CN221465789U - 一种光纤阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤阵列，包括盖板、光纤组和基板，其中，盖板的第一侧设置有自其第一端向第二端延伸的多个凹槽，盖板的第二侧且靠近其第一端的位置对应所述多个凹槽设置有多个聚光透镜，光纤组中多个光纤的裸露端对应设置于所述多个凹槽；基板与盖板的第一侧配合，基板靠近盖板的第一端的一端设置有反射面，反射面用以将所述多个光纤的裸露端出射的光反射至盖板，且透过盖板出射至多个聚光透镜。本实用新型中当光线传播至盖板的聚光透镜区域并且穿过聚光透镜时，透镜会使得从该区域出射来的光线进行折射并且产生汇聚的效果，最后改变因为传播而变形的模场，提高耦合效率。

Description

一种光纤阵列

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，特别涉及一种光纤阵列。

背景技术

在实现高速大容量光传输的解决方案中，并行光收发模块作为其中一种实现方案，在技术和成本上具有很大的优势。并行光模块依靠通道的重复，获得高速率大容量的传输。特别是在如大型数据中心内部通信设备的背板与背板之间的互连、中短距数据中心与数据中心的数据传输等，并行光模块以其成本低、性能好、便于维护等优点获得了广泛的应用。

在并行光模块的光器件解决方案中，光发射组件(TX组件)使用的是边发射激光器(DFB、EA-DFB)，与并行光模块的光接口处在同一水平方向上，所以光发射组件在进行光学耦合时只需要在激光器与光纤端面所在的平面上加入对应的光无源件组件(如：准直器、透镜、隔离器等)即可。

光接收组件(RX组件)使用的是光敏二极管(Photo-Diode，PD)，其光敏面垂直向上与并行光模块的光接口处在垂直方向上，所以光接收组件在进行光学耦合时需要对入射至PD光敏面上的光进行光路转角；现有技术中的常用的做法是将光纤阵列研磨成全反射面(FA)来完成光学转角，在低速率应用时因为PD的光敏面较大，可以将FA与PD直接进行光学对准，但是面对高速率应用时，PD光敏面较小如果继续使用直接对准的方式那么会因为出射光的模场太大，模场的失配会极大的降低耦合效率并带来很高的损耗。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种光纤阵列，旨在提高耦合效率。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种光纤阵列，包括：

盖板，具有相对设置的第一侧和第二侧、以及相对设置的第一端和第二端，所述盖板的第一侧设置有自其第一端向第二端延伸的多个凹槽，所述盖板的第二侧且靠近其第一端的位置对应所述多个凹槽设置有多个聚光透镜；光纤组，包括多个光纤，多个所述光纤均具有裸露端，所述多个光纤的裸露端对应设置于所述多个凹槽；以及，

基板，与所述盖板的第一侧配合，所述基板靠近所述盖板的第一端的一端设置有反射面，所述反射面用以将所述多个光纤的裸露端出射的光反射至所述盖板，且透过所述盖板出射至所述多个聚光透镜。

可选地，所述反射面与第一侧之间的倾斜角度为40～50度。

可选地，所述聚光透镜的表面设置增透膜层。

可选地，所述聚光透镜为球透镜或非球透镜。

可选地，所述基板具有对应所述盖板的第一平台部、以及自所述第一平台部的一端向远离所述盖板的第一端方向延伸的第二平台部，其中，所述第一平台部在朝向所述盖板的方向上，呈突出于所述第二平台部设置。

可选地，所述第一平台部与第二平台部的高度差大于0.125mm。

可选地，所述第一平台部与第二平台部之间通过过渡斜面连接，所述过渡斜面与所述第二平台之间的夹角大于90℃。

可选地，所述盖板和基板的材质为透光玻璃、透光硅、透光陶瓷或光学塑料。

本实用新型提供的技术方案中，将聚光透镜集成于FA中，在光纤内部的光线会发生全反射，反射后朝向盖板方向传播，光线在盖板中会发散，当光线传播至盖板的聚光透镜区域并且穿过聚光透镜区域时，透镜会使得从该区域出射来的光线进行折射并且产生汇聚的效果，最后改变因为传播而变形的模场，提高耦合效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术一实施例的光纤阵列结构示意图；

