CN201017076Y - 实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块。它具有基底和压板，在基底上刻蚀有平行等间距的矩形槽，在基底的矩形槽上放有微光纤，在微光纤上放有压板，基底与压板用紫外胶粘接成一体。所述的微光纤的直径为5～25微米。基底和压板的材料采用氟化镁。本实用新型的有益效果：1)实现了多路输出等间距密接排列的一维光点阵列；2)提高了激光照排系统中成像的精度；3)增加了焦深，降低了聚焦透镜的倍率和对胶片曝光时的位置精度的要求。

Description

实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块

技术领域

本实用新型涉及一种实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块。

背景技术

在激光照排机、激光光绘机以及直接制板机这一类激光扫描设备中，实现多路光扫描的一个主要方案是采用多个半导体激光器、多路光纤密排构造一个光点线阵列作为物平面，然后经过成像系统按一定比例成像在像平面(胶片表面)上，从而实现多路扫描。

然而由于普通光纤中光只在中心很小的区域内分布，例如一个典型的多模光纤尺寸是外径125微米，芯径(导光部分)为62.5微米，如果是单模光纤芯径只有8～10微米。即使光纤无间隙排列，密排阵列发出的光点之间也是分离的(参见图2)。以光纤阵列出光端面作为物平面，经过成像系统，在像平面上得到的光点也是分离的，这是不能满足扫描要求的。如果采用离焦的方法扩大像面光点直径，虽然可以弥和光点之间的间隙，但会牺牲光点的边缘质量。

为了解决这个问题，有的采用将光纤密排倾斜一定角度，通过电路上的延时来控制打点，使光点密排。这种方法是成功的，但是控制电路复杂，不能解决聚焦光点焦深短的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块。

它具有基底和压板，在基底上刻蚀有平行等间距的矩形槽，在基底的矩形槽上放有微光纤，在微光纤上放有压板，基底与压板用紫外胶粘接成一体。

所述的微光纤的直径为5～25微米。基底和压板的材料采用氟化镁。

本实用新型的有益效果：

1)实现了多路输出等间距密接排列的一维光点阵列；

2)提高了激光照排系统中成像的精度；

3)增加了焦深，降低了聚焦透镜的倍率和对胶片曝光时的位置精度的要求。

附图说明

图1是实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块的结构示意图；

图2是采用标准光纤密排时聚焦光点的分布示意图；

图3是采用微光纤密排时聚焦光点的分布示意图；

图4是采用微光纤密排时经过透镜聚焦后像面焦深示意图；

图5是采用标准单模光纤时镜头透镜聚焦后像面焦深示意图；

图6是本实用新型的微光纤密排阵列模块图。

具体实施方式

如图1所示，实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块具有基底1和压板2，在基底上刻蚀有平行等间距的矩形槽4，在基底的矩形槽上放有微光纤3，在微光纤上放有压板2，基底上压板用紫外胶5粘接成一体。所述的微光纤3的直径为5～25微米。基底1和压板2的材料采用氟化镁。

本实用新型为了解决现有激光照排机上采用标准光纤密排阵列中光点不能密接，而且由于相邻光纤间距大，需要大倍率聚焦透镜而引起焦深过短对曝光点位置要求过高的问题，提出了采用微光纤密排的方法。微光纤是标准单模光纤去除涂覆层后，在激光加热下拉制出来的直径在5～25微米左右的细光纤。微光纤的一端通过一个过渡区与标准单模光纤相连，标准光纤端通过通用的光纤接口与半导体激光器连接。在标准光纤中，光只在直径很小的光纤芯径中传输，芯径外围部分为折射率比芯径低的包层；而在微光纤中，光在整个微光纤直径范围内传输，微光纤周围空气层即为包层。如果微光纤直接与光纤或比光纤折射率高的材料接触，光能量会很容易耦合到与它接触的材料中去。

为了防止排列的相邻微光纤之间产生光能量耦合，相邻微光纤之间排列时需要保持一定的间隙d。间隙的大小为：

$d\≥\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\π}\·n_1\sqrt{{\sin }^2\mathrm{\θ}-{(n_2/n_1)}^2}}$

式中：λ为光在光纤中波长，n₁为光纤折射率，n₂为空气折射率，θ为光在光纤中的入射角。

为了让微光纤等间距排列，微光纤排列在刻蚀有矩形槽的氟化镁基片上，假设微光纤的直径为D，相邻微光纤的间隔为d，相邻矩形槽的间距为D+d。矩形槽通过光刻、等离子束刻蚀加工出来。排列好的微光纤阵列上端压上一块氟化镁薄片，氟化镁薄片通过紫外胶与下面的基板固定(如图1所示)。由于微光纤直径非常细，为了防止微光纤断裂，要将基板与标准光纤靠近过渡区部分通过紫外胶与底座固定(如图6所示)，形成一体。

如果采用常规方法用标准光纤紧密排列，相邻光纤中心距离为125微米，如果胶片的分辨率要求为2540dpi，则密排光纤光点阵列成像到胶片上需要的成像透镜的倍率为12.5倍。透镜倍率越大，焦深就越短；如果使用12.5倍的成像透镜对胶片的位置要求很高，实用困难(如图5所示)。如果采用直径为20微米的微光纤密排，相邻微光纤间隔微4微米，相邻微光纤中心距离为24微米，如果胶片的分辨率要求为2540dpi，则从密排微光纤阵列端面到胶片的成像透镜的倍率为2.4倍，透镜的倍率大大缩小，焦深大大增加(如图4所示)，对聚焦透镜到胶片的位置精度的要求大大降低。

实施例：

1)将单模光纤剥去涂附层；

2)将大功率的激光通过聚焦镜会聚到光纤上，激光产生的热使光纤融化，通过拉伸光纤得直径为10微米的微光纤；

3)在氟化镁基板上通过光刻、等离子束蚀刻出相邻间隔为13微米，宽度为8微米，深度为5微米平行的矩形槽，将微光纤水平平行排列在基板上的矩形槽内，在微光纤阵列上面盖上氟化镁薄板，氟化镁薄板与基板间通过紫外胶固定，如图1所示；

4)将氟化镁基片与标准光纤靠近过渡区部分用紫外胶与底座固定，标准光纤端部接上与半导体激光器连接的FC接口(如图6所示)；

5)步骤2)中调节激光会聚点与被加热光纤之间的距离获得直径不同的微光纤。

Claims (3)

1.一种实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块，其特征在于，它具有基底(1)和压板(2)，在基底上刻蚀有平行等间距的矩形槽(4)，在基底的矩形槽上依次放有微光纤(3)，在微光纤上放有压板(2)，基底与压板用紫外胶(5)粘接成一体。

2.根据权利要求1所述的一种实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块，其特征在于所述的微光纤(3)的直径为5～25微米。

3.根据权利要求1所述的一种实现等间距密接排列的一维光点阵列的光纤密排模块，其特征在于所述的基底(1)和压板(2)的材料采用氟化镁。

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