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

一种用于可变光衰减器封装的光纤夹紧装置
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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