CN108646347A - 一种光分路器及光分路器的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种光分路器及光分路器的封装方法。该光分路器包括：封装外壳，位于所述封装外壳内的光分路芯片，输入光纤阵列和输出光纤阵列；所述光分路芯片包括n个光输入端和m个光输出端，所述输入光纤阵列包括输入对接端口，所述输出光纤阵列包括输出对接端口，所述n个光输入端与所述输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出对接端口连接；其中，m和n均为大于1的正整数，m大于n；所述输出对接端口与所述封装外壳之间设置有第一胶层，第一胶层用于将所述光分路芯片，所述输入光纤阵列和所述输出光纤阵列固定于所述封装外壳内。本发明实施例提供了一种可靠性较高的封装方案。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光分路器技术，尤其涉及一种光分路器封装方法及光分路器。
背景技术
光通信网络中光纤入户(Fiber to The Home，FTTH)，光纤接入(Fiber To The X，FTTX)和光纤到楼(Fiber to The Building，FTTB)蓬勃发展，并趋向于密集化，小型化。
现有平面波导PLC光分路器都是单体封装，每个单体只能执行一组光路分光输出；当客户需要对多路光进行分光时，需要多个产品一起使用，通常是采用一个较大的外壳将多个单体一起放入，在使用时其占有空间较大，不利于密集化和小型化。因此，同时可以对多组输入光路进行分光输出的光分路器亟需开发，然而具有多组输入光路的光分路器由于易受外力影响，而影响信号传输性能，因此对封装可靠性的高要求成为具有多组输入光路的光分路器的研发难点。
发明内容
本发明提供一种光分路器及光分路器的封装方法，以提供一种可靠性较高的封装方案。
第一方面，本发明实施例提供了一种光分路器，该光分路器包括：
封装外壳，位于所述封装外壳内的光分路芯片，输入光纤阵列和输出光纤阵列；
所述光分路芯片包括n个光输入端和m个光输出端，所述输入光纤阵列包括输入对接端口，所述输出光纤阵列包括输出对接端口，所述n个光输入端与所述输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出对接端口连接；其中，m和n均为大于1的正整数，m大于n；
所述输出对接端口与所述封装外壳之间设置有第一胶层，第一胶层用于将所述光分路芯片，所述输入光纤阵列和所述输出光纤阵列固定于所述封装外壳内。
可选的，所述第一胶层的硬度为30D-40D。
可选的，沿所述光分路芯片指向所述输出光纤阵列的方向，所述第一胶层的宽度为5mm-8mm。
可选的，所述第一胶层的厚度为0.2-0.3mm。
可选的，该光分路器还包括：
第二胶层，所述第二胶层设置于所述光分路芯片和所述输入对接端口之间，以及所述光分路芯片和所述输出对接端口之间；
所述第二胶层的硬度大于80D。
可选的，所述第二胶层采用环氧树脂胶。
可选的，所述输出光纤阵列的光纤间距为127微米。
第二方面，本发明实施例还提供了一种光分路器的封装方法，该方法包括：
提供一光分路芯片，所述光分路芯片包括n个光输入端和m个光输出端；
将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，并将所述m个光输出端与输出光纤阵列的输出对接端口连接；其中，m和n均为正整数，m大于n；
将连接后的所述光分路芯片，所述输入光纤阵列和所述输出光纤阵列通过第一胶层固定于封装外壳内；所述第一胶层设置于所述输出对接端口与所述封装外壳之间。
可选的，将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出光纤阵列的输出对接端口连接，包括：
固定所述光分路芯片；
采用六维精密对光系统分别固定输入光纤阵列和输出光纤阵列，使所述输入对接端口与所述n个光输入端初步对接，所述输出对接端口与所述m个光输出端初步对接；
分别向所述输入光纤阵列的第一根输入光纤和第n跟输入光纤输入相同的光信号，并测量所述输出光纤阵列的第一根输出光纤和最后一根输出光纤中输出光信号的强度；
根据所述输出光信号的强度，通过所述六维精密对光系统调节所述输入对接端口与所述n个光输入端的相对位置，以及所述输出对接端口与所述m个光输出端的相对位置，以使所述输入对接端口与所述n个光输入端对接，所述输出对接端口与所述m个光输出端对接。
可选的，将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出光纤阵列的输出对接端口连接，包括：
在所述光分路芯片和所述输入对接端口之间，以及所述光分路芯片和所述输出对接端口之间设置第二胶层，以固定所述光分路芯片和所述输入对接端口的相对位置以及所述光分路芯片和所述输出对接端口的相对位置；
所述第二胶层的硬度大于80D。
