CN103383481B - 一种基于标准mt接头的并行光学收发器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于标准MT接头的并行光学收发器件及其制备方法，该行光学收发器件包括除去了涂覆层的裸光纤微带部分和从窗口一侧到与光纤定位孔相对一端切断了的标准MT接头，裸光纤微带部分插入所述切断了的标准MT接头内部的1×N个光纤定位V槽和与光纤定位V槽相对应的1×N个光纤定位孔中，且所述裸光纤微带部分伸出于所述切断了的标准MT接头切断面的一端端面为45°光学反射面；切断了的标准MT接头上与切断面相对的一端为与垂直面呈0度或者8度的平面；裸光纤微带部分与所述切断了的标准MT接头粘接固定。本发明采用MT内部的极高精度的凹槽来定位裸光纤微带部分，比普通FA定位裸光纤微带部分的精度更高易于实现、成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术中并行光电收发模块、有源光缆等技术领域中并行光学通道耦合的光纤阵列，尤其是涉及一种用于与垂直腔表面发射激光器（VCSEL）或面接收的光探测器（PIN）阵列耦合的基于标准MT接头的并行光学收发器件及其制作方法。
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。
在LD激光器、VCSEL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与光纤阵列的耦合。一种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°反射镜实现光信号的90°转角，专利200410012969.7就有论述。
但是专利200410012969.7中论述的方法存在一些问题：首先，该方法需要改造MT，并将光纤阵列FA嵌入到MT，这就导致该方法工艺难度大，精度要求高，不易生产实现；其次，将FA嵌入到MT中后用胶将其粘接在一起，但是MT的材料和FA的材料不同，各自的热膨胀系数、吸水率等都不相同，因此该方法生产的产品无法通过双85试验和热循环试验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小且耦合精度高的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件及其易于实现、成本低廉的制作方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，包括以下步骤：
步骤一，提供一标准MT接头，标准MT接头的一端具有1×N芯的光纤定位孔，靠近光纤定位孔的一侧内部具有1×N个光纤定位V槽，该光纤定位V槽上方具有一窗口，窗口保留，将标准MT接头上窗口一侧到与所述光纤定位孔相对的一端切断，形成一切断面；
步骤二，将具有1×N纤芯的光纤微带的一端去除涂覆层形成裸光纤微带部分，所述裸光纤微带部分的长度L大于切断后的标准MT接头的长度S；
步骤三，将裸光纤微带部分插入标准MT接头内部的1×N个光纤定位V槽中，并向前推进进入相对应的所述光纤定位孔中，直至裸光纤微带部分一端的N条光纤都伸出标准MT接头设有光纤定位孔的端面一定距离，并且使得裸光纤微带部分的另一端伸出标准MT接头切断面一定距离；
步骤四，从标准MT接头的窗口中注入粘结剂，并加热固化；
步骤五，将固化好的标准MT接头放入夹具，按照标准的标准MT接头的端面研磨工艺，将标准MT接头上与切断面相对的一端研磨成与垂直面呈0度或者8度的平面；
步骤六，在伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分上滴注融化的石蜡，将伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分与标准MT接头融合成一个整体；
步骤七，使石蜡和裸光纤微带部分的端部共同形成倾角为45°的光学反射面；
步骤八，将石蜡融化使之脱离裸光纤微带部分，然后将裸光纤微带部分上残留的石蜡清洗干净。
进一步，在所述步骤三中，在标准MT接头切断面外加光纤阵列，使得裸光纤微带中的每条裸光纤都嵌入到光纤阵列的V槽中，然后盖上盖片，并用石蜡固化后固定光纤。
