CN113959952A - 一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法。通过倒锥波导耦合器来改变光波传播的模场，有效降低了耦合插损；使用UV固化胶对输入端连接点和输出端连接点进行滴胶固定，提升了抗扰动的稳定性；对输入端连接点和输出端连接点进行密封保护，使用UV固化胶进行封边处理，使输入端连接点和输出端连接点位于独立的密封空间中，实现对耦合点的防水保护，保证了光声探测芯片在水下运作时，耦合点不受水流的冲击以及水压和温度冲击的影响，有效提高了光声探测芯片在水下运作的稳定性能。另外，第一隔水板和第二隔水板仅仅只将耦合区域进行保护，光声探测芯片的功能区无遮挡，保证了光声探测芯片的正常使用。

Description

一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，更具体地，涉及一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法。
背景技术
光声探测芯片可以在很小的尺寸之下实现对微小物体的探测效果，但是发射端和接收端的信号传输主要还是依靠光纤来进行传输的。一个基本的光互连结构是由一个信号发生装置、一个光学芯片、一个信号处理装置以及一段光纤组成的，如图6所示。首先将在信号发生装置发出调制的光信号耦合进光纤，产生然后光纤再耦合传向光声探测芯片，再通过与光纤耦合将光声探测芯片处理的光学信号传输到信号处理装置。信号处理装置再对传输进来的光学信号进行解调处理。
目前的端面耦合方案都是用特制的光纤阵列与光声探测芯片的端面水平对准并耦合，再用光学胶水将耦合端面胶合封装起来。端面耦合要求波导芯片模场小虹心与光纤纤芯中心的重合度要求很高，稍微偏移一点就会导致模场失配，对准耦合的容差要求较高；由于他的低容差所以对于光纤阵列的精度要求非常高，导致现阶段标准光纤阵列的精度达不到要求，需要按照精度要求特殊定制，不能适配标准化的光纤阵列；由于端面耦合的性质，需要划片将倒锥波导耦合器的边缘裂开，使其与光纤相连接，对端面的质量要求较高；由于现有的端面封装技术没有防水设施，芯片下水后由于温度冲击和水溶液的各种侵蚀，使得光纤纤芯与芯片的波导中心容易产生偏差，导致模场适配，从而导致系统的插损变大。甚至模场失配，导致不通光的现象。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法，提高了光声探测芯片在水下使用的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，包括光声探测芯片、第一光纤阵列、第二光纤阵列、底板、第一隔水件以及第二隔水件；所述的光声探测芯片的输入端和输出端分别设有第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器；所述的第一隔水件安装于底板上，与底板之间形成两端开口的第一容纳腔，所述的第一光纤阵列位于第一容纳腔中，所述的第一倒锥波导耦合器自第一容纳腔的一端开口处伸入第一容纳腔中与第一光纤阵列的输出端连接，构成输入端连接点；所述的第一光纤阵列的输入端自第一容纳腔的另一端开口处伸出；所述的第二隔水件安装于底板上，与底板之间形成两端开口的第二容纳腔，所述的第二光纤阵列位于第二容纳腔中，所述的第二倒锥波导耦合器自第二容纳腔的一端开口处伸入第二容纳腔中与第二光纤阵列的输入端连接，构成输出端连接点；所述的第二光纤阵列的输出端自第二容纳腔的另一端开口处伸出；且在所述的第一隔水件与底板之间的缝隙中、第一隔水件与光声探测芯片输入端之间的缝隙中、第一隔水件与第一光纤阵列的输入端之间的缝隙中、第二隔水件与底板之间的缝隙中、第二隔水件与光声探测芯片输出端之间的缝隙中、第二隔水件与第二光纤阵列的输出端之间的缝隙中均填充有密封胶，以使所述的输入端连接点和输出端连接点分别位于密封的第一容纳腔和第二容纳腔中。