本发明实施例通过在输出对接端口与封装外壳之间设置第一胶层，使得对接后的光分路芯片、输入光纤阵列和输出光纤阵列仅输出对接端口处与封装外壳接触，其他部分与封装外壳之间悬空，这样设置，受到外力时，第一胶层可以起到缓冲外力的作用，防止对接后的光分路芯片、输入光纤阵列和输出光纤阵列由于振动而在对接处产生移位，并且可以通过第一胶层将外力转移至封装外壳，且对接后的光分路芯片、输入光纤阵列和输出光纤阵列仅输出对接端口处与封装外壳接触，受力面积较小，且只有一个受力点，不会使整个面受到扭转力，可以有效避免由于应力集中造成光分路芯片与输入光纤阵列和输出光纤阵列之间发生移位，影响光分路芯片与输入对接端口和输出对接端口之间的耦合，提高了光分路器的封装可靠性，从而确保了光分路器具有较好的信号传输性能。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种光分路器的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种光分路器的内部结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的又一种光分路器的内部结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的又一种光分路器的内部结构示意图；
图5是本发明实施例二提供的一种光分路器封装方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种光分路器的结构示意图，图2是本发明实施例一提供的一种光分路器的内部结构示意图。参考图1和图2，该光分路器包括：
封装外壳10，位于封装外壳10内的光分路芯片20，输入光纤阵列30和输出光纤阵列40；
光分路芯片20包括n个光输入端和m个光输出端，输入光纤阵列30包括输入对接端口31，输出光纤阵列40包括输出对接端口41，n个光输入端与输入对接端口31连接，m个光输出端与输出对接端口41连接；其中，m和n均为大于1的正整数，m大于n；
输出对接端口41与封装外壳10之间设置有第一胶层50，第一胶层50用于将光分路芯片20，输入光纤阵列30和输出光纤阵列40固定于封装外壳10内。
其中，光分路芯片20为PLC型光分路芯片，光分路芯片20用于将n路输入光线分为m路输出光线，示例性的n为8，m为16，即光分路芯片20将8路输入光信号分光为16路光信号。输入对接端口31为输入光纤阵列30与光分路芯片20的对接端口，输出对接端口41为输出光纤阵列40与光分路芯片20的对接端口，当输入对接端口31和输出对接端口41分别与光分路芯片20耦合对接后，光信号可以通过输入光纤阵列30进入光分路芯片20，经光分路芯片20分光后由输出光纤阵列40输出。输入对接端口31和输出对接端口41与光分路芯片20耦合对接的准确度影响着光信号的传输效率。当对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40受到外力后，容易使光分路芯片20与输入对接端口31和输出对接端口41之间发生移位，影响信号传输效率。
本实施例在输出对接端口41与封装外壳10之间设置第一胶层50，使得对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40仅输出对接端口41处与封装外壳10接触，其他部分与封装外壳10之间悬空，这样设置，受到外力时，第一胶层50可以起到缓冲外力的作用，防止对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40由于振动而在对接处产生移位，并且可以通过第一胶层50将外力转移至封装外壳10，并且对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40仅输出对接端口41处与封装外壳10接触，受力面积较小，且只有一个受力点，不会使整个面受到扭转力，可以有效避免由于应力集中造成光分路芯片20与输入光纤阵列30和输出光纤阵列40之间发生移位，影响光分路芯片20与输入对接端口31和输出对接端口41之间的耦合，提高了光分路器的封装可靠性，从而确保了光分路器具有较好的信号传输性能。
可选的，第一胶层50的硬度为30D-40D。
这样设置，使得第一胶层50可以较好的缓冲对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40受到的外力，并且可以保证对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40与封装外壳10的连接强度。
可选的，沿光分路芯片20指向输出光纤阵列40的方向，第一胶层50的宽度s为5mm-8mm。
这样设置，可以保证对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40与封装外壳10的连接强度，避免剥离，并且保证了对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40受力面积较小，可以有效避免由于应力集中造成光分路芯片20与输入光纤阵列30和输出光纤阵列40之间发生移位，影响光分路芯片20与输入对接端口31和输出对接端口41之间的耦合。
可选的，第一胶层的厚度为0.2mm-0.3mm。
这样设置，保证了整个光分路器具有较小的厚度，有利于减小光分路器的尺寸。
可选的，封装外壳10的材料为钢，使得封装外壳具有较高的机械强度，不易变形，可以较好的保护对接后的光分路芯片20、输入光纤阵列30和输出光纤阵列40。
