CN112433301A - 一种plc光分路器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PLC光分路器,属于集成光学技术领域。一种PLC光分路器及耦合方法,该方法包含先制作PLC光分路器阵列芯片,芯片内的分路光波导单元垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致;PLC光分路器阵列芯片按分路光波导单元预先划切,每个划切槽的槽底预留一定厚度的衬底确保芯片各部分仍相连。耦合用的光纤阵列也按照PLC光分路器阵列芯片的划切槽预先划切,划切槽底预留厚度与PLC光分路器阵列芯片一致。将上述PLC光分路器阵列芯片与光纤阵列进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式光分路器。沿划线槽小心分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。

Description

一种PLC光分路器
技术领域
本发明涉及一种PLC光分路器,属于集成光学技术领域。
背景技术
目前,随着光网络的快速发展,无源光器件的需求一直保持稳步增长,但光网络的进一步推广需要依靠无源光器件成本的不断降低,目前的无源光分路器材料和制作成本基本已经接近极限,主要的成本来自耦合。因此,寻找一种快捷合适的耦合方案降低耦合成本是进一步降低无源光分路器成本的有效方案之一。
目前PLC光分路器的耦合方法主要有两种:
一种是人工为主的耦合的方式,需要人工上料、人工调节六维调节架、点胶、固化、下料以及更换工件等工序,完成一个器件的工时约4-6分钟,该耦合方式依赖操作员工的熟练度,因此人工成本占主要因素。
另一种方案是采用全自动耦合平台的方式,需要人工上料、平台自动调节和耦合、人工点胶、自动固话、人工下料以及更换工件等工序,完成一个器件的工时略长于第一种方案。该耦合方式对操作员工的熟练度要求不高,节省了熟练操作员工的培养成本和雇佣成本,但设备本身价格较昂贵。
综合以上两种方案,目前采用的耦合方法,成本下降空间有限,耦合效率难以进一步提高。
有鉴于上述的缺陷,本设计人,积极加以研究创新,以期创设一种PLC光分路器,使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种成本低廉、耦合效率更高的技术方案。
本发明的一种PLC光分路器,包括PLC光分路器阵列芯片和光纤阵列,
所述PLC光分路器阵列芯片包括芯片衬底和芯片盖板,所述芯片衬底和芯片盖板之间设置有分路光波导单元,所述芯片衬底和芯片盖板之间胶接固定,所述PLC光分路器阵列芯片按分路光波导单元预先划切,相邻两个分路光波导单元之间设有芯片划切槽,每个芯片划切槽的槽底预留一定厚度的芯片划线槽衬底实现芯片各部分连接;
所述光纤阵列包括V型槽衬底和光纤盖板,所述V型槽衬底和光纤盖板之间设置有光纤,所述V型槽衬底和光纤盖板之间通过胶接固定,所述光纤阵列按照PLC光分路器阵列芯片的芯片划切槽预先划切光纤划切槽,所述光纤划切槽的槽底预留一定厚度的光纤划切槽衬底实现光纤阵列各部分连接,所述光纤划切槽衬底和芯片划线槽衬底的厚度相同。
一种PLC光分路器的耦合方法,具体的耦合步骤为:
(1)将PLC光分路器阵列芯片和光纤阵列进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式PLC光分路器;
(2)沿着光纤划切槽和芯片划切槽花切分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。
进一步的,所述PLC光分路器阵列芯片中含有N个分路光波导单元,分路光波导单元垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致,其中N为大于等于2 的整数。
进一步的,所述的分路光波导单元的输出端光波导中心间距为127μm或 250μm,或是上述两种中心间距的2~5倍。
进一步的,所述的分路光波导单元最外侧光波导中心间距为分路光波导单元的输出端光波导中心间距的M整数倍,其中M为自然数。
进一步的,N个所述分路光波导单元之间的中心位置具有芯片划切槽,所述芯片划切槽宽度为M/10~M/2。
进一步的,所述的所述光纤划切槽衬底和芯片划线槽衬底的的厚度为0.01~0.50mm。
进一步的,所述的PLC光分路器阵列芯片两端的端面经过光学抛光,抛光角度为0~±14°。
借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
1、本发明的PLC光分路器可实现一次多器件的同步耦合,有效降低耦合成本;
2、本发明的PLC光分路器耦合效率得到有效的增加。
3、本发明的PLC光分路器不分离单元时,器件整体结构更加紧凑。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某个实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明PLC光分路器中的PLC光分路器阵列芯片结构示意图;
图2是本发明PLC光分路器中的光纤阵列结构示意图;
图3是本发明PLC光分路器的耦合完成的示意图;
图4是本发明PLC光分路器的分离成独立单元的示意图;
其中,图中,
1、PLC光分路器阵列芯片;2、光纤阵列;
11、芯片衬底;12、芯片盖板;13、分路光波导单元;14、芯片划切槽; 15、芯片划线槽衬底;
