CN113311541A - 光开关、微电子机械系统及光开关安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光开关，包括波导芯片和连接波导芯片的光纤阵列，光纤阵列的连接端和波导芯片的连接端通过胶合层粘合连接，胶合层包括折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶。安装过程中，将波导芯片安装于盒体内；将光纤阵列连接端伸入盒体内，并与波导芯片连接端对接；向光纤阵列与波导芯片接缝处依次注入折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶，使各胶渗入接缝处以粘合连接光纤阵列与波导芯片。通过胶合层粘合连接波导芯片和光纤阵列，保证耦合到位，提高波导芯片与光纤阵列连接牢固度，且不妨碍光路，大大提高了器件的可靠性。本发明还公开一种包括上述光开关的微电子机械系统及安装方法。
Description
技术领域
本发明涉及微电子领域，特别是涉及一种光开关及微电子机械系统。此外，本发明还涉及一种光开关安装方法。
背景技术
微电子机械系统将操作尺寸仅在微米、亚微米甚至纳米量级的微机电装置与控制电路高度集成在一个非常小的空间里，构成一个机电一体化的器件或系统。微电子机械系统具有体积小、重量轻、能耗低、惯性小、响应时间短，可以将多个不同功能、不同敏感方向或制动方向的微机构大规模地集成在一起，并且可以通过微电铸的方法进行批量复制和大规模生产。
其中，光开关广泛应用于微电子机械系统中，是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。
光开关包括波导芯片和连接波导芯片的光纤阵列，现有技术中，两者是通过熔融的方式实现连接，但是会出现耦合不到位的情况。
因此，如何提供一种耦合更加紧密的光开关是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光开关及微电子机械系统，通过胶合层粘合连接波导芯片和光纤阵列，保证耦合到位，提升耦合紧密度，且不妨碍光路，保证设备工作稳定性。本发明的另一目的是提供一种光开关安装方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光开关，包括波导芯片和连接所述波导芯片的光纤阵列，所述光纤阵列的连接端和所述波导芯片的连接端通过胶合层粘合连接，所述胶合层包括折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶。
优选地，包括中空的盒体，所述波导芯片设置于所述盒体内，所述盒体两端设置有开口，两个所述光纤阵列的连接端由两个所述开口分别伸入所述盒体内。
优选地，所述折射率匹配胶折射率为1.35至1.5，包括OG154无影胶和石英粉，所述无影固定胶包括OG154无影胶和固化辅助粉，所述加固胶包括OG154无影胶、353ND胶黏剂和固化辅助粉。
优选地，所述折射率匹配胶、所述无影固定胶和所述加固胶的配比为1：2：2。
优选地，所述波导芯片连接端下侧面贴合有芯片底板，所述波导芯片连接端上侧面贴合有芯片盖板，所述芯片底板外侧端面和所述芯片盖板外侧端面均与所述波导芯片连接端端面平齐。
优选地，还包括扣合的V型槽底座和V型槽盖板，所述光纤阵列连接端放入所述V型槽底座内，所述V型槽底座外侧端面和所述V型槽盖板外侧端面均与所述光纤阵列连接端端面平齐，所述芯片底板外侧端面与所述V型槽底座外侧端面相对并通过所述胶合层粘合连接，所述芯片盖板外侧端面与所述V型槽盖板外侧端面相对并通过所述胶合层粘合连接。
优选地，包括一个所述芯片底板和两个所述芯片盖板，所述芯片底板的长度与所述波导芯片的长度相同，两个所述芯片盖板分别设置于所述波导芯片两端。
本发明提供一种微电子机械系统，包括如上述任意一项所述的光开关。
本发明提供一种光开关安装方法，包括步骤：
将波导芯片安装于盒体内；
将光纤阵列连接端伸入所述盒体内，并与所述波导芯片连接端对接；
向所述光纤阵列与所述波导芯片接缝处依次注入折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶，使各胶渗入所述接缝处以粘合连接所述光纤阵列与所述波导芯片。
优选地，所述向所述光纤阵列与所述波导芯片接缝处依次注入折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶包括步骤：
向所述接缝处点折射率匹配胶30秒，间隔5分钟固化后，点无影固定胶1分钟，固化后点加固胶1分钟，经85度高温老化2小时。
本发明提供一种光开关，包括波导芯片和连接波导芯片的光纤阵列，光纤阵列的连接端和波导芯片的连接端通过胶合层粘合连接，胶合层包括折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶。
