CN1288466C - 光纤排列装置及用该排列装置制成的光纤阵列 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤排列装置及用该排列装置制成的光纤阵列。可容易地制成具有彼此大致平行排列且相互间有预定间距的多根光纤的光纤阵列。该排列装置包括：基板，具有形成在该基板一个表面上彼此大致平行且具有预定间距的多个隆起；和盖件，具有形成在该盖件一个表面上彼此大致平行且具有预定间距的多个隆起。基板隆起的宽度和盖件隆起的宽度设定成在基板隆起和盖件隆起彼此啮合时，盖件相对于基板沿大致垂直于隆起的方向可移动，盖件沿大致垂直于隆起的方向的滑动促使每根光纤被夹在、定位并保持在基板各隆起的壁面与各盖件相应隆起的壁面之间。

Description

光纤排列装置及 用该排列装置制成的光纤阵列

技术领域

本发明涉及一种由多根光纤组成的光纤阵列，其中这些光纤彼此大致平行且相互间具有预定间距地排列，更具体地，本发明涉及一种使光纤阵列易于制成的光纤排列装置(aligning implement)，及使用该排列装置制成的光纤阵列。

背景技术

已经知道，使用排列装置或元件来制作光纤阵列，该排列装置或元件用来排列彼此基本平行且相互间具有预定间隙的多根光纤。光纤阵列可用在例如能够传输和/或接收多个光信号的光学模块中，以将来自表面光发射型光学元件(诸如激光二极管)阵列的多个光信号传输到外电路、器件或装置等，或者将来自外电路、器件或装置等的多个光信号输入进表面光接收型光学元件(诸如光电二极管阵列)。另外，光纤阵列也用在光学连接器，或者用在将两个光纤阵列相互连接的情形中。

图1是一个显示现有技术光纤阵列的前视图，该光纤阵列由使用现有技术的光纤排列装置制成，图2是显示图1中现有技术光纤阵列一种情形的前视图，其中形成有V槽的基板和该光纤排列装置的盖件处于分离状态。用于这种光纤阵列的光纤排列装置10包括形成有V槽的基板12和盖件13，在具有大致矩形或方形平面形状的基板(例如单晶硅基板)的一个表面(在图中是顶面)上形成有多个(在本例中是8)基本彼此平行且相互间具有预定间距的V槽14(每一个都具有V形的截面)，盖件13具有大致矩形或方形的平面形状，其安装在形成有V槽的基板12的顶面上。

多个(在本例中是8个)光纤11分别设置在形成有V槽的基板12的相应V槽14中，盖件13安装和固定在形成有V槽的基板12的顶面上，使盖件13覆盖V槽14的表面。从而，如图1所示，每根光纤11定位且固定于相应V槽14内，且该多根光纤11以预定间距排列，由此制成光纤阵列。由于V槽14被高精度地排列和成型，因此定位且固定在各个V槽14内的多根光纤11就能以预定间距且高精度排列。此外，一般地，在使用粘合剂将外表面具有护套或外套的光纤11固定在形成有V槽的基板12上时，用流向形成有V槽的基板12的V槽14和盖件13的粘合剂将盖件1 3与光纤11一道粘合并固定在形成有V槽的基板12上。可以使用其它任何手段将盖件13固定在形成有V槽的基板12上，这是无需赘述的。

接下来，参考图3至5详细描述一种上述光纤阵列的制作方法。图3是显示图1和图2中形成有V槽的基板12的平面图；图4是显示光纤11已经在图3所示形成有V槽的基板12上的排列状态的平面图；图5的平面图显示盖件13已经安装在形成有V槽的基板12上，使盖件13覆盖形成有V槽的基板12的V槽14的表面。如图3所示，在该例中，形成有V槽的基板12是一个具有大致方形平面的板状基板，在其大致中心部分上形成有从其上部边缘线性延伸至下部边缘的梯状部分15，且在该线形梯状部分15的两侧均形成有厚度(高度)彼此不同的两个区域。每个区域在平面内都具有大致矩形形状。在图示的例子中，在平面内均具有矩形形状的两个区域12L和12R分别形成在梯状部分15的左侧和右侧，相互间具有预定间距的多个(在此例中是八个)V槽14高精度地形成在左侧区域12L上。该形成有V槽的基板12其右侧区域12R的厚度小于形成有V槽14的左侧区域12L的。

在形成有V槽的基板12的左侧区域12L和右侧区域12R之间存在着厚度或高度不同的原因是为使每根光纤11都能接触到相应V槽的两壁表面以将光纤11紧密定位并固定在相应V槽14内，如图1和2所示。正如图4和5所示，由于只有光纤(具有线芯和覆盖线芯外表面的包层)设置在V槽14内，因此当V槽14的表面覆盖盖件13时，光纤11很难被紧密地定位并固定在相应的V槽14内，除非形成有V槽的基板12右侧区域12R的厚度小于左侧区域12L的(即除非右侧区域12R的高度低于左侧区域12L的)，其中包覆光纤11且具有较大直径的护套(外套)11B置于右侧区域12R上。因此，优选的是，将该形成有V槽的基板12的左侧区域12L和右侧区域12R的厚度差或高度差设置为等于或些微大于光纤11和外套11B的直径差。