在本发明中，考虑单模光纤的模场尺寸与光声探测芯片模场尺寸的差距较大，为降低耦合插损，通过倒锥波导耦合器来改变光波传播的模场，以实现输入端和输出端的光纤模场与波导模场的匹配；同时，使用第一隔水板和第二隔水板对输入端连接点和输出端连接点进行保护，最后使用UV固化胶对第一容纳腔和第二容纳腔进行封边处理，使输入端连接点和输出端连接点位于独立的密封空间中，实现对耦合点的防水保护，保证了光声探测芯片在水下运作时，耦合点不受水流的冲击以及水压和温度冲击的影响，有效提高了光声探测芯片在水下运作的稳定性能。另外，在本发明中，第一隔水板和第二隔水板仅仅只将耦合区域进行保护，即输入端连接点和输出端连接点进行密封保护，光声探测芯片的功能区无遮挡，保证了光声探测芯片的正常使用。
在其中一个实施例中，所述的第一隔水件、第二隔水件为两端开口的槽形板结构、两端开口的盒体结构，或所述的第一隔水件、第二隔水件均为隔水板，沿着隔水板的边缘向一侧凸起形成侧壁，在其中两侧侧壁上分别开有开口。
在其中一个实施例中，在所述的输入端连接点处和输出端连接点处均滴有UV固化胶水。在本发明中，选用热膨胀系数较小的紫外固化胶对耦合点进行滴胶固定，提升了抗扰动的稳定性，进一步避免了光声探测芯片在水下运作时受水流扰动及水压的影响。
在其中一个实施例中，所述的第一隔水件的一端开口的宽度值大于等于第一倒锥波导耦合器与第一光纤阵列连接端的宽度值，另一端开口的宽度值大于等于第一光纤阵列输入端的宽度值；所述的二隔水件的一端开口的宽度值大于等于第二倒锥波导耦合器与第二光纤阵列连接端的宽度值。
在其中一个实施例中，所述的第一倒锥波导耦合器、第二倒锥波导耦合器均与光声探测芯片为一体成型结构。
在其中一个实施例中，所述的光声探测芯片、第一倒锥波导耦合器、第二倒锥波导耦合器的表面均包裹有包层结构；在所述的第一倒锥波导耦合器微结构的边缘进行裂片，以形成第一最优波导端面，所述的第一光纤阵列的输出端与第一最优波导端面耦合对准；在所述的第二倒锥波导耦合器微结构的边缘进行裂片，以形成第二最优波导端面，所述的第二光纤阵列的输入端与第二最优波导端面耦合对准。
在其中一个实施例中，在所述的底板上分别设有第一安装槽和第二安装槽，所述的第一隔水件的两侧侧壁伸入第一安装槽中与底板密封连接；所述的第二隔水件的两侧侧壁伸入第二安装槽中与底板密封连接。
在其中一个实施例中，所述的密封胶为UV固化胶水；所述的底板为透明的亚克力板。采用透明的亚克力板便于UV固化胶水的固化。
在其中一个实施例中，由于在水下使用可能存在温度冲击，胶水的选型需要考虑热膨胀系数，需要选取热膨胀系数较小的UV固化胶水，本发明选取的是MOSON190506-1的胶水，实验结果显示这种胶水可以显著提高封装的稳定性，确保固化胶的热膨胀不会给耦合光纤的纤芯带来大的偏移。
在其中一个实施例中，在所述的第一容纳腔和第二容纳腔中分别设有遇水会变色的检测试纸。放置测试试纸，便于后期使用时，判断第一容纳腔和第二容纳腔中是否进水。
本发明还提供一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装方法，包括以下步骤：
S1. 分别在涂覆有包层的光声探测芯片两端的第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器的边缘进行划片，以分别形成第一最优波导端面和第二波导最优端面；
S2. 将经过步骤S1中处理后的光声探测芯片固定在底板上，然后将底板固定在减震台的耦合平台上；
S3. 选定第一光纤阵列，在减震台上的耦合平面进行耦合对准，将第一光纤阵列的输出端与光声探测芯片的输入端即第一最优波导端面进行耦合定位，形成输入端连接点；
S4. 选定第二光纤阵列，在减震台上的耦合平面进行耦合对准，将第二光纤阵列输入端与光声探测芯片的输出端即第二最优波导端面进行耦合定位，形成输出端连接点；
S5. 对步骤S3中的输入端连接点和步骤S4中的输出端连接点分别用UV固化胶水进行滴胶固定；
S6. 安装第一隔水件和第二隔水件，将第一隔水件与底板连接，使第一光纤阵列位于第一隔水件与底板之间所构成的第一容纳腔中，且输入端连接点也位于第一容纳腔中，第一光纤阵列的输入端伸出第一容纳腔外；将第二隔水件与底板连接，使第二光纤阵列位于第二隔水件与底板之间所构成的第二容纳腔中，且输出端连接点也位于第二容纳腔中，第二光纤阵列的输出端伸出第二容纳腔外；