安装过程中，将波导芯片安装于盒体内；将光纤阵列连接端伸入盒体内，并与波导芯片连接端对接；向光纤阵列与波导芯片接缝处依次注入折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶，使各胶渗入接缝处以粘合连接光纤阵列与波导芯片。通过胶合层粘合连接波导芯片和光纤阵列，保证耦合到位，提升耦合紧密度，且不妨碍光路，保证设备工作稳定性。
本发明还提供一种包括上述光开关的微电子机械系统及安装方法，由于上述光开关具有上述技术效果，上述微电子机械系统及安装方法也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。
附图说明
图1为本发明所提供的光开关的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明所提供的光开关的一种具体实施方式中粘合处的局部放大图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种光开关及微电子机械系统，通过胶合层粘合连接波导芯片和光纤阵列，保证耦合到位，提升耦合紧密度，且不妨碍光路，保证设备工作稳定性。本发明的另一核心是提供一种光开关安装方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的光开关的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的光开关的一种具体实施方式中粘合处的局部放大图。
本发明具体实施方式提供一种光开关，包括波导芯片1和光纤阵列2，两者的连接端耦合连接，完成光信号的传输，光纤阵列2的连接端和波导芯片1的连接端通过胶合层3粘合连接，胶合层3包括折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶。其中折射率匹配胶用于降低光路插入损耗及偏振相关损耗；无影固定胶用于初步固定，起到光纤阵列2与波导芯片1连接的作用；加固胶用于加固光纤阵列2与波导芯片1的最终连接。
具体地，可以设置中空的盒体4，电路转接板设置于盒体4内，波导芯片1同样设置于盒体4内，且位于电路转接板上方，盒体4两端设置有开口，波导芯片1两端均为连接端，分别为输入端和输出端，两个光纤阵列2的连接端由两个开口分别伸入盒体4内，连接波导芯片1的输入端和输出端，作为输入光纤和输出光纤，当然也可根据情况调整盒体4的结构及各部件的布局方式，均在本发明的保护范围之内。
具体安装方法为：将波导芯片1安装于盒体4内；将光纤阵列2连接端伸入盒体4内，并与波导芯片1连接端对接；向光纤阵列2与波导芯片1接缝处依次注入折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶，使各胶渗入接缝处以粘合连接光纤阵列2与波导芯片1。通过胶合层3粘合连接波导芯片1和光纤阵列2，保证耦合到位，提高波导芯片1与光纤阵列2连接牢固度，且不妨碍光路，大大提高了器件的可靠性。
在本发明具体实施方式提供的光开关中，各胶层为多种材质混合形成的，折射率匹配胶，折射率为1.35至1.5，包括OG154无影胶和石英粉无影固定胶包括OG154无影胶和固化辅助粉，加固胶包括OG154无影胶、353ND胶黏剂和固化辅助粉。其中固化辅助粉使粘合更加牢固，可以采用300目石英粉或400目石英粉等，或采用其他材质，均在本发明的保护范围之内。
折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶的配比为1：2：2。具体点胶过程为：向接缝处点折射率匹配胶30秒，间隔5分钟固化后，点无影固定胶1分钟，固化后点加固胶1分钟，经85度高温老化2小时。
也可根据情况调整各胶层的用量、配方或比例，或调节点胶工艺参数，均在本发明的保护范围之内。
在上述各具体实施方式提供的光开关的基础上，为了增加粘合面积，提供连接牢固程度，在波导芯片1连接端下侧面贴合有芯片底板5，波导芯片1连接端上侧面贴合有芯片盖板6，即通过芯片底板5和芯片盖板6夹持波导芯片1连接端，形成三层结构，芯片底板5外侧端面和芯片盖板6外侧端面均与波导芯片1连接端端面平齐，形成了一个面积更大的连接端面。还包括扣合的V型槽底座7和V型槽盖板8，光纤阵列2连接端放入V型槽底座7内，并扣合上V型槽盖板8，即通过V型槽底座7和V型槽盖板8夹持光纤阵列2连接端，形成三层结构，V型槽底座7外侧端面和V型槽盖板8外侧端面均与光纤阵列2连接端端面平齐，形成了一个面积更大的连接端面。芯片底板5外侧端面与V型槽底座7外侧端面相对并通过胶合层3粘合连接，芯片盖板6外侧端面与V型槽盖板8外侧端面相对并通过胶合层3粘合连接。
具体地，设置一个芯片底板5和两个芯片盖板6，芯片底板5的长度与波导芯片1的长度相同，直接一体式的延伸至波导芯片1两端，两个芯片盖板6长度较短，分别设置于波导芯片1两端。也可根据情况调整各部件的结构与布置方式，均在本发明的保护范围之内。