如图4所示，将光纤11分别设置在图3所示的形成有V槽的基板12的相应V槽14内，同时将光纤11的外套11B设置在右侧区域12R上，然后排列光纤11。接下来，如图5所示，将盖件13安装在该形成有V槽的基板12的左侧区域12L上，使得盖件13覆盖形成有V槽的基板12的V槽14的表面，然后用粘合剂将盖件固定在基板12上。其后，切断并移除光纤11伸出左侧区域12L端面的部分，从而制成光纤阵列。

而且，在已经切断光纤11的伸出部分之后，优选的是研磨并抛光光纤11的端面。在这种情形下，该形成有V槽的基板12左侧区域12L的端面(V槽14的端面)和盖件13的端面可以与光纤11的端面一道被研磨并抛光。

如果使用像上述现有技术那样的形成有V槽的基板12来制造光纤阵列，则就需要一个接一个地将光纤11放置在形成有V槽的基板12其相应的V槽14内，而且需要高精度地将光纤11的外套11B排列在形成有V槽的基板12上。由于每个V槽14的宽度都非常窄，且每根光纤11的直径很小，从而上述工作非常复杂麻烦，因此就存在着要花费大量时间而且还需要熟练技术这样的问题。

另一方面，例如在日本专利申请公开NO.02-26395(26395/1990)中描述了另一种现有技术的光纤排列装置。与上述现有技术用于将多根光纤排列成一排的排列装置不同，这种现有技术排列装置用来将多根光纤排列成多排。参考图6至8，将简要说明该披露在日本专利申请公开NO.02-26395中的现有技术排列装置。

如图6所示，在这种现有技术光纤排列装置中，提供一个定位板20，在该定位板20中以矩阵方式(在此例中，是一个4×8矩阵)形成有穿过基板22的多个通孔21，每个通孔21都具有大致菱形的截面，基板22的平面大致为矩形的形状。该光纤排列装置是通过使用两个定位板20来构造的。如图7所示，将该两个定位板20A和20B的一个放置在另一个之上，两个定位板20A和20B的菱形通孔21A和21B(图8)彼此对准，然后将光纤11插进相应的通孔21A和21B中且一根光纤插入一个孔。随后，如图8中箭头23所示，例如将前侧定位板20A沿连接每个通孔21B其两个相对锐角的对角线的延长方向移动。从而，每根光纤11保持在前侧定位板20A每个通孔21A的壁面之间，形成每个通孔21A的两个锐角中一个角的壁面之间，后侧定位板20B对应通孔21B的壁面之间，形成每个通孔21B两个相对锐角的壁面之间，如图8所示。因此，该32根光纤11能排列成四排，即矩阵4×8，每排有八根光纤。如果使用一个其中多个通孔21穿过基板22形成一行的定位板，也可将多根光纤11排列成一行，其中的每个通孔21都具有大致菱形的截面，基板22具有大致矩形的平面。

在采用上述日本专利申请公开NO.02-26395的两个定位板来将多根光纤排列成一排或多排的情形下，仅需将多根光纤插入两个定位板的具有大致菱形形状的对应通孔即可，该两个定位板的一个置于另一个之上。因此，不必要像上述第一现有技术那样一个接一个的将光纤高精度地排列在形成有V槽的基板上。从而，也不需要进行非常复杂、麻烦且费时的工作，而且也不需要熟练的技术。因此，可以相对容易地排列多根光纤。

然而，在上述日本专利申请公开NO.02-26395披露的这种现有技术中，两个定位板从光纤侧面沿轴向对每根光纤不同的位置施加有相反方向的压力，也即，对每根光纤施加有一对压力。结果，例如由于这对压力的弯矩而使光纤末端偏离或偏斜，就会出现不能高精度地实现光纤定位的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光纤排列装置，借助于该排列装置，可以容易地以高精度使多根光线彼此对齐。

本发明的另一个目的是提供一种通过使用上述光纤排列装置制成的、具有高精度的光纤阵列。

为了实现前述目的，在本发明的第一个方面，提供一种用于排列多根光纤的光纤排列装置，其适于用在光纤阵列中，光纤阵列具有彼此大致平行排列且相互间有预定间距的多根光纤，排列装置包括：基板，其具有形成在该基板一个表面上并且彼此大致平行排列且具有预定间距的多个隆起；和盖件，其具有形成在该盖件一个表面上并且彼此大致平行排列且具有预定间距的多个隆起，所述一个表面与基板的所述隆起相对；至少一个导槽，其沿大致垂直于所述隆起的方向形成在所述基板或所述盖件的其中一个上；和至少一个突起，其形成在所述基板或所述盖件的其中另一个上而且装入所述导槽中并受导槽引导，其中形成在所述基板的相邻隆起之间的每个间隔的宽度和形成在所述盖件的相邻隆起之间的每个间隔的宽度被设定为这样的值，使得在基板的隆起和盖件的隆起彼此啮合之后，盖件相对于基板沿大致垂直于隆起的方向移动一定距离；所述基板和所述盖件设置成在基板的隆起和盖件的隆起彼此啮合时，盖件通过导槽和装入导槽中的突起而沿大致垂直于隆起的方向相对于基板的滑动使得每根光纤被夹在、定位并保持在基板各隆起的壁面与盖件各相应隆起的壁面之间。