21、V型槽衬底;22、光纤盖板;23、光纤;24、光纤划切槽;25、光纤划切槽衬底。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参见图1至图4,一种PLC光分路器,包括PLC光分路器阵列芯片1和光纤阵列2,
所述PLC光分路器阵列芯片1包括芯片衬底11和芯片盖板12,所述芯片衬底11和芯片盖板12之间设置有分路光波导单元13,所述芯片衬底11和芯片盖板12之间胶接固定,所述PLC光分路器阵列芯片1按分路光波导单元13预先划切,相邻两个分路光波导单元13之间设有芯片划切槽14,每个芯片划切槽 14的槽底预留一定厚度的芯片划线槽衬底15实现芯片各部分连接;
所述光纤阵列2包括V型槽衬底21和光纤盖板22,所述V型槽衬底21和光纤盖板22之间设置有光纤23,所述V型槽衬底21和光纤盖板22之间通过胶接固定,所述光纤阵列2按照PLC光分路器阵列芯片1的芯片划切槽14预先划切光纤划切槽24,所述光纤划切槽24的槽底预留一定厚度的光纤划切槽衬底 25实现光纤阵列2各部分连接,所述光纤划切槽衬底25和芯片划线槽衬底15 的厚度相同。所述PLC光分路器阵列芯片1中含有N个分路光波导单元13,分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致,其中N为大于等于2的整数。所述的分路光波导单元13的输出端光波导中心间距为127μm或 250μm,或是上述两种中心间距的2~5倍。所述的分路光波导单元13最外侧光波导中心间距为分路光波导单元13的输出端光波导中心间距的M整数倍,其中M为自然数。N个所述分路光波导单元13之间的中心位置具有芯片划切槽 14,所述芯片划切槽14宽度为M/10~M/2。所述的所述光纤划切槽衬底25和芯片划线槽衬底15的厚度相同,厚度为0.01~0.50mm。所述的PLC光分路器阵列芯片1两端的端面经过光学抛光,抛光角度为0~±14°。
PLC光分路器的耦合方法,具体的耦合步骤为:
1将PLC光分路器阵列芯片1和光纤阵列2进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式PLC光分路器;
2沿着光纤划切槽24和芯片划切槽14花切分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。
实施例1
一种PLC光分路器及耦合方法,该方法包含先制作PLC光分路器阵列芯片 1,芯片内的分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致; PLC光分路器阵列芯片1按分路光波导单元13预先划切,每个划切槽的槽底预留一定厚度的衬底确保芯片各部分仍相连。耦合用的光纤阵列2也按照PLC光分路器阵列芯片1的划切槽预先划切,划切槽底预留厚度与PLC光分路器阵列芯片1一致。将上述PLC光分路器阵列芯片1与光纤阵列2进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式光分路器。沿划线槽小心分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。
所述PLC光分路器阵列芯片1中含有2个分路光波导单元13,分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致。
所述的分路光波导单元13的输出端光波导中心间距为127μm。
所述的分路光波导单元13最外侧光波导中心间距为127μm。
所述的N个分路光波导单元13之间的中心位置具有芯片划切槽14,芯片划切槽14宽度为12.7μm。
所述的芯片划线槽衬底15预留厚度为0.01mm。
所述的PLC光分路器阵列芯片1两端的端面经过光学抛光,抛光角度为 0°。
实施例2
一种PLC光分路器及耦合方法,该方法包含先制作PLC光分路器阵列芯片 1,芯片内的分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致; PLC光分路器阵列芯片1按分路光波导单元13预先划切,每个划切槽的槽底预留一定厚度的衬底确保芯片各部分仍相连。耦合用的光纤阵列2也按照PLC光分路器阵列芯片1的划切槽预先划切,划切槽底预留厚度与PLC光分路器阵列芯片1一致。将上述PLC光分路器阵列芯片1与光纤阵列2进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式光分路器。沿划线槽小心分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。
所述的PLC光分路器阵列芯片1中含有256个分路光波导单元13,分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致。
所述的分路光波导单元13的输出端光波导中心间距为1250μm。
所述的分路光波导单元13最外侧光波导中心间距为12500μm。
所述的N个分路光波导单元13之间的中心位置具有芯片划切槽14,芯片划切槽14宽度为1250μm。
所述的芯片划线槽衬底15预留厚度为0.5mm。
所述的PLC光分路器芯片两端的端面经过光学抛光,抛光角度为-14°。
实施例3