除了上述光开关，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述光开关的微电子机械系统，该微电子机械系统其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的光开关、微电子机械系统及光开关安装方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光开关，包括波导芯片(1)和连接所述波导芯片(1)的光纤阵列(2)，其特征在于，所述光纤阵列(2)的连接端和所述波导芯片(1)的连接端通过胶合层(3)粘合连接，所述胶合层(3)包括折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶。
2.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于，包括中空的盒体(4)，所述波导芯片(1)设置于所述盒体(4)内，所述盒体(4)两端设置有开口，两个所述光纤阵列(2)的连接端由两个所述开口分别伸入所述盒体(4)内。
3.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于，所述折射率匹配胶折射率为1.35至1.5，包括OG154无影胶和石英粉，所述无影固定胶包括OG154无影胶和固化辅助粉，所述加固胶包括OG154无影胶、353ND胶黏剂和固化辅助粉。
4.根据权利要求3所述的光开关，其特征在于，所述折射率匹配胶、所述无影固定胶和所述加固胶的配比为1：2：2。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的光开关，其特征在于，所述波导芯片(1)连接端下侧面贴合有芯片底板(5)，所述波导芯片(1)连接端上侧面贴合有芯片盖板(6)，V型槽底座V型槽盖板所述芯片底板(5)外侧端面和所述芯片盖板(6)外侧端面均与所述波导芯片(1)连接端端面平齐。V型槽底座V型槽盖板V型槽底座V型槽盖板。
6.根据权利要求5所述的光开关，其特征在于，还包括扣合的V型槽底座(7)和V型槽盖板(8)，所述光纤阵列(2)连接端放入所述V型槽底座(7)内，所述V型槽底座(7)外侧端面和所述V型槽盖板(8)外侧端面均与所述光纤阵列(2)连接端端面平齐，所述芯片底板(5)外侧端面与所述V型槽底座(7)外侧端面相对并通过所述胶合层(3)粘合连接，所述芯片盖板(6)外侧端面与所述V型槽盖板(8)外侧端面相对并通过所述胶合层(3)粘合连接。
7.根据权利要求6所述的光开关，其特征在于，包括一个所述芯片底板(5)和两个所述芯片盖板(6)，所述芯片底板(5)的长度与所述波导芯片(1)的长度相同，两个所述芯片盖板(6)分别设置于所述波导芯片(1)两端。
8.一种微电子机械系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的光开关。
9.一种光开关安装方法，其特征在于，包括步骤：
将波导芯片(1)安装于盒体(4)内；
将光纤阵列(2)连接端伸入所述盒体(4)内，并与所述波导芯片(1)连接端对接；
向所述光纤阵列(2)与所述波导芯片(1)接缝处依次注入折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶，使各胶渗入所述接缝处以粘合连接所述光纤阵列(2)与所述波导芯片(1)。
10.根据权利要求所述的光开关安装方法，其特征在于，所述向所述光纤阵列(2)与所述波导芯片(1)接缝处依次注入折射率匹配胶、无影固定胶和加固胶包括步骤：
向所述接缝处点折射率匹配胶30秒，间隔5分钟固化后，点无影固定胶1分钟，固化后点加固胶1分钟，经85度高温老化2小时。
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| CN202110705954.2A CN113311541A (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 光开关、微电子机械系统及光开关安装方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2023155638A1 (zh) * | 2022-02-18 | 2023-08-24 | 华为技术有限公司 | 一种光器件、光模块及通信设备 |
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2021
- 2021-06-24 CN CN202110705954.2A patent/CN113311541A/zh active Pending
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