在一个优选实施例中，基板的一个表面设置成其一侧的厚度大于其另一侧的厚度，隆起形成在该较厚的侧面上，每根都具有护套的光纤置于该较薄侧面上。

在另一个优选实施例中，至少一个导槽沿大致垂直于隆起的方向形成在基板或盖件的其中一个上，而且被装入导槽中并被导槽引导的至少一个突起形成在基板或盖件的另一个上。

基板和盖件可以通过对硅基板进行干式蚀刻来形成。或者，基板和盖件可以通过对硅基板进行干式蚀刻来形成。

在本发明的第二方面，提供一种包括前述光纤排列装置的光纤阵列。

在如上的结构中，每根光纤仅放置在对基板相邻隆起间的光纤来说具有相对充足地方的空间内，并且不需要精确地排列光纤。从而，将光纤置于基板上的工作就变得非常容易，而且可以大大缩短工作时间。因此工作效率显著提高。另外，盖件的隆起和基板的隆起只是彼此啮合，使得每根光纤定位在盖件的一个隆起与基板相应的一个隆起之间，并通过滑动盖件来固定和保持各光纤，从而在两隆起的两个壁面之间夹住每根光纤。因此，每根光纤在沿轴向的相同位置处被施加推力或压力。基于此，光纤可被稳定地定位、保持并高精度地排列。

附图说明

图1是显示使用现有技术的光纤排列装置制成的现有技术光纤阵列的前视图；

图2是显示图1中现有技术光纤阵列其形成有V槽的基板与排列装置的盖件处于相分离状态的前视图；

图3是显示图1和2中形成有V槽的基板的平面图；

图4是显示多根光纤处于已被设置且排列在图3所示该形成有V槽的基板上的状态的平面图；

图5是显示盖件已经安装在图4所示形成有V槽的基板上的状态的平面图；

图6是图解作为另一种现有技术其光纤排列装置一个部件的定位板的透视图；

图7是显示通过使用图6所示的两个定位板、多根光纤已经排列成多行的状态的透视图；

图8图解说明光纤被两个通孔定位并保持的方式，其中的每个通孔都具有大致菱形形状的截面；

图9是显示使用依照本发明第一实施例的光纤排列装置制成的本发明的光纤阵列的透视图；

图10A、10B和10C是说明图9中光纤阵列制作过程的前视图；

图11A、11B和11C是说明图9中光纤阵列制作过程的平面图；

图12显示依照本发明第二实施例的排列装置的基板，其中图12A是该基板的平面图，图12B是图12A的左侧视图，图12C是图12A的底部侧视图；

图13显示依照本发明第二实施例的排列装置的盖件，其中图13A是该盖件的平面图，图13B是图13A的左侧视图，图13C是图13A的底部侧视图；

图14A、14B和14C是说明使用依照本发明第三实施例的光纤排列装置制成的本发明的光纤阵列其制作过程的前视图；

图15A是显示依照本发明第四实施例的光纤排列装置的盖件和排列装置的基板处于分离状态的前视图，图15B是图15A的右侧视图；

图16A是显示依照本发明第四实施例的光纤排列装置的盖件和排列装置的基板处于彼此啮合状态的前视图，图16B是图16A的右侧视图；

图17A至17G是用来说明图15A和16A所示的光纤排列装置的基板制作过程的前视图；

图18A至18G分别是图17A至17G的右侧视图；

图19A至19D是说明图15A和16A中光纤排列装置的盖件制作过程的前视图；

图20A至20D分别是图19A至19D的右侧视图。

具体实施方式

现在，参看图9至20来详细说明本发明的优选实施例。但是，本发明也可以以许多其他形式实施，从而不应将本发明限制为下述的这些实施例；相反地，所提供的这些实施例仅在于为了使本发明的公开比较详尽和比较充分，并向本领域技术人员完全提供本发明的范围。

首先，将参看图9至11详细描述依照本发明第一实施例的光纤排列装置以及使用该第一实施例的光纤排列装置制成的本发明的光纤阵列。

图9是显示使用本发明第一实施例的光纤排列装置制成的本发明的光纤阵列的透视图；图10A、10B和10C是说明图9中所示光纤阵列制作过程的前视图；图11A、11B和11C是说明图9中所示光纤阵列制作过程的平面图。此外，在图9至11中，对应于图1至5中的元件、部件和部分将用相同的附图标记表示，除非必要，将省略对其的描述。

该第一实施例的光纤排列装置30包括具有大致矩形平面的盖件32和具有大致矩形或方形平面的基板31。如图11A所示，在该实施例中，基板31是具有大致方形平面的板状部件，在该基板31的一个表面(该实施例中是顶面)的大致中心部分上形成有从其顶端向其底端线性延伸的梯状部分35，以使在该线性梯状部分35的两侧(图中的左侧和右侧)形成有厚度(高度)彼此不同的第一区域31L和第二区域31R。每个区域31L和31R在平面内都具有大致矩形的形状。在该具有大致平面矩形且处于梯状部分35一侧的第一区域31L之上高精度地形成有多个(本例中是8个)彼此平行且相互间具有预定间距的隆起或肋33。这些隆起33从第一区域31L主侧面的边缘向处于梯状部分35另一侧的第二区域31R延伸。隆起33的间距设定等于要制作的光纤阵列中光纤的间距。各隆起33都具有大致矩形的截面，直立于基板31的顶面，并延伸至接近梯状部分35的位置处。