一种PLC光分路器及耦合方法,该方法包含先制作PLC光分路器阵列芯片 1,芯片内的分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致; PLC光分路器阵列芯片1按分路光波导单元13预先划切,每个划切槽的槽底预留一定厚度的衬底确保芯片各部分仍相连。耦合用的光纤阵列2也按照PLC光分路器阵列芯片1的划切槽预先划切,划切槽底预留厚度与PLC光分路器阵列芯片1一致。将上述PLC光分路器阵列芯片1与光纤阵列2进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式光分路器。沿划线槽小心分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。
所述的PLC光分路器阵列芯片1中含有8个分路光波导单元13,分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致。
所述的分路光波导单元13的输出端光波导中心间距为250μm。
所述的分路光波导单元13最外侧光波导中心间距为1500μm。
所述的N个分路光波导单元13之间的中心位置具有芯片划切槽14,芯片划切槽14宽度为300μm。
所述的芯片划线槽衬底15的预留厚度为0.05mm。
所述的PLC光分路器阵列芯片1两端的端面经过光学抛光,抛光角度为 8°。
实施例4
一种PLC光分路器及耦合方法,该方法包含先制作PLC光分路器阵列芯片 1,芯片内的分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致; PLC光分路器阵列芯片1按分路光波导单元13预先划切,每个划切槽的槽底预留一定厚度的衬底确保芯片各部分仍相连。耦合用的光纤阵列2也按照PLC光分路器阵列芯片1的划切槽预先划切,划切槽底预留厚度与PLC光分路器阵列芯片1一致。将上述PLC光分路器阵列芯片1与光纤阵列2进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式光分路器。沿划线槽小心分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。
所述的PLC光分路器阵列芯片1中含有1024个分路光波导单元13,分路光波导单元13垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致。
所述的分路光波导单元13的输出端光波导中心间距为381μm。
所述的分路光波导单元13最外侧光波导中心间距为7620μm。
所述的N个分路光波导单元13之间的中心位置具有芯片划切槽14,芯片划切槽14宽度为1524μm。
所述的芯片划线槽衬底15的预留厚度为0.3mm。
所述的PLC光分路器芯片两端的端面经过光学抛光,抛光角度为-12°。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种PLC光分路器,包括PLC光分路器阵列芯片(1)和光纤阵列(2),其特征在于:
所述PLC光分路器阵列芯片(1)包括芯片衬底(11)和芯片盖板(12),所述芯片衬底(11)和芯片盖板(12)之间设置有分路光波导单元(13),所述芯片衬底(11)和芯片盖板(12)之间胶接固定,所述PLC光分路器阵列芯片(1)按分路光波导单元(13)预先划切,相邻两个分路光波导单元(13)之间设有芯片划切槽(14),每个芯片划切槽(14)的槽底预留一定厚度的芯片划线槽衬底(15)实现芯片各部分连接;
所述光纤阵列(2)包括V型槽衬底(21)和光纤盖板(22),所述V型槽衬底(21)和光纤盖板(22)之间设置有光纤(23),所述V型槽衬底(21)和光纤盖板(22)之间通过胶接固定,所述光纤阵列(2)按照PLC光分路器阵列芯片(1)的芯片划切槽(14)预先划切光纤划切槽(24),所述光纤划切槽(24)的槽底预留一定厚度的光纤划切槽衬底(25)实现光纤阵列(2)各部分连接,所述光纤划切槽衬底(25)和芯片划线槽衬底(15)的厚度相同。
2.一种PLC光分路器的耦合方法,其特征在于具体的耦合步骤为:
(1)将PLC光分路器阵列芯片(1)和光纤阵列(2)进行耦合粘结并充分固化,形成阵列式PLC光分路器;
(2)沿着光纤划切槽(24)和芯片划切槽(14)花切分开每一个耦合好的单元,得到每一个独立的PLC光分路器。
3.根据权利要求1所述的一种PLC光分路器,其特征在于:所述PLC光分路器阵列芯片(1)中含有N个分路光波导单元(13),分路光波导单元(13)垂直光传输方向周期性平行排布且间距一致,其中N为大于等于2的整数。
4.根据权利要求1所述的一种PLC光分路器,其特征在于:所述的分路光波导单元(13)的输出端光波导中心间距为127μm或250μm,或是上述两种中心间距的2~5倍。
5.根据权利要求1所述的一种PLC光分路器,其特征在于:所述的分路光波导单元(13)最外侧光波导中心间距为分路光波导单元(13)的输出端光波导中心间距的M整数倍,其中M为自然数。
6.根据权利要求3所述的一种PLC光分路器,其特征在于:N个所述分路光波导单元(13)之间的中心位置具有芯片划切槽(14),所述芯片划切槽(14)宽度为M/10~M/2。
7.根据权利要求1所述的一种PLC光分路器,其特征在于:所述光纤划切槽衬底(25)和芯片划线槽衬底(15)的厚度为0.01~0.50mm。
8.根据权利要求1所述的一种PLC光分路器,其特征在于:所述的PLC光分路器阵列芯片(1)两端的端面经过光学抛光,抛光角度为0~±14°。
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