CN1203337C - 高稳定性光波分复用器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
高稳定性光波分复用器的制备方法，将双光纤头与柱状透镜调整好，在柱状透镜与双光纤头接触点处均匀涂上胶；在玻璃舟上涂上少量UV胶；将玻璃舟盖在柱状透镜与双光纤头之间，压紧，并用UV枪迅速固化；将柱状透镜与双光纤头旋转180度，用同样的方式将另一个玻璃舟固定好；加温干燥将柱状透镜与双光纤头接触点胶固化。本发明在双光纤头与柱状透镜之间只有一层薄薄的353ND胶，不会因上下胶量不等而出现的热膨胀量不同引起的稳定性变差，同时，降低了上胶时对员工的要求。玻璃舟的外径有严格的限制和良好的统一性，能够与焊接的金属管匹配，不会出现金属管套不进去的现象。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种光纤复用解复用器制备方法，尤其是高稳定性光波分复用器模块的制备方法。
二、背景技术
随着宽带技术的不断发展与网络在社会生活中的广泛使用，人们对信息的需求越来越多，对网络的带宽、速度与可靠性不断提出新的要求。光纤复用解复用器(WDM)系统的优良性能使它在各种网络中得到日益广泛的应用，其优点主要表现在：
节省光纤，充分利用光纤带宽；
减少色散对系统的影响；
较低速率硬件重复使用；
可实现各波长的OADM；
对速率与调制方式透明。
波分复用指的是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤同时传播多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长划分成若干个波段，每个波段用作一个独立的通道传输一种预定的光信号。作为WDM系统中关键的器件之一—复用解复用器(简称WDM模块)，其性能将直接影响WDM系统的稳定性与可靠性。
WDM模块的制作方式通常有介质薄膜法(TFF)、阵列波导光栅法(AWG)、光纤光栅法(FBG)等：
介质薄膜法，又称滤光片法。此方法利用滤光片对波长的选择特性，通过级联完成多波长的复用与解复用。
阵列波导光栅法，通过标准的集成光学工艺，在硅片、磷化铟或者有机聚合物上制作而成。它由输入输出波导群、两个盘形波导及波导阵列一起集成。
光纤光栅法，基于长周期或者短周期的光纤光栅。光纤光栅是通过紫外光在光敏光纤上光刻而成。它利用了紫外激光诱导光纤芯折射率呈周期性变化的机理。当折射率的周期性变化满足布拉格光栅条件时，相应波长的光就会全反射，而其余波长的光会顺利通过。
随着镀膜技术的不断发展，以及光梳状滤波器(Interleave)技术的成熟，用介质薄膜法制造50GHz的密集波分复用器/解复用器成为可能，再加上介质薄膜法技术与设备相对简单，成本适中、重复性好而得到大量应用，市场前景非常看好。
目前的介质薄膜法制造50GHzWDM模块仍有改进余地，还可以提高WDM模块的稳定性与可靠性，对WDM系统有非常重要的作用。
如何提高WDM模块的稳定性与可靠性，除了在材料方面精心选择，再就是在耦合封装过程中尽量减少不稳定因素。
353ND与353ND-T胶在Tg点左右热膨胀系数变化很大，这是造成器件不稳定的主要原因之一。如何在封装过程中尽量减少胶的使用量，并避免温度达到或者超过胶的Tg点，是必须解决的问题。
在常规的封装工艺中，双光纤头与柱状透镜是用胶直接连接的，通常的做法是先用UV胶将双光纤头与柱状透镜临时固定以防止353ND-T胶向光路渗透，然后用353ND-T胶固定，如图3所示，这样做有几个问题：
1.用UV胶临时固定时，如果操作不熟练，由于毛细现象，UV胶会部分渗透到光路上，导致光学性能的恶化。如果UV胶密封不严，会导致353ND-T胶渗透到光路上而出现废品。
2.用胶直接连接，在连接处有大量的胶，如果胶的形状不是圆形或者近似圆形，上下左右的胶量不等，在温度循环时膨胀量就会不一样，导致出现内应力而降低器件的长期稳定性，严重的会出现细微的位移，而导致光学性能恶化。
3.用胶直接连接，如果胶量过多，会导致焊接的金属管套不进去，如果胶量过少，连接就不牢靠。增加了工艺的难度。
4.在后续的焊接过程中，由于焊接的温度比较高，远远大于胶的Tg点，因此，如果焊接时停留时间过长，温度会迅速传递到胶上，而导致反射的插入损耗超标。这也是在焊接过程中经常出现的问题之一。
5.353ND-T胶的粘稠系数是235ND的5倍，在调胶过程中很难避免气泡的产生，这对胶固化后的稳定性与可靠性带来长期的影响。采用真空调胶、离子脱泡法调胶成本高，而且效果也不好。