光纤11分别置于在该第一区域31L相邻隆起33间形成的狭长间隔上。而且，在本例中，形成在第一区域31L上隆起33中的图10A中最左侧的隆起33E(图11A中最上面的隆起33E)通过使在该最左侧隆起33E的外部留有一个狭长区域(位于该最左侧隆起33E和该第一区域31L一端之间)而形成在第一区域31L的一个位置上，该狭长区域具有的宽度足以在其上放置一根光纤。从而，光纤11放置在该隆起33E外侧留有的狭长区域上。因此，在基板31上放置等于隆起33数目的光纤11。

光纤11在基板31上从位于梯状部分35另一侧的具有大致矩形平面的第二区域31R向位于梯状部分35一侧的第一区域31L延伸，具有护套或外套11B的光纤11置于第二区域31R上。基于此，类似于上述第一种现有技术，该第二区域31R的厚度应小于(或高度应低于)第一区域31L的。优选的是基板31第一区域31L和第二区域31R之间的厚度差或高度差被设定等于或稍微大于光纤11直径和外套11B直径之差。

盖件32是具有大致矩形平面的板状部件，如图9、11B和11C所示，并安装在基板31上，使盖件32覆盖基板31第一区域31L的顶面。因此，正如从图11B和11C可以看出的，盖件32的平面尺寸大致等于基板31第一区域31L的尺寸。

盖件32具有多个(本例中是8)高精度地形成在其底面的隆起或肋34，这些隆起或肋彼此平行且具有与基板31的隆起33相同的间距。这些隆起34从盖件32一个主侧面的边缘向盖件32另一个主侧面的边缘延伸。各隆起34都具有大致矩形的截面，直立于盖件32的底面，且延伸至接近该另一个主侧面边缘的位置。正如从图10A可以看出的，在这些形成在盖件32的隆起34中，位于盖件32端部位置处的隆起34E是通过使在隆起34E的外侧留有一个狭长区域来形成在盖件32的一个位置上的，其中隆起34E与在基板31一个端部位置上形成的隆起33E相对，狭长区域具有的面积大致等于基板31上形成在其一个端部位置处的隆起33E外留有的狭长区域的面积。

基板31各隆起33的高度和宽度大致等于盖件32各隆起34的高度和宽度，且其高度尺寸被设置成大致等于光纤11直径。原因如图9、10B和10C所示，当盖件32的隆起34与基板31的隆起33啮合时，光纤11接触盖件32的底面和基板31的顶面。另外，基板31各隆起33的长度大致等于盖件32各隆起34的长度，相应地，相邻隆起34间形成的每个狭长间隔的长度和宽度也大致等于基板31相邻隆起33间形成的每个狭长间隔的长度和宽度。每个间隔的宽度依赖于光纤阵列的光纤间距，在本例中，该宽度被设定为大致等于光纤11直径的三倍。

现在，参看图10A至10C和图11A至11B描述一种采用上述构造的光纤排列装置30制作光纤阵列的方法。

首先，如图10A和11A所示，将光纤(具有线芯和包层)11置于基板31相邻隆起33之间的相应间隔内，一个间隔放置一根光纤，且将一根光纤置于基板31一端处隆起33E外的狭长区域上。在此情形中，将光纤11覆盖有外套11B的部分置于基板31的第二区域31R上。

接下来，将盖件32放置在基板31的第一区域31L上，然后将盖件32的隆起34与基板31的隆起33相啮合，使每根光纤11定位在盖件32的隆起34和基板32对应的隆起32之间，如图10B和11B所示。

然后，沿使每根光纤11在盖件32的隆起34和基板31对应隆起33之间被卡持的方向(在图10B中朝左侧)滑动盖件32，如图10B中箭头37所示。借助于盖件32的这种滑动，盖件32隆起34的壁面将每根光纤11向基板31对应隆起33的壁面按压，从而光纤11被分别夹在并保持在隆起34的壁面和隆起33的壁面之间，如图10C所示。

因此，每根光纤11在其两个侧面部分上被盖件32的隆起34的壁面和基板31的对应隆起33的壁面定位和固定，同时在其顶部和底部上被盖件32的底面和基板31的顶面定位和固定。结果，多根光纤11就以预定间距并以高精度排列。此外，每根光纤11都在轴向的相同位置处被施加了推力或压力。

在如上所述光纤11已经由光纤排列装置30定位和排列的状态下，如图9的虚线所示，从排列并置于基板31第二区域31R上光纤11的外套11B上面将例如粘合剂38施加在外套11B上。当将粘合剂38施加在外套11B上时，优选的是稍微倾斜基板31以使粘合剂38能朝基板31的第一区域31L流动。从而光纤11的外套11B粘合并固定在基板31上，而且粘合剂38向基板31的第一区域31L流动并进入基板31和盖件32之间，使得基板31和盖件32彼此粘合并固定，同时光纤11也被粘合并固定在基板31和盖件32上。作为粘合剂，例如可使用环氧系列的热固化粘合剂。无需说明的是，也可使用除粘合剂之外的其它手段来将光纤11的外套11B固定在31基板上，将基板31和盖件32彼此固定，以及将光纤11固定到基板31和盖件32上。