S7. 对第一容纳腔和第二容纳腔进行密封处理；使用UV固化胶水对第一隔水件与底板之间的缝隙、第一隔水件与光声探测芯片输入端之间的缝隙、第一隔水件与第一光纤阵列的输入端之间的缝隙、第二隔水件与底板之间的缝隙、第二隔水件与光声探测芯片输出端之间的缝隙、第二隔水件与第二光纤阵列的输出端之间的缝隙均进行封边处理，然后使用紫外固化灯对UV固化胶水进行固化处理，以使输入端连接点和输出端连接点分别能够位于密封的第一容纳腔和第二容纳腔中。
在其中一个实施例中，所述的步骤S5具体包括：首先用点胶机在输入端连接点和输出端连接点上分别点一滴UV固化胶水，然后使用紫外固化灯进行预固化，待插损稳定后，再用点胶机在输入端连接点和输出端连接点上分别点一滴UV固化胶水，再用紫外固化灯进行固化，等待插损稳定后再用紫外固化灯固化，重复固化过程多次，直至UV固化胶水完全固化。
与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法，通过倒锥波导耦合器来改变光波传播的模场，以实现输入端和输出端的光纤模场与波导模场的匹配，有效降低了耦合插损；同时，使用UV固化胶对输入端连接点和输出端连接点进行滴胶固定，提升了抗扰动的稳定性，进一步减小了光声探测芯片在水下运作时受温度冲击的影响；然后，使用第一隔水板和第二隔水板对输入端连接点和输出端连接点进行保护，最后使用UV固化胶对第一容纳腔和第二容纳腔进行封边处理，使输入端连接点和输出端连接点位于独立的密封空间中，实现对耦合点的防水保护，保证了光声探测芯片在水下运作时，耦合点不受水流的冲击以及水压的影响，有效提高了光声探测芯片在水下运作的稳定性能。另外，在本发明中，第一隔水板和第二隔水板仅仅只将耦合区域进行保护，光声探测芯片的功能区无遮挡，保证了光声探测芯片的正常使用。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明未安装第一隔水板和第二隔水板时的结构示意图。
图3是本发明第一隔水板和第二隔水板的结构示意图。
图4是本发明方法流程图。
图5为实施例4所搭建的测试系统结构示意图。
图6是现有技术中基本的光互连结构示意图。
附图标记：1、光声探测芯片；2、第一光纤阵列；3、第二光纤阵列；4、底板；41、第一安装槽；42、第二安装槽；5、第一隔水件；6、第二隔水件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合具体实施方式对本发明作在其中一个实施例中说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。
实施例1：
如图1至图3所示，一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，包括光声探测芯片1、第一光纤阵列2、第二光纤阵列3、底板4、第一隔水件5以及第二隔水件6；光声探测芯片1的输入端和输出端分别设有第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器；第一隔水件5安装于底板4上，与底板4之间形成两端开口的第一容纳腔，第一光纤阵列2位于第一容纳腔中，第一倒锥波导耦合器自第一容纳腔的一端开口处伸入第一容纳腔中与第一光纤阵列2的输出端连接，构成输入端连接点；第一光纤阵列2的输入端自第一容纳腔的另一端开口处伸出；第二隔水件6安装于底板4上，与底板4之间形成两端开口的第二容纳腔，第二光纤阵列3位于第二容纳腔中，第二倒锥波导耦合器自第二容纳腔的一端开口处伸入第二容纳腔中与第二光纤阵列3的输入端连接，构成输出端连接点；第二光纤阵列3的输出端自第二容纳腔的另一端开口处伸出；且在第一隔水件5与底板4之间的缝隙中、第一隔水件5与光声探测芯片1输入端之间的缝隙中、第一隔水件5与第一光纤阵列2的输入端之间的缝隙中、第二隔水件6与底板4之间的缝隙中、第二隔水件6与光声探测芯片1输出端之间的缝隙中、第二隔水件6与第二光纤阵列3的输出端之间的缝隙中均填充有密封胶，以使输入端连接点和输出端连接点分别位于密封的第一容纳腔和第二容纳腔中。