图3是本发明实施例一提供的又一种光分路器的内部结构示意图。可选的，参考图3，该光分路器还包括：第二胶层60，第二胶层60设置于光分路芯片20和输入对接端口31之间，以及光分路芯片20和输出对接端口41之间；第二胶层60的硬度大于80D。
具体的，第二胶层60用于固定光分路芯片20和输入光纤阵列30之间的相对位置，以及光分路芯片20和输出光纤阵列40之间的相对位置，通过设置第二胶层60的硬度大于80D，保证连接强度，避免对接后产生较大位移，影响信号传输效率。
可选的，第二胶层60采用环氧树脂胶。
具体的，环氧树脂胶可以较好的匹配光纤的折射率，提高光信号的传输效率。
可选的，输出光纤阵列40的光纤间距为127微米。
具体的，这样设置，保证了光分路器具有较小的封装尺寸，可以满足各种应用场合，输入光纤阵列30的光纤间距可以根据输入光纤的根数与输出光纤的根数的比例确定，例如，n为8，m为16，即输入光纤为8根，输出光纤为16根，则输入光纤阵列30的光纤间距可以设置为254um，保证光分路器具有较小的封装尺寸。
图4是本发明实施例一提供的又一种光分路器的内部结构示意图。示例性的，参考图4，对于8进16出的光分路器，采用本实施例的封装方案其尺寸D*L*H可以减小到4*12*70mm，其中，D为光分路器的厚度，图中并未示出，H为光分路器的宽度，L为光分路器的长度。器件类产品(即应用到印刷电路板上的产品)其尺寸可以减小到4*5*45mm，而传统的1进2出的器件类产品尺寸为4*4*40，本实施例提供的光分路器与一个1进2的传统产品尺寸相差不大，但是实现功能相当于8个1*2单体，8进16出，实现了光分路器的小型化和高集成化。
可选的，参考图2-图4，光分路器还包括光纤保护套管70，用于对保护输如和输出光纤。参考图4，光分路器还包括外接端子80，用于与外部的光输入或输出设备连接。
实施例二
图5是本发明实施例二提供的一种光分路器封装方法的流程图，参考图5，该方法包括：
步骤210、提供一光分路芯片，所述光分路芯片包括n个光输入端和m个光输出端。
步骤220、将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，并将所述m个光输出端与输出光纤阵列的输出对接端口连接；其中，m和n均为正整数，m大于n。
步骤230、将连接后的所述光分路芯片，所述输入光纤阵列和所述输出光纤阵列通过第一胶层固定于封装外壳内；所述第一胶层设置于所述输出对接端口与所述封装外壳之间。
本实施例在输出对接端口与封装外壳之间设置第一胶层，使得对接后的光分路芯片、输入光纤阵列和输出光纤阵列仅输出对接端口处与封装外壳接触，其他部分与封装外壳之间悬空，这样设置，受到外力时，第一胶层可以起到缓冲外力的作用，防止对接后的光分路芯片、输入光纤阵列和输出光纤阵列由于振动而在对接处产生移位，并且可以通过第一胶层将外力转移至封装外壳，且对接后的光分路芯片、输入光纤阵列和输出光纤阵列仅输出对接端口处与封装外壳接触，受力面积较小，且只有一个受力点，不会使整个面受到扭转力，可以有效避免由于应力集中造成光分路芯片与输入光纤阵列和输出光纤阵列之间发生移位，影响光分路芯片与输入对接端口和输出对接端口之间的耦合，提高了光分路器的封装可靠性，从而确保了光分路器具有较好的信号传输性能。
可选的，将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出光纤阵列的输出对接端口连接，包括：
固定所述光分路芯片；
采用六维精密对光系统分别固定输入光纤阵列和输出光纤阵列，使所述输入对接端口与所述n个光输入端初步对接，所述输出对接端口与所述m个光输出端初步对接；
分别向所述输入光纤阵列的第一根输入光纤和第n跟输入光纤输入相同的光信号，并测量所述输出光纤阵列的第一根输出光纤和最后一根输出光纤中输出光信号的强度；
根据所述输出光信号的强度，通过所述六维精密对光系统调节所述输入对接端口与所述n个光输入端的相对位置，以及所述输出对接端口与所述m个光输出端的相对位置，以使所述输入对接端口与所述n个光输入端对接，所述输出对接端口与所述m个光输出端对接。
具体的，所述光信号的波长为1310nm，采用双光源线分别接输入光纤阵列第一根输入光纤和第n跟输入光纤。采用光功率计监测输出光纤阵列第一根输出光纤和最后一根输出光纤中输出光信号的信号强度。
首先，将输入光纤阵列锁固在左端六维调节系统夹具中，光分路芯片固定在中间夹具，输出端光纤阵列锁固在右端六维调节夹具中。然后，将输入光纤阵列与光输入端耦合对接，具体为通过可视光源系统将输入端光纤阵列第一根输入光纤及第n根输入光纤与光分路芯片输入端的第一光输入端和第n光输入端对准，此时芯片光输出端有1310nm光输出。再次，将输出光纤阵列与光输出端对准：调节输出端六维度系统，使输出端光纤阵列接收到从芯片出来的光信号，光功率计显示光信号强度大小，当信号强度一大一小时，则需要通过六位精密对光系统调节输入光纤阵列和输出光纤阵列与光分路芯片的相对位置进行调节。可以以第一根输出光纤中光信号信号强度为基准，将该路信号的信号强度调至最大，再通过六位精密对光系统调节第n根输入光纤和最后一个输出光纤的位置，如果顺时针调节调平衡旋钮时，最后一根输出光纤输出通道的信号强度变小，则逆时针调节调平衡旋钮，根据差值大小控制调节的幅度，直至最后一根输出光纤输出信号强度最大。