在使用如上所述构造的光纤排列装置30的情况下，正如从图11A中可以很容易理解那样，每根光纤11仅置于基板31相邻隆起33间的对光纤11来说相对充足的间隔内，而且不需要精确地排列光纤11。从而，与将多根光纤一根光纤一个槽地设置在V槽内的现有技术相比，将光纤11置于基板31上的工作就变得非常容易，因而可以大大减少工作时间。从而显著提高工作效率。另外，通过彼此啮合盖件32的隆起34和基板31的隆起33并相对基板31滑动盖件32定位并固定各个光纤11，使得每根光纤11设置在盖件32的一个隆起34和基板31对应的一个隆起33之间。因此，每根光纤11在轴向的相同位置处被施加推力或压力。由此，完全不会出现例如光纤末端偏移或偏斜的问题，从而可使光纤11高精度地定位、固定和排列。因此，采用该第一实施例的光纤排列元件，就能很容易地制成图9中所示具有高精度的光纤阵列。

此外，在该第一实施例中，基板31各隆起33的宽度和盖件32各隆起34的宽度设定为相同的尺寸和值。各隆起34的宽度和各隆起33的宽度被设定为这样的尺寸，以致于在盖件32和基板31已经结合在一起、使每根光纤11定位在盖件32的一个隆起34与基板31相应一个隆起44之间的情况下(即盖件32的隆起32和基板31的隆起33已经彼此啮合)，盖件32相对于基板31沿各光纤11被盖件32和基板31夹住及固定的方向是可移动的。例如，假定各隆起34的宽度和各隆起33的宽度设定为相同的值W，光纤11的排列间距为P，每根光纤11的直径是D，则各隆起33和34的宽度W可以被设定为满足下面不等式的一个值：

W＜(P-D)/2

在这种情况下，如果各隆起33和34的宽度W设定为由不等式W＜＜(P-D)/2定义的一个值，则基板31相邻隆起33之间的每个间距都可进一步地加宽(盖件32相邻隆起34之间的每个间距也进一步加宽)。因此，就得到一个优点：将光纤11置于基板3 1的工作变得更加容易。

将光纤11伸出光纤排列装置30端面的部分切断并移除以提供完成了的光纤阵列，如图9所示。优选的是，在光纤11的伸出部分被切断之后，研磨并抛光光纤11的端面。在这种情况下，可以将光纤排列装置30的端面(即盖件32的端面和基板31的端面)与光纤11的端面一道进行研磨和抛光。

此外，尽管没有表示，但也可以在每根光纤11伸出光纤排列装置30端面固定长度的状态下将光纤11伸出光纤排列装置30端面的部分切除，该光纤11固定长度的伸出部分置于基板的V槽内，且一个伸出部分放置在一个V槽内，基板V槽的间距等于光纤11的间距，从而光纤11耦合在基板上。

接下来，参看图12和13描述本发明第二实施例的光纤排列装置。

该第二实施例的光纤排列装置包括图12中显示的基板45和图13中显示的盖件46。该基板45是一个具有大致矩形平面的板状部件，如图12所示，类似于第一实施例中的基板31，在基板45的一个表面(本例中是顶面)的大致中心部分上形成有从其顶端向其底端线性延伸的梯状部分35，在该线性梯状部分35的两侧(图中的左侧和右侧)形成厚度(高度)彼此不同的第一区域45L和45R。该第一区域45L具有大致方形的平面，该第二区域45R具有大致矩形的平面。在该第一区域45L上高精度地形成有多个(在本例中是8)彼此平行且相互间具有预定间距的隆起或肋33。这些隆起33从第一区域45L的左边缘朝第二区域45R延伸。隆起33的间距被设定成等于要制成的光纤阵列其光纤的间距。各隆起33具有大致矩形的截面，直立于基板45的顶面，且延伸至接近梯状部分35的位置。另外，第二区域45R具有小于第一区域45L的厚度(即高度低于第一区域45L的)。

在该第二实施例中，在有八个隆起33排列且并置的大致为矩形区域的两侧在第一区域45L上形成有沿垂直于隆起33方向的狭长的第一和第二盖件安放部分43A和43B。该第一和第二盖件安放部分43A和43B与隆起33具有相同的高度和相同的长度。形成在图中上部的第一盖件安放部分43A的宽度大于形成在图中下部的第二盖件安放部分43B。在该第一和第二盖件安放部分43A和43B的大致中心部分上沿垂直于隆起33的方向分别形成有预定宽度的第一导槽41A和预定宽度的第二导槽41B。这些导槽41A和41B具有大致矩形或方形的截面。

盖件46是具有大致方形平面的板状部件，如图13A中所示，类似于第一实施例中的盖件32，它带有多个(本例中是8条)彼此平行且高精度地形成在其一个表面上的隆起或肋34，这些隆起或肋34具有与基板45的隆起33相同的间距。这些隆起34从图中盖件46的左边向相对该左边的右边延伸。各隆起34具有大致矩形的截面，直立于盖件46的底面，且延伸至接近右边的位置。