在本发明中，考虑单模光纤的模场尺寸与光声探测芯片1模场尺寸的差距较大，为降低耦合插损，通过倒锥波导耦合器来改变光波传播的模场，以实现输入端和输出端的光纤模场与波导模场的匹配；同时，使用第一隔水板和第二隔水板对输入端连接点和输出端连接点进行保护，最后使用UV固化胶对第一容纳腔和第二容纳腔进行封边处理，使输入端连接点和输出端连接点位于独立的密封空间中，实现对耦合点的防水保护，保证了光声探测芯片1在水下运作时，耦合点不受水流的冲击以及水压和温度冲击影响，有效提高了光声探测芯片1在水下运作的稳定性能。另外，在本发明中，第一隔水板和第二隔水板仅仅只将耦合区域进行保护，即输入端连接点和输出端连接点进行密封保护，光声探测芯片1的功能区无遮挡，保证了光声探测芯片1的正常使用。
其中，第一隔水件5、第二隔水件6为两端开口的槽形板结构、两端开口的盒体结构，或第一隔水件5、第二隔水件6均为隔水板，沿着隔水板的边缘向一侧凸起形成侧壁，在其中两侧侧壁上分别开有开口。
另外，在输入端连接点处和输出端连接点处均滴有UV固化胶水。在本发明中，选用热膨胀系数较小的紫外固化胶对耦合点进行滴胶固定，提升了抗扰动的稳定性，进一步避免了光声探测芯片1在水下运作时受水流扰动及水压的影响。
其中，第一隔水件5的一端开口的宽度值大于等于第一倒锥波导耦合器与第一光纤阵列2连接端的宽度值，另一端开口的宽度值大于等于第一光纤阵列2输入端的宽度值；二隔水件的一端开口的宽度值大于等于第二倒锥波导耦合器与第二光纤阵列3连接端的宽度值。
在本实施例中，第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器，两者的一端与光声探测芯片的波导宽度一致，长度根据耦合光纤模场尺寸的需求进行设计，宽度线性均匀的缩窄，其高度也与光声探测芯片的波导高度度一致。
具体的，第一倒锥波导耦合器、第二倒锥波导耦合器均与光声探测芯片1为一体成型结构，为光声探测芯片两端的微结构。
另外，所述的光声探测芯片1、第一倒锥波导耦合器、第二倒锥波导耦合器的表面均包裹有包层结构；在所述的第一倒锥波导耦合器微结构的边缘进行裂片，以形成第一最优波导端面，所述的第一光纤阵列2的输出端与第一最优波导端面耦合对准；在所述的第二倒锥波导耦合器微结构的边缘进行裂片，以形成第二最优波导端面，所述的第二光纤阵列3的输入端与第二最优波导端面耦合对准。
其中，在底板4上分别设有第一安装槽41和第二安装槽42，第一隔水件5的两侧侧壁伸入第一安装槽41中与底板4密封连接；第二隔水件6的两侧侧壁伸入第二安装槽42中与底板4密封连接。
另外，密封胶为UV固化胶水；底板4为透明的亚克力板。采用透明的亚克力板便于UV固化胶水的固化。
在本实施例中，由于在水下使用可能存在温度冲击，胶水的选型需要考虑热膨胀系数，需要选取热膨胀系数较小的UV固化胶水，本实施例选取的是MOSON190506-1的胶水，实验结果显示这种胶水可以显著提高封装的稳定性，确保固化胶的热膨胀不会给耦合光纤的纤芯带来大的偏移。
实施例2
本实施例其他结构与实施例1相同，不同的是，在第一容纳腔和第二容纳腔中分别设有遇水会变色的检测试纸。放置测试试纸，便于后期使用时，判断第一容纳腔和第二容纳腔中是否进水。
实施例3
如图4所示，本实施例提供一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装方法，包括以下步骤：
S1. 分别在涂覆有包层的光声探测芯片1两端的第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器的边缘进行划片，以分别形成第一最优波导端面和第二波导最优端面；
S2. 将经过步骤S1中处理后的光声探测芯片1固定在底板4上，然后将底板4固定在减震台的耦合平台上；
S3. 选定第一光纤阵列2，在减震台上的耦合平面进行耦合对准，将第一光纤阵列2的输出端与光声探测芯片1的输入端即第一最优波导端面进行耦合定位，形成输入端连接点；
S4. 选定第二光纤阵列3，在减震台上的耦合平面进行耦合对准，将第二光纤阵列3输入端与光声探测芯片1的输出端即第二最优波导端面进行耦合定位，形成输出端连接点；
S5. 对步骤S3中的输入端连接点和步骤S4中的输出端连接点分别用UV固化胶水进行滴胶固定；
S6. 安装第一隔水件5和第二隔水件6，将第一隔水件5与底板4连接，使第一光纤阵列2位于第一隔水件5与底板4之间所构成的第一容纳腔中，且输入端连接点也位于第一容纳腔中，第一光纤阵列2的输入端伸出第一容纳腔外；将第二隔水件6与底板4连接，使第二光纤阵列3位于第二隔水件6与底板4之间所构成的第二容纳腔中，且输出端连接点也位于第二容纳腔中，第二光纤阵列3的输出端伸出第二容纳腔外；