进一步，在所述步骤四中，加热固化时，将标准MT接头放在固化炉上，而将光纤阵列放置在远离热源的位置。
进一步，所述步骤五完成之后将光纤阵列加热，待石蜡融化后去掉光纤阵列和盖片，并将裸光纤微带部分上残留的石蜡清洗干净。
进一步，所述步骤六中，在伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分上滴注融化的石蜡之前，将伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分进行切割，使得裸光纤微带部分伸出标准MT接头切断面1至2厘米。
进一步，在所述步骤七中，通过光纤阵列精密研磨工艺使得石蜡和裸光纤微带部分的端部共同形成倾角为45°的光学反射面。
进一步，在所述步骤二中制作的裸光纤微带部分的长度L比切断后的MT的长度S长8至12厘米。
进一步，在所述步骤四中使用的粘结剂为环氧胶。
一种基于标准MT接头的并行光学收发器件，包括除去了涂覆层的裸光纤微带部分，该并行光学收发器件还包括从窗口一侧到与光纤定位孔相对一端切断了的标准MT接头，所述裸光纤微带部分插入所述切断了的标准MT接头内部的1×N个光纤定位V槽和与光纤定位V槽相对应的1×N个光纤定位孔中，且所述裸光纤微带部分伸出于所述切断了的标准MT接头切断面的一端端面为45°光学反射面；所述切断了的标准MT接头上与切断面相对的一端为与垂直面呈0度或者8度的平面；所述裸光纤微带部分与所述切断了的标准MT接头粘接固定。
进一步，所述45°光学反射面伸出切断面的长度大于0.5毫米。
伸出伸出伸出伸出伸出伸出伸出本发明的有益效果是：（1）本发明采用标准MT接头内部的极高精度的凹槽来定位裸光纤微带部分，比普通FA（Fiber Array，光纤阵列）定位裸光纤微带部分的精度更高。
（2）本发明将标准MT接头切断，体积更小。
（3）本发明不需嵌入FA，没有引入额外的不同介质，避免了热膨胀和受潮对光纤阵列的影响；本发明没有嵌入FA，成本更低。
（4）本发明不需要将FA高精度地与标准MT接头定位粘接，工艺简单，易于大规模生产。
（5）本发明工艺简单，成本低廉，通过本发明生产得到并行光学收发器件能够与VCSEL或者PIN阵列实现一对一的高精度耦合。
附图说明
图1为标准MT接头立体结构示意图；
图2为切断后的标准MT接头结构示意图；
图3为裸光纤微带部分插入标准MT接头内部后的结构示意图；
图4为将标准MT接头一端研磨成0°或者8°角的平面以及将伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分进行切割后的结构示意图；
图5为裸光纤微带部分的端部形成倾角为45°光学反射面后的并行光学收发器件俯视图；
图6为基于标准MT接头的并行光学收发器件的立体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、定位销孔，2、光纤定位孔，3、光纤定位V槽，4、窗口，5、切断面，6、光纤微带，601、裸光纤微带部分，602、45度光学反射面，7、353ND胶水，8、研磨成0°或者8°角的平面，9、切断了的标准MT接头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，包括以下步骤：
步骤一，提供一标准MT接头，图1为标准MT接头的立体结构示意图，如图1所示，该MT接头的两侧具有两个贯穿整个MT接头的定位销孔1，定位销孔1用来保证两个标准MT接头的精确对准，实现两个标准MT接头中所有光学通道的精密耦合。标准MT接头的一端具有1×N个光纤定位孔2，实现N条光纤的精密定位。靠近光纤定位孔2的一侧内部具有1×N个光纤定位V槽3，该光纤定位V槽3一方面用来将1×N的裸光纤微带导入光纤定位孔2，另一方面又可以支撑1×N的裸光纤微带，使之保持较高精度的间距。该光纤定位V槽3上方具有一用来灌入胶水等粘结剂固定1×N裸光纤微带601和标准MT接头的窗口4。从窗口4到标准MT接头未设置光纤定位孔2的一端，由于这一距离较长，裸光纤在没有V槽支撑的作用下，光纤与光纤之间的间隔和平坦度将得不到保障。因此，按照本发明的制作方法，将标准MT接头进行切割。具体来说就是保留点胶窗口4，而将窗口远离设有光纤定位孔2端的一侧边到标准MT接头未设置光纤定位孔2的这一端之间的部分切除，形成切断面5，如图2所示，图2为切断后的标准MT接头结构示意图。