三、发明内容
本发明目的是：提供一种高稳定性光波分复用器的制备方法，采用一种新的工艺固定双光纤头与柱状透镜，提高了WDM模块机械与温度稳定性，并简化了WDM模块的制造工艺难度，具有较强的现实意义。同时提高WDM模块稳定性。
本发明的目的是这样实现的：
高稳定性光波分复用器制备方法：包括双光纤头与柱状透镜，用侧部连接舟来固定双光纤头与柱状透镜连接部位。所述侧部连接舟为截面为圆弧的连接板，如玻璃舟。尤其是用二片圆弧连接板在双光纤头与柱状透镜连接部位的相对位置固定。Filter检测-贴片-准直-玻璃舟固定-焊接-高低温循环-封装-测试。具体而言：将双光纤头与柱状透镜调整好，在柱状透镜与双光纤头接触点处均匀涂上胶；在玻璃舟上涂上少量UV胶；将玻璃舟盖在柱状透镜与双光纤头之间，压紧，并用UV枪迅速固化；将柱状透镜与双光纤头旋转180度，用同样的方式将另一个玻璃舟固定好；加温干燥将柱状透镜与双光纤头接触点胶固化。
本发明的特点是：在双光纤头与柱状透镜之间只有一层薄薄的353ND胶，不会因上下胶量不等而出现的热膨胀量不同引起的稳定性变差，同时，降低了上胶时对员工的要求。玻璃舟的外径有严格的限制和良好的统一性，能够与焊接的金属管匹配，不会出现金属管套不进去的现象。同时，因其具有绝缘隔热性能，金属管套的焊接安装时也不致于对双光纤头与柱状透镜产生任何不利影响。
四、附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为三端口WDM器件结构图
图3为常规固定结构示意图
图1是三端口的WDM结构示意图，在常规工艺中所采用的工艺步骤是：Filter
检测-贴片-准直-上胶-焊接-高低温循环-封装-测试
柱状透镜1、双光纤头2、玻璃舟3、滤光片4、准直器5、钢管6、胶7。
五、具体实施方式
在常规工艺中所采用的工艺步骤是：Filter检测-贴片-准直-上胶-焊接-高低温循环-封装-测试。本发明所采用的工艺步骤是：
Filter检测-贴片-准直-玻璃舟固定-焊接-高低温循环-封装-测试，见图1。
其具体的实施过程如下：
1.将双光纤头与柱状透镜调整好。
2.在柱状透镜与双光纤头接触点左右1.5mm处均匀涂上353ND胶；在玻璃舟上涂上少量UV胶。
3.将玻璃舟盖在柱状透镜与双光纤头之间，压紧，并用UV枪迅速固化。
4.将柱状透镜与双光纤头旋转180度，用同样的方式将另一个玻璃舟固定好。
5.将产品送去烘烤间°烘烤小时，将353ND胶固化。
优点是：
1.用玻璃舟来固定，UV胶与353ND胶不直接接触双光纤头与柱状透镜之间的缝隙，避免了胶渗透到光路上，不会出现因胶挡在光路上而导致光学性能恶化的现象，提高了产品的成品率。
2.用玻璃舟来固定，在双光纤头与柱状透镜之间只有一层薄薄的353ND胶，不会因上下胶量不等而出现的热膨胀量不同引起的稳定性变差，同时，降低了上胶时对员工的要求。
3.玻璃舟的外径有严格的限制和良好的统一性，能够与焊接的金属管匹配，不会出现金属管套不进去的现象。
4.在焊接过程中，双光纤头与柱状透镜被玻璃舟牢牢限制住了自由度，而且，353ND胶量很少，对焊接的时间要求就降低了，简化了工艺的复杂程度。在测试过程中，没有遇到反射插入损耗超标的现象。
5.在此工艺中，不需要用353ND-T胶，只用353ND胶，避免在调胶过程出现气泡，提高了器件的稳定性。
此外，用玻璃舟固定，优点还有：
■用玻璃舟固定双光纤头与柱状透镜，与准直器的结构相似，给了双光纤头与柱状透镜一个连接的支架，大大提高了连接的稳定性与可靠性。
■用璃舟固定双光纤头与柱状透镜，胶的连接是面接触。根据胶合机理，胶量越薄，连接的强度越高；接触的面积越大，连接的性能就越好。因此，采用玻璃舟方式固定比常规方式固定接触面积增加、胶层变薄，有利于稳定性提高。
■玻璃舟的外径比架空套管的外径小，可以有效防止在焊接过程中热传导，避免胶达到Tg点，降低工艺的难度。
Claims (1)
1、高稳定性光波分复用器的制备方法，将双光纤头与柱状透镜调整好，其特征是用侧部连接舟来固定双光纤头与柱状透镜连接部位，所述侧部连接舟为截面为圆弧的连接板，即为玻璃舟，在柱状透镜与双光纤头接触点处均匀涂上胶；在玻璃舟上涂上少量UV胶；将玻璃舟盖在柱状透镜与双光纤头之间，压紧，并用UV枪迅速固化；将柱状透镜与双光纤头旋转180度，用同样的方式将另一个玻璃舟固定好；加温干燥将柱状透镜与双光纤头接触点胶固化。
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