S7. 对第一容纳腔和第二容纳腔进行密封处理；使用UV固化胶水对第一隔水件5与底板4之间的缝隙、第一隔水件5与光声探测芯片1输入端之间的缝隙、第一隔水件5与第一光纤阵列2的输入端之间的缝隙、第二隔水件6与底板4之间的缝隙、第二隔水件6与光声探测芯片1输出端之间的缝隙、第二隔水件6与第二光纤阵列3的输出端之间的缝隙均进行封边处理，然后使用紫外固化灯对UV固化胶水进行固化处理，以使输入端连接点和输出端连接点分别能够位于密封的第一容纳腔和第二容纳腔中。
其中，步骤S5具体包括：首先用点胶机在输入端连接点和输出端连接点上分别点一滴UV固化胶水，然后使用紫外固化灯进行预固化，待插损稳定后，再用点胶机在输入端连接点和输出端连接点上分别点一滴UV固化胶水，再用紫外固化灯进行固化，等待插损稳定后再用紫外固化灯固化，重复固化过程多次，直至UV固化胶水完全固化。
实施例4
如图5所示，本实施例用于对实施例2和实施例3防水封装结构进行测试，首先搭建测试系统，如图5所示，选用一个激光器作为稳定的输出源，后接一个功率衰减器以防止功率过载，同时也便于调节光功率的大小。再接一个偏振控制器，用以控制偏振态确保光功率的损耗能降到最低；然后连接耦合区的第一光纤阵列2、光声探测芯片1、第二光纤阵列3，最后连接一个光功率计测试耦合的效率；将封装完成的防水封装结构放到20CM以下的的水中做测试，以测试光声探测芯片1的工作的稳定性能，多天后将整个防水封装结构拿出，将表面的水处理干净后拆除第一隔水件5和第二隔水件6，发现里面的纸不变色，说明该隔水封装技术有较好的防水效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，包括光声探测芯片（1）、第一光纤阵列（2）、第二光纤阵列（3）、底板（4）、第一隔水件（5）以及第二隔水件（6）；所述的光声探测芯片（1）的输入端和输出端分别设有第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器；所述的第一隔水件（5）安装于底板（4）上，与底板（4）之间形成两端开口的第一容纳腔，所述的第一光纤阵列（2）位于第一容纳腔中，所述的第一倒锥波导耦合器自第一容纳腔的一端开口处伸入第一容纳腔中与第一光纤阵列（2）的输出端连接，构成输入端连接点，所述的第一光纤阵列（2）的输入端自第一容纳腔的另一端开口处伸出；所述的第二隔水件（6）安装于底板（4）上，与底板（4）之间形成两端开口的第二容纳腔，所述的第二光纤阵列（3）位于第二容纳腔中，所述的第二倒锥波导耦合器自第二容纳腔的一端开口处伸入第二容纳腔中与第二光纤阵列（3）的输入端连接，构成输出端连接点，所述的第二光纤阵列（3）的输出端自第二容纳腔的另一端开口处伸出；且在所述的第一隔水件（5）与底板（4）之间的缝隙中、第一隔水件（5）与光声探测芯片（1）输入端之间的缝隙中、第一隔水件（5）与第一光纤阵列（2）的输入端之间的缝隙中、第二隔水件（6）与底板（4）之间的缝隙中、第二隔水件（6）与光声探测芯片（1）输出端之间的缝隙中、第二隔水件（6）与第二光纤阵列（3）的输出端之间的缝隙中均填充有密封胶，以使所述的输入端连接点和输出端连接点分别位于密封的第一容纳腔和第二容纳腔中。
2.根据权利要求1所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，所述的第一隔水件（5）、第二隔水件（6）为两端开口的槽形板结构、两端开口的盒体结构，或所述的第一隔水件（5）、第二隔水件（6）均为隔水板，沿着隔水板的边缘向一侧凸起形成侧壁，在其中两侧侧壁上分别开有开口。
3.根据权利要求1所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，在所述的输入端连接点处和输出端连接点处均滴有UV固化胶水。
4.根据权利要求2所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，所述的第一倒锥波导耦合器、第二倒锥波导耦合器均与光声探测芯片（1）为一体成型结构，为光声探测芯片两端的微结构。