步骤二，将1×N光纤微带的一端去除涂覆层形成裸光纤微带部分601，所述裸光纤微带部分601的长度L大于切断后的MT接头的长度S，且L比S长8至12厘米，优选为10厘米。
步骤三，将裸光纤微带部分601插入切断了的标准MT接头内部的1×N个光纤定位V槽3中，并向前推进进入相对应的光纤定位孔2中，直至裸光纤微带部分601一端的N条光纤都伸出标准MT接头设有光纤定位孔2的端面一定距离，并且使得裸光纤微带部分601的另一端伸出标准MT接头切断面一定距离，如图3所示，图3为裸光纤微带部分插入标准MT接头内部后的结构示意图。
步骤四，从标准MT接头的窗口4中注入粘结剂，并加热固化。具体为从切断了的标准MT接头的点胶窗口4中注入环氧胶如353ND胶水7，加热固化。在此过程中，为了保证每条光纤之间的间距和平坦度满足要求，可以在标准MT接头的切除端外加光纤阵列，使得每条裸光纤都嵌入到光纤阵列的V槽中，盖上盖片，并用石蜡融化后固定光纤。在环氧胶加热固化时，为了避免石蜡融化，可以将切断了的标准MT接头放在固化炉上，而将光纤阵列FA稍微远离热源。
步骤五，将固化好的标准MT接头放入夹具，按照标准的MT端面研磨工艺，将标准MT接头上与切断面相对的一端研磨成与垂直面呈0度或者8度的平面8，即形成标准MT接口，用于与其他的MT接头互连。然后将光纤阵列FA加热，待石蜡融化后去掉光纤阵列和盖片，并将裸光纤微带部分601上残留的石蜡清洗干净。
步骤六，将伸出伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分601进行切割，使得裸光纤微带部分601伸出伸出MT接头切断面1至2厘米。在伸出伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分601上滴注融化的石蜡，将伸出MT接头切断面的裸光纤微带部分与MT接头融合成一个整体，如果不加此保护，伸出伸出MT切断面5的裸光纤微带部分601在研磨时容易断裂、破损。
步骤七，在上一步形成的整体构件的基础上，使用光纤阵列精密研磨工艺对石蜡融合的整体端面进行研磨，使石蜡和裸光纤微带部分的端部共同形成倾角为45°光学反射面602，并使得该45°光学反射面602伸出MT切断面5在0.5mm以上。如图4和图5所示，图4为将MT一端研磨成0°或者8°角的平面以及将伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分进行切割后的结构示意图；图5为裸光纤微带部分的端部形成倾角为45°光学反射面后的并行光学收发器件俯视图。
步骤八，将石蜡融化使之脱离裸光纤微带部分，然后将裸光纤微带部分上残留的石蜡清洗干净。
通过以上步骤这样就形成了一端为标准MT接口、另一端为45°光学反射面的并行光学收发器件。该器件可用来与VCSEL或者PIN阵列实现一对一的高精度耦合，工艺简单，成本低廉。
图6为基于标准MT接头的并行光学收发器件的立体结构示意图，如图6所示，该并行光学收发器件包括除去了涂覆层的裸光纤微带部分601，该并行光学收发器件还包括从窗口一侧到与光纤定位孔相对一端切断了的标准MT接头9，所述裸光纤微带部分601插入所述切断的标准MT接头内部的1×N个光纤定位V槽和与光纤定位V槽相对应的1×N个光纤定位孔中，且所述裸光纤微带部分601伸出于切断了的标准MT接头9切断面的一端端面为45°光学反射面602，且该45°光学反射面伸出切断面的长度大于0.5毫米。切断了的标准MT接头9上与切断面相对的一端为与垂直面呈0度或者8度的平面8，即是标准MT接口。裸光纤微带部分601与切断了的标准MT接头9粘接固定，粘接所采用的粘结剂优选的为环氧胶，例如353ND胶水7。固化的353ND胶水7位于切断了的标准MT接头9中的窗口位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，提供一标准MT接头，标准MT接头的一端具有1×N芯的光纤定位孔，靠近光纤定位孔的一侧内部具有1×N个光纤定位V槽，该光纤定位V槽上方具有一窗口，窗口保留，将标准MT接头上窗口一侧到与所述光纤定位孔相对的一端切断，形成一切断面；