在这些隆起34排列且并置的大致为矩形的区域的两侧，沿垂直于隆起34的方向设置有狭长的第一和第二区域46A和46B。该第一和第二区域46A和46B具有大致相同的面积。在该第一和第二区域46A和46B的大致中心部分上沿垂直于隆起34的方向分别形成有第一突起42A和第二突起42B。该第一突起42A和第二突起42B具有与隆起34相同的高度。这些突起42A和42B具有大致矩形或方形截面。该第一突起42A的长度设定成大致等于基板45第二导槽41B的长度，其宽度设定为这样的值以致于第一突起42A能安装在基板45的第二导槽41B内且能沿垂直于隆起34的方向滑动。该第二突起42B的长度设定成大致等于基板45第一导槽41A的长度，其宽度设定为这样的值以致于第二突起42B能安装在基板45的第一导槽41A内且能沿垂直于隆起34的方向滑动。

这样，在该第一和第二导槽41A和41B设置在基板45上同时该第一和第二突起42A和42B设置在盖件46上的情况下，其中该第一和第二突起42A和42B分别可装入导槽41B和41A中且可沿垂直于隆起33或34的方向被引导，如同第一实施例，如果要将盖件46定位在基板45的第一区域45L上且装配盖件46和基板45，使得每根光纤定位在盖件46的隆起34和基板45相应的隆起33之间，那么就将盖件46的第二突起42B装入基板45的第一导槽41A内、将盖件46的第一突起42A装入基板45的第二导槽41B内。相应地，当沿每根光纤在盖件46的隆起34和基板45的相应隆起33之间被卡持的方向滑动盖件46时，盖件46的第一突起42A和第二突起42B就被基板45的第二和第一导槽41B和41A分别沿着垂直于隆起33或34的方向引导。也就是说，在基板45的隆起33和盖件46的隆起34之间保持平行的情况下，盖件46沿着垂直于隆起33或34的方向稳定地滑动。从而，光纤可靠并稳定地滑动，因此就获得了一个优点，即可以很可靠地用盖件46隆起34的剖面和基板45相应隆起33的壁面来进行光纤的定位和保持。

此外，无需说明，如果可以将第一和第二导槽41A和41B设置在盖件46上、将分别装入导槽41B和41A中且沿垂直于隆起33或34的方向引导盖件46的第一和第二突起42A和42B设置在基板45上，那么也可获得相同的功能和效果。另外，导槽和突起的数目并不仅限于两个。

图14A至14C是说明由本发明第三实施例的光纤排列装置所制成的本发明的光纤阵列制作方法的前视图。该第三实施例的光纤排列装置50包括基板51和盖件52，该基板51是一个大致为矩形或方形平面的板状部件，该盖件52是一个大致为矩形平面的板状部件，类似于第一实施例。该光纤排列装置50可以是除了多个具有大致等腰梯形截面的隆起或肋33形成在基板51上和多个具有大致等腰梯形截面的隆起或肋34形成在盖件52上以外，具有与参考图9至11所述第一实施例相同构造、相同结构及相同外形的光纤排列装置，因此，省略了对其详细的描述。

如上所述，在多个具有大致等腰梯形、梯形或三角形截面的隆起或肋33和34形成在基板51和盖件52上的情形下，如图14B中所示，盖件52的隆起34也能与基板51的隆起33相结合，使得每根光纤11定位在盖件52的隆起34与基板51的相应隆起33之间。另外，由于盖件52隆起34的倾斜壁面和基板51对应隆起33的倾斜壁面彼此大致平行，因此当盖件52沿图中箭头37所示方向滑动时，每根光纤11就被盖件52各隆起34的倾斜壁面向着基板51对应隆起33的倾斜壁面移动，从而紧紧地夹在且保持在图14C所示的这些倾斜壁面之间。因此，类似于第一实施例，通过使用该第三实施例的光纤排列装置50，就能高精度地定位、保持并排列多根光纤11。从而，如果使用该第三实施例的光纤排列装置50，就能够很容易地以高精度制作出图14C所示的光纤阵列。

上述的形成有大致等腰梯形截面的隆起33的基板51和其上形成有为大致等腰梯形截面的隆起34的盖件52可以很容易制作，例如通过对单晶硅基板进行各向异性湿式蚀刻来制作。

图15和16显示本发明第四实施例的光纤排列装置，包括上述第三实施例中的基板51和盖件52，除了基板51具有对应于第二实施例中第一和第二导槽41A和41B的第一和第二导槽53A和53B(图中看不到53A)及盖件52具有设置在其上的第一和第二突起55A和55B(对应于第二实施例中的第一和第二盖件突起42A和42B)，该第一和第二突起55A和55B装入第二和第一导槽53B和53A中并被导向垂直于隆起33或34的方向，该第一和第二导槽53A和53B设置在基板51的第一和第二盖件安放部分54A和54B上(对应于第二实施例中的第一和第二盖件安放部分43A和43B)。图15A是显示该第四实施例光纤排列装置60的前视图，其包括在其上形成有导槽53A和53B的基板51及在其上形成有突起55A和55B的盖件52，其中盖件52和基板51处于分离的状态，图15B是图15A的右侧视图。图16A是显示该第四实施例的光纤排列装置60的盖件52和基板51处于彼此啮合状态的前视图，图16B是图16A的右侧视图。而且，在图15B和16B中，附图标记35表示一个大致形成在基板51中心部分上且从其上部边缘向下部边缘线性延伸的梯状部分，类似于第一、第二和第三实施例。