图2为现有技术另一实施例的光纤阵列结构示意图；

图3为本实用新型提供的光纤阵列的一实施例的一个视角下的结构示意图；

图4为本实用新型提供的光纤阵列的一实施例的另一个视角下的结构示意图；

图5为本实用新型提供的光纤阵列的一实施例的另一个视角下的结构示意图；

图6为本实用新型提供的光纤阵列的一实施例中盖板的一个视角下的结构示意图；

图7为本实用新型提供的光纤阵列的一实施例中盖板的另一个视角下的结构示意图；

图8为本实用新型提供的光纤阵列的一实施例中基板的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	FA	2013	第一端
101	透镜	2014	第二端
				102	PD	2015	凹槽
200	光纤阵列	2016	聚光透镜
				201	盖板	2021	裸露端
202	光纤组	2031	第一平台部
				203	基板	2032	第二平台部
2011	第一侧	2033	过渡斜面
				2012	第二侧

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“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，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在并行光模块的光器件解决方案中，光发射组件(TX组件)使用的是边发射激光器(DFB、EA-DFB)，与并行光模块的光接口处在同一水平方向上，所以光发射组件在进行光学耦合时只需要在激光器与光纤端面所在的平面上加入对应的光无源件组件(如：准直器、透镜、隔离器等)即可。

光接收组件(RX组件)使用的是光敏二极管(Photo-Diode，PD)，其光敏面垂直向上与并行光模块的光接口处在垂直方向上，所以光接收组件在进行光学耦合时需要对入射至PD光敏面上的光进行光路转角。参见图1，现有技术中的常用的做法是将光纤阵列研磨成全反射面(FA)来完成光学转角，在低速率应用时因为PD的光敏面较大，可以将FA与PD直接进行光学对准，但是面对高速率应用时，PD光敏面较小如果继续使用直接对准的方式那么会因为出射光的模场太大，模场的失配会极大的降低耦合效率并带来很高的损耗。

参见图2，目前现有技术中采用在FA与PD的光路之间加入一个透镜，将从FA端出射的光斑进行整形后耦合进PD。该方式虽然能够解决这个问题，但需要付出较高的成本：

使用高精度贴片机来对PD进行无源贴装，有源耦合的方式调节FA与透镜、PD进行对准；但高精度贴片机价格昂贵，导致成本居高不下。

使用无源贴装的方式将透镜与FA固定，有源耦合的方式与PD进行对准；无源对准的方式虽然不需要投入很精密的设备，但是产出的成品率不可控。

鉴于此，本实用新型提供一种光纤阵列，图3至图8为本实用新型提供的一实施例。

请一并参阅图3至图8，所述光纤阵列200，包括盖板201、光纤组202和基板203，其中，盖板201具有相对设置的第一侧2011和第二侧2012、以及相对设置的第一端2013和第二端2014，所述盖板的第一侧2011设置有自其第一端2013向第二端2014延伸的多个凹槽2015，所述盖板的第二侧2012且靠近其第一端2013的位置对应所述多个凹槽2015设置有多个聚光透镜2016。

光纤组202包括多个光纤，多个所述光纤均具有裸露端2021，所述多个光纤的裸露端2021对应设置于所述多个凹槽2015。

基板203与所述盖板201的第一侧2011配合，所述基板203靠近所述盖板201的第一端2013的一端设置有反射面，所述反射面用以将所述多个光纤的裸露端出射的光反射至所述盖板201，且透过所述盖板201出射至所述多个聚光透镜2016。

