进口端位于衬底的端部,两个光纤槽的出口端连通空腔,且从光纤槽的进口端到出口端,两根光纤槽逐渐靠近,在光纤槽的出口端,两根光纤槽的距离最近;两根光纤槽中心线的延长线在衬底的边缘相交;n为大于等于1的整数;盖板固定连接在衬底的顶面。
进一步,所述的n为大于等于2的整数,相邻的两个光纤槽组的空腔之间,设有挡板,挡板固定连接在衬底上。
进一步,所述的光纤槽的深度比光纤的直径大0—10微米。
有益效果:与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:
(1)可实现光纤的一次性对准安装。本发明的光纤夹紧装置中,每个光纤槽组由一个空腔和两个光纤槽组成,且两根光纤槽中心线的延长线在衬底的边缘相交。在安装时,直接将光纤插入光纤槽中,将微镜固定在衬底的边缘处即可。同时从光纤槽的进口端到出口端,两根光纤槽逐渐靠近。在每个光纤槽组中,两根光纤槽中心线的延长线在衬底的边缘相交。这样,在安装光纤的同时,也完成了对准工作。这样就实现光纤的一次性对准安装工作。
(2)封装效率高。本发明的光纤夹紧装置中,光纤槽组可以为2个或2个以上。就是说,本发明的光纤夹紧装置适用于阵列微镜。由于光纤槽是事先刻蚀的,使用时,直接将各光纤插入光纤槽中,将微镜置于衬底边缘即可。在保证对准精度的前提下,提高了封装效率。同时,由于各组光纤槽的位置固定,相互平行,在调试时,统一调试微镜角度即可。这降低了封装调试成本。
附图说明
图1是本发明中衬底的俯视图。
图2是本发明的纵向剖视图。
图中有:衬底1、光纤槽2、挡板3、空腔4、盖板5、微镜6。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1和图2所示,本发明的用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置,包括衬底1和盖板5。衬底1的上部刻蚀n个光纤槽组。n为大于等于1的整数。每个光纤槽组由一个空腔4和两个光纤槽2组成,空腔4位于衬底1的端部,两个光纤槽2的进口端位于衬底1的端部,两个光纤槽2的出口端连通空腔4,且从光纤槽2的进口端到出口端,两根光纤槽2逐渐靠近。在光纤槽2的出口端,两根光纤槽2的距离最近。在每个光纤槽组中,两根光纤槽2中心线的延长线在衬底1的边缘相交。为了保证光纤可以嵌至在光纤槽2中,光纤槽2的深度比光纤的直径大0—10微米。盖板5固定连接在衬底1的顶面。
上述结构的光纤夹紧装置可用于一个微镜,也可以用于阵列微镜。光纤槽组的数量与微镜的数量相同。当用于阵列微镜时,n为大于等于2的整数,相邻的两个光纤槽组的空腔之间,设有挡板3,挡板3固定连接在衬底1上。挡板3可以隔离微镜之间的相互干扰。
上述结构的光纤夹紧装置的使用过程是:将可变光衰减器中的光纤由光纤槽组的光纤槽2进口端直接插入光纤槽2中,并且将微镜6固定在衬底1的边缘处,微镜6与衬底1上的空腔4相对。两个光纤槽2中心线的延长线的交点位于微镜6上。这样,光纤从远离微镜6的位置开始逐渐靠近,到接近微镜6的位置达到最近。因为两个光纤槽2中心线的延长线的交点位于微镜6上,所以微镜6可以起到发射镜的作用。当一对光纤中的某一根光纤发出光束,将通过空腔4照射到下部的微镜6上,微镜6将该光束反射到另一根光纤中。通过调整微镜6的偏转角度,可以调节反射到另一根光纤中的光的强度,从而起到可调光衰减的作用。
上述用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置,可以用普通硅片进行硅深刻蚀加工技术实现。具体加工工艺包括如下步骤:
步骤10)选取(100)晶向硅片作为起始硅片。
步骤20)采用热氧化方法,在起始硅片表面生长一层氧化层,然后采用旋涂工艺,在氧化层上覆盖一层光刻胶,随后对硅片进行光刻,采用干法感应耦合等离子体工艺,刻蚀光纤槽2和空腔4,刻蚀深度大于或等于光纤直径。
步骤30)采用玻璃作为盖板5,将盖板5和步骤20)的硅片刻槽面进行阳极键合,完成夹具封装。封装后的夹具就可用于光纤插入和与微镜对准封装了。
本发明的光纤夹紧装置通过对硅片表面进行加工,然后和玻璃的阳极键合实现光纤槽夹具的制备。采用微机械加工工艺,工艺简单且保证了加工精度。由于预先固定了光纤的位置,因此安装非常简单,可同时实现多对光纤的一次对准安装,大大提高了封装的效率。
Claims (2)
1.一种用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置,其特征在于,该光纤夹紧装置包括衬底(1)和盖板(5),衬底(1)的上部刻蚀n个光纤槽组,每个光纤槽组由一个空腔(4)和两个光纤槽(2)组成,空腔(4)位于衬底(1)的端部,两个光纤槽(2)的进口端位于衬底(1)的端部,两个光纤槽(2)的出口端连通空腔(4),且从光纤槽(2)的进口端到出口端,两根光纤槽(2)逐渐靠近,在光纤槽(2)的出口端,两根光纤槽(2)的距离最近;两根光纤槽(2)中心线的延长线在衬底(1)的边缘相交;盖板(5)固定连接在衬底(1)的顶面;
所述的n为大于等于2的整数,相邻的两个光纤槽组的空腔之间,设有挡板(3),挡板(3)固定连接在衬底(1)上。
2.按照权利要求1所述的用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置,其特征在于,所述的光纤槽(2)的深度比光纤的直径大0—10微米。
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施向华等.基于微电机械系统的反射式可变光衰减器的研究与设计.《福建师范大学学报(自然科学版)》.2006,第22卷(第2期),47. * |
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