可选的，将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出光纤阵列的输出对接端口连接，包括：
在所述光分路芯片和所述输入对接端口之间，以及所述光分路芯片和所述输出对接端口之间设置第二胶层，以固定所述光分路芯片和所述输入对接端口的相对位置以及所述光分路芯片和所述输出对接端口的相对位置；
所述第二胶层的硬度大于80D。
具体的，第二胶层用于固定光分路芯片和输入光纤阵列之间的相对位置，以及光分路芯片和输出光纤阵列之间的相对位置，通过设置第二胶层的硬度大于80D，保证连接强度，避免对接后产生较大位移，影响信号传输效率。
采用本实施例的封装方案，光分路器的插入损耗IL小于等于4.2dB，回波损耗RL大于等于55dB，通道均匀性UF小于等于0.6dB。
本实施例提供的光分路器的封装方法，与本发明任意实施例所提供的光分路器属于同一发明构思，具备相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的光分路器。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种光分路器，其特征在于，包括：
封装外壳，位于所述封装外壳内的光分路芯片，输入光纤阵列和输出光纤阵列；
所述光分路芯片包括n个光输入端和m个光输出端，所述输入光纤阵列包括输入对接端口，所述输出光纤阵列包括输出对接端口，所述n个光输入端与所述输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出对接端口连接；其中，m和n均为大于1的正整数，m大于n；
所述输出对接端口与所述封装外壳之间设置有第一胶层，第一胶层用于将所述光分路芯片，所述输入光纤阵列和所述输出光纤阵列固定于所述封装外壳内。
2.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于：
所述第一胶层的硬度为30D-40D。
3.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于：
沿所述光分路芯片指向所述输出光纤阵列的方向，所述第一胶层的宽度为5mm-8mm。
4.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于：
所述第一胶层的厚度为0.2mm-0.3mm。
5.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于，还包括：
第二胶层，所述第二胶层设置于所述光分路芯片和所述输入对接端口之间，以及所述光分路芯片和所述输出对接端口之间；
所述第二胶层的硬度大于80D。
6.根据权利要求5所述的光分路器，其特征在于：
所述第二胶层采用环氧树脂胶。
7.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于：
所述输出光纤阵列的光纤间距为127微米。
8.一种光分路器的封装方法，其特征在于，包括：
提供一光分路芯片，所述光分路芯片包括n个光输入端和m个光输出端；
将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，并将所述m个光输出端与输出光纤阵列的输出对接端口连接；其中，m和n均为正整数，m大于n；
将连接后的所述光分路芯片，所述输入光纤阵列和所述输出光纤阵列通过第一胶层固定于封装外壳内；所述第一胶层设置于所述输出对接端口与所述封装外壳之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出光纤阵列的输出对接端口连接，包括：
固定所述光分路芯片；
采用六维精密对光系统分别固定输入光纤阵列和输出光纤阵列，使所述输入对接端口与所述n个光输入端初步对接，所述输出对接端口与所述m个光输出端初步对接；
分别向所述输入光纤阵列的第一根输入光纤和第n跟输入光纤输入相同的光信号，并测量所述输出光纤阵列的第一根输出光纤和最后一根输出光纤中输出光信号的强度；
根据所述输出光信号的强度，通过所述六维精密对光系统调节所述输入对接端口与所述n个光输入端的相对位置，以及所述输出对接端口与所述m个光输出端的相对位置，以使所述输入对接端口与所述n个光输入端对接，所述输出对接端口与所述m个光输出端对接。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，将所述n个光输入端与输入光纤阵列的输入对接端口连接，所述m个光输出端与所述输出光纤阵列的输出对接端口连接，包括：
在所述光分路芯片和所述输入对接端口之间，以及所述光分路芯片和所述输出对接端口之间设置第二胶层，以固定所述光分路芯片和所述输入对接端口的相对位置以及所述光分路芯片和所述输出对接端口的相对位置；
所述第二胶层的硬度大于80D。
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2018
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