在上述第四实施例的构造下，很明显，可以获得与第二实施例相同的优点，从而省略了对其说明。而且，在该第四实施例中，无需说明，如果该第一和第二导槽53A和53B可以设置在盖件52上、分别装入导槽53B和53A内且沿垂直于隆起33或34的方向引导盖件52的第一和第二突起55A和55B设置在基板51上，也可以获得相同的功能和效果。另外，导槽的数目和突起的数目并不限于两个。

通过例如对单晶硅基板进行各向异性湿式蚀刻，可以很容易地以高精度制成该第四实施例光纤排列装置60的基板51和盖件52。首先，将参考图17和18描述一种制作基板51的方法。

图17A至17G是说明图15A和16A中所示的光纤排列装置60其基板51制作过程的前视图，图18A至18G分别是图17A至17G的右侧视图。

如图17A和18A所示，准备一个大致为矩形或方形平面的板状单晶硅基板62，在其顶面上形成有一层氧化膜(热氧化膜)61。接下来，采用光刻技术蚀刻该硅基板62顶面上的氧化膜61，除去对应于硅基板62上放置光纤11护套(外套)11B(参看图9和11)的区域的该氧化膜61的一部分，如图17B和18B所示。

之后，将剩余的氧化膜61作为掩模采用各向异性湿式蚀刻来蚀刻硅基板62。结果，如图17C和18C所示，未覆盖有氧化膜61的硅基板62部分被蚀刻且移除一预定的厚度，从而形成梯状部分35和放置光纤11外套11B的区域51R(一个位于图15B中梯状部分35右侧上、大致为矩形或方形平面的较薄区域)。

在移除硅基板62顶面上的剩余氧化膜61后，如图17D和18D所示，再次在硅基板62所有的顶面上形成氧化膜63。然后，采用光刻技术蚀刻硅基板62顶面上的氧化膜63，留出氧化膜62对应于硅基板62上形成隆起33和形成第一及第二盖件安放部分54A和54B的部分，如图17E和18E所示。在此蚀刻中，如图18E所示，氧化膜63对应于第一和第二盖件安放部分54A和54B中心部分区域的部分被移除，其中第一和第二导槽53A和53B在该第一和第二盖件安放部分54A和54B中形成。也就是说，对氧化膜63进行构图，以留出氧化膜63对应于隆起33和第一及第二盖件安放部分54A、54B形状或图案的部分。

接下来，将已构图的(剩余的)氧化膜63作为掩模采用各向异性湿式蚀刻来蚀刻硅基板62。结果，如图17F和18F所示，高精度地形成彼此平行排列的多个条(本例中是8条)隆起33，各隆起33具有大致等腰梯形的截面，第一和第二盖件安装部分54A和54B每一个都具有大致矩形的平面，而且第一和第二导槽53A和53B(图中导槽53B并不能看到)每一个都具有大致等腰梯形的截面。

随后，移除硅基板62顶面上剩余的氧化膜63。结果，得到图17G和18G所示的基板51。而且，在实践中，可以借助于上述的制作过程在硅基板上同时制成很多个基板51，随后将其切割分离成单个的片(基板51)。

接下来，将参看图19和20来描述盖件52的制成方法。而且，为了同盖件52的使用相一致，在图19和20中，在其上要形成隆起34和第一及第二突起55A和55B的表面在这些图中被显示为盖件52的底面。

首先，如图19A和20A所示，准备一个大致为矩形或方形平面的板状单晶硅基板65，在该硅基板65的表面(图中的底面)上形成有氧化膜64。接下来，采用光刻技术蚀刻硅基板65底面上的氧化膜64，留出氧化膜64上对应于硅基板65上要形成隆起34和第一及第二突起55A、55B的区域的部分，如图19B和20B所示。也就是说，对氧化膜64进行构图，以留出氧化膜64对应于隆起34和第一及第二突起55A和55B的形状或图案的部分。

接下来，将已构图的(剩余的)氧化膜64作为掩模采用各向异性湿式蚀刻来蚀刻硅基板65。结果，如图19C和20C所示，高精度地形成多条(本例中是8)彼此平行排列的隆起34，各隆起具有大致为等腰梯形的截面，该第一和第二突起55A和55B每一个都具有大致为等腰梯形的截面。

随后，移除硅基板65顶面上的剩余氧化膜64。结果，得到图19D和20D中所示的盖件52。此外，在制作盖件52时，实践中，也可以借助于上述的制作过程在硅基板上同时制成多个盖件52，随后将其切割分离成单个的片(盖件52)。

如上所述，在使用单晶硅基板并采用光刻技术和各向异性湿式蚀刻来制作基板51和盖件52时，很容易就能以高精度形成彼此平行且具有预定间距的多个隆起33和34。而且，还能获得一个优点，即在形成隆起33和34的同时，可以很容易地以高精度形成第一和第二导槽53A、53B及第一和第二突起55A和55B。