步骤二，将具有1×N纤芯的光纤微带的一端去除涂覆层形成裸光纤微带部分，所述裸光纤微带部分的长度L大于切断后的标准MT接头的长度S；
步骤三，将裸光纤微带部分插入标准MT接头内部的1×N个光纤定位V槽中，并向前推进进入相对应的所述光纤定位孔中，直至裸光纤微带部分一端的N条光纤都伸出标准MT接头设有光纤定位孔的端面一定距离，并且使得裸光纤微带部分的另一端伸出标准MT接头切断面一定距离；
在所述步骤三中，在标准MT接头切断面外加光纤阵列，使得裸光纤微带中的每条裸光纤都嵌入到光纤阵列的V槽中，然后盖上盖片，并用石蜡固化后固定光纤；
步骤四，从标准MT接头的窗口中注入粘结剂，并加热固化；
步骤五，将固化好的标准MT接头放入夹具，按照标准的标准MT接头的端面研磨工艺，将标准MT接头上与切断面相对的一端研磨成与垂直面呈0度或者8度的平面；
步骤六，在伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分上滴注融化的石蜡，将伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分与标准MT接头融合成一个整体；
步骤七，使石蜡和裸光纤微带部分的端部共同形成倾角为45°的光学反射面；
步骤八，将石蜡融化使之脱离裸光纤微带部分，然后将裸光纤微带部分上残留的石蜡清洗干净。
2.根据权利要求1所述的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，其特征在于：在所述步骤四中，加热固化时，将标准MT接头放在固化炉上，而将光纤阵列放置在远离热源的位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，其特征在于：所述步骤五完成之后将光纤阵列加热，待石蜡融化后去掉光纤阵列和盖片，并将裸光纤微带部分上残留的石蜡清洗干净。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，其特征在于：所述步骤六中，在伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分上滴注融化的石蜡之前，将伸出标准MT接头切断面的裸光纤微带部分进行切割，使得裸光纤微带部分伸出标准MT接头切断面1至2厘米。
5.根据权利要求1至3任一所述的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，其特征在于：在所述步骤七中，通过光纤阵列精密研磨工艺使得石蜡和裸光纤微带部分的端部共同形成倾角为45°的光学反射面。
6.根据权利要求1至3任一所述的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，其特征在于：在所述步骤二中制作的裸光纤微带部分的长度L比切断后的MT的长度S长8至12厘米。
7.根据权利要求1至3任一所述的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件的制作方法，其特征在于：在所述步骤四中使用的粘结剂为环氧胶。
8.一种基于标准MT接头的并行光学收发器件，包括除去了涂覆层的裸光纤微带部分，其特征在于：该并行光学收发器件还包括从窗口一侧到与光纤定位孔相对一端切断了的标准MT接头，所述裸光纤微带部分插入所述切断了的标准MT接头内部的1×N个光纤定位V槽和与光纤定位V槽相对应的1×N个光纤定位孔中，且所述裸光纤微带部分伸出于所述切断了的标准MT接头切断面的一端端面为45°光学反射面；所述切断了的标准MT接头上与切断面相对的一端为与垂直面呈0度或者8度的平面；所述裸光纤微带部分与所述切断了的标准MT接头粘接固定；
在标准MT接头切断面外加光纤阵列，使得裸光纤微带中的每条裸光纤都嵌入到光纤阵列的V槽中，然后盖上盖片，并用石蜡固化后固定光纤。
9.根据权利要求8所述的一种基于标准MT接头的并行光学收发器件，其特征在于：所述45°光学反射面伸出切断面的长度大于0.5毫米。
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