由此，将聚光透镜2016集成于FA中，在光纤内部的光线会发生全反射，反射后朝向盖板201方向传播，光线在盖板201中会发散，当光线传播至盖板201的聚光透镜2016区域并且穿过聚光透镜2016区域时，透镜会使得从该区域出射来的光线进行折射并且产生汇聚的效果，最后改变因为传播而变形的模场，提高耦合效率。

需要说明的是，本实施例中光纤、基板203、盖板201固定之后将基板203以及光纤端面进行抛光，使得在所述光纤内部的光线发生全反射，反射后朝向带透镜盖板201方向传播。

考虑到光在介质中传播时的光学路径是可逆的，为了获得更好的回波损耗，更进一步的将反射面反射面设置为40°～50°之间。优选的，反射面为45°倾斜的光学平面。反射面用以使光纤中的光线传播至反射面后向盖板201反向进行反射，穿过聚光透镜2016后形成汇聚的光斑从而达到模场整形的目的。

在一些实施例中，所述聚光透镜2016的表面设置增透膜层，从而可以增加光线的透过率。

在一些实施例中，所述聚光透镜2016为球透镜或非球透镜。本实施例对此不具体限定，只要其能够满足将光纤进行汇聚的功能即可。聚光透镜2016的成型方式可以为刻蚀成型、模压成型、纳米压印成型等。

在一些实施例中，所述基板203具有对应所述盖板201的第一平台部2031、以及自所述第一平台部2031的一端向远离所述盖板201的第一端2013方向延伸的第二平台部2032，其中，所述第一平台部2031在朝向所述盖板201的方向上，呈突出于所述第二平台部2032设置。

进一步地，所述第一平台部2031与第二平台部2032的高度差大于0.125mm。所述第一平台部2031与第二平台部2032之间通过过渡斜面2033连接，所述过渡斜面2033与所述第二平台之间的夹角大于90℃。

在一些实施例中，所述盖板201和基板203的材质为透光玻璃、透光硅、透光陶瓷或光学塑料，从而使得光能够在盖板201中进行传播。

本实施例中，将若干剥开了涂覆层的裸露的光纤对应的放置在盖板201的凹槽2015中，基板203与盖板201将若干光纤夹住，然后使用粘合剂将基板203的第一平台部2031与盖板201进行固定，得到光纤阵列200。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种光纤阵列，其特征在于，包括：

盖板，具有相对设置的第一侧和第二侧、以及相对设置的第一端和第二端，所述盖板的第一侧设置有自其第一端向第二端延伸的多个凹槽，所述盖板的第二侧且靠近其第一端的位置对应所述多个凹槽设置有多个聚光透镜；

光纤组，包括多个光纤，多个所述光纤均具有裸露端，所述多个光纤的裸露端对应设置于所述多个凹槽；以及，

基板，与所述盖板的第一侧配合，所述基板靠近所述盖板的第一端的一端设置有反射面，所述反射面用以将所述多个光纤的裸露端出射的光反射至所述盖板，且透过所述盖板出射至所述多个聚光透镜。

2.根据权利要求1所述的光纤阵列，其特征在于，所述反射面与第一侧之间的倾斜角度为40～50度。

3.根据权利要求1所述的光纤阵列，其特征在于，所述聚光透镜的表面设置增透膜层。

4.根据权利要求1所述的光纤阵列，其特征在于，所述聚光透镜为球透镜或非球透镜。

5.根据权利要求1所述的光纤阵列，其特征在于，所述基板具有对应所述盖板的第一平台部、以及自所述第一平台部的一端向远离所述盖板的第一端方向延伸的第二平台部，其中，所述第一平台部在朝向所述盖板的方向上，呈突出于所述第二平台部设置。

6.根据权利要求5所述的光纤阵列，其特征在于，所述第一平台部与第二平台部的高度差大于0.125mm。

7.根据权利要求5所述的光纤阵列，其特征在于，所述第一平台部与第二平台部之间通过过渡斜面连接，所述过渡斜面与所述第二