此外，如上所述，也可以采用单晶硅基板来制造图12中显示的基板45，其具有大致为矩形截面的多个隆起33、大致为矩形截面的第一和第二导槽41A和41B、以及图13中所示的具有大致为矩形截面的多个隆起34的盖件46、大致为矩形截面的第一和第二突起42A和42B。在这种情况下，优选的是，每一个都具有垂直于基板表面的侧面(侧壁)的隆起33和34以及每一个都具有垂直于基板表面的侧面(侧壁)的突起42A和42B等通过对单晶硅基板进行干式蚀刻形成。如上，可以采用干式蚀刻、深度RIE(活性离子蚀刻)技术。

另外，不使用硅基板也可制出图12所示的基板45和图13所示的盖件46，例如通过使用如不锈钢等的金属并切割该金属来制成。

如从前述说明中可明显看出的，对于本发明的光纤排列装置，每根光纤都仅放置在对基板相邻隆起间的光纤来说具有相对充足地方的空间内，并且不需要精确地排列光纤。因此，不再需要如现有技术那样的将多根光纤一根光纤一个槽地放置在V槽内且要进行精确排列这样非常复杂而又麻烦还需要熟练技术的工作。从而，将光纤置于基板上的工作就变得非常容易，而且可以大大缩短工作时间，因此这就产生显著提高工作效率的优点。

另外，盖件的隆起和基板的隆起彼此啮合，使得每根光纤定位在盖件的一个隆起与基板相应的一个隆起之间，并通过使盖件相对基板进行滑动来固定和保持每根光纤，从而在两隆起的两个壁面之间夹住每根光纤。因此，每根光纤具有在轴向的相同位置处被施加的推力或压力。基于这个原因，光纤可被稳定地定位、保持并高精度地排列。从而，通过使用本发明的光纤排列装置，可获得容易地高精度制成光纤阵列的优点。

尽管已经参考显示的、作为示例的优选实施例描述了本发明，但是应当明白，对本领域的技术人员来说，只要不脱离本发明的精神和范围，可以对上述的实施例作出各种更改、修改、改变和/或小的改进。因此，应当理解，本发明并不限于这些图解的实施例，而是包括所有落入由所附权利要求限定的本发明范围内的这些更改、修改、改变和/或小的改进。

Claims (14)

1.一种光纤排列装置，用于排列多根光纤，其用于具有彼此大致平行排列且相互间有预定间距的多根光纤的光纤阵列中，所述排列装置包括：

基板，其具有形成在该基板一个表面上并且彼此大致平行排列且具有所述预定间距的多个隆起；

盖件，其具有形成在该盖件一个表面上并且彼此大致平行排列且具有所述预定间距的多个隆起，所述一个表面与基板的所述隆起相对；

至少一个导槽，其沿大致垂直于所述隆起的方向形成在所述基板或所述盖件的其中任一个上；和

至少一个突起，其形成在所述基板或所述盖件的其中另一个上而且装入所述导槽中并受导槽引导，其中

形成在所述基板的相邻隆起之间的每个间隔的宽度和形成在所述盖件的相邻隆起之间的每个间隔的宽度被设定为这样的值，使得在基板的隆起和盖件的隆起彼此啮合之后，盖件相对于基板沿大致垂直于隆起的方向移动一定距离；和

所述基板和所述盖件设置成在基板的隆起和盖件的隆起彼此啮合时，盖件通过导槽和装入导槽中的突起而沿大致垂直于隆起的方向相对于基板的滑动使得每根光纤被夹在、定位并保持在基板各隆起的壁面与盖件各相应隆起的壁面之间。

2.如权利要求1所述的光纤排列装置，其中所述基板的一个表面设置成其一侧的厚度大于其另一侧的厚度，所述隆起形成在该较厚的侧面上，每根都具有护套的光纤置于该较薄侧面上。

3.如权利要求1所述的光纤排列装置，其中所述基板和所述盖件均是通过对硅基板进行各向异性湿式蚀刻而形成的。

4.如权利要求2所述的光纤排列装置，其中所述基板和所述盖件均是通过对硅基板进行各向异性湿式蚀刻而形成的。

5.如权利要求1所述的光纤排列装置，其中所述基板和所述盖件均是通过对硅基板进行干式蚀刻而形成的。

6.如权利要求2所述的光纤排列装置，其中所述基板和所述盖件均是通过对硅基板进行干式蚀刻而形成的。

7.如权利要求1所述的光纤排列装置，其中形成在所述基板的相邻隆起之间的每个间隔的宽度和形成在所述盖件的相邻隆起之间的每个间隔的宽度被设定的值大约等于光纤的直径的三倍。

8.一种光纤阵列，包括如权利要求1所述的光纤排列装置。

9.一种光纤阵列，包括如权利要求2所述的光纤排列装置。

10.一种光纤阵列，包括如权利要求3所述的光纤排列装置。

11.一种光纤阵列，包括如权利要求4所述的光纤排列装置。

12.一种光纤阵列，包括如权利要求5所述的光纤排列装置。

13.一种光纤阵列，包括如权利要求6所述的光纤排列装置。

14.一种光纤阵列，包括如权利要求7所述的光纤排列装置。

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