5.根据权利要求4所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，所述的光声探测芯片（1）、第一倒锥波导耦合器、第二倒锥波导耦合器的表面均包裹有包层结构；在所述的第一倒锥波导耦合器微结构的边缘进行裂片，以形成第一最优波导端面，所述的第一光纤阵列（2）的输出端与第一最优波导端面耦合对准；在所述的第二倒锥波导耦合器微结构的边缘进行裂片，以形成第二最优波导端面，所述的第二光纤阵列（3）的输入端与第二最优波导端面耦合对准。
6.根据权利要求4所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，在所述的底板（4）上分别设有第一安装槽（41）和第二安装槽（42），所述的第一隔水件（5）的两侧侧壁伸入第一安装槽（41）中与底板（4）密封连接；所述的第二隔水件（6）的两侧侧壁伸入第二安装槽（42）中与底板（4）密封连接。
7.根据权利要求1至5任一项所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，所述的密封胶为UV固化胶水；所述的底板（4）为透明的亚克力板。
8.根据权利要求7所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，其特征在于，在所述的第一容纳腔和第二容纳腔中分别设有遇水会变色的检测试纸。
9.一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 分别在涂覆有包层的光声探测芯片（1）两端的第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器的边缘进行划片，以分别形成第一最优波导端面和第二波导最优端面；
S2. 将经过步骤S1中处理后的光声探测芯片（1）固定在底板（4）上，然后将底板（4）固定在减震台的耦合平台上；
S3. 选定第一光纤阵列（2），在减震台上的耦合平面进行耦合对准，将第一光纤阵列（2）的输出端与光声探测芯片（1）的输入端即第一最优波导端面进行耦合定位，形成输入端连接点；
S4. 选定第二光纤阵列（3），在减震台上的耦合平面进行耦合对准，将第二光纤阵列（3）输入端与光声探测芯片（1）的输出端即第二最优波导端面进行耦合定位，形成输出端连接点；
S5. 对步骤S3中的输入端连接点和步骤S4中的输出端连接点分别用UV固化胶水进行滴胶固定；
S6. 安装第一隔水件（5）和第二隔水件（6），将第一隔水件（5）与底板（4）连接，使第一光纤阵列（2）位于第一隔水件（5）与底板（4）之间所构成的第一容纳腔中，且输入端连接点也位于第一容纳腔中，第一光纤阵列（2）的输入端伸出第一容纳腔外；将第二隔水件（6）与底板（4）连接，使第二光纤阵列（3）位于第二隔水件（6）与底板（4）之间所构成的第二容纳腔中，且输出端连接点也位于第二容纳腔中，第二光纤阵列（3）的输出端伸出第二容纳腔外；
S7. 对第一容纳腔和第二容纳腔进行密封处理；使用UV固化胶水对第一隔水件（5）与底板（4）之间的缝隙、第一隔水件（5）与光声探测芯片（1）输入端之间的缝隙、第一隔水件（5）与第一光纤阵列（2）的输入端之间的缝隙、第二隔水件（6）与底板（4）之间的缝隙、第二隔水件（6）与光声探测芯片（1）输出端之间的缝隙、第二隔水件（6）与第二光纤阵列（3）的输出端之间的缝隙均进行封边处理，然后使用紫外固化灯对UV固化胶水进行固化处理，以使输入端连接点和输出端连接点分别能够位于密封的第一容纳腔和第二容纳腔中。
10.根据权利要求9所述的光声探测芯片与光纤端面的防水封装方法，其特征在于，所述的步骤S5具体包括：首先用点胶机在输入端连接点和输出端连接点上分别点一滴UV固化胶水，然后使用紫外固化灯进行预固化，待插损稳定后，再用点胶机在输入端连接点和输出端连接点上分别点一滴UV固化胶水，再用紫外固化灯进行固化，等待插损稳定后再用紫外固化灯固化，重复固化过程多次，直至UV固化胶水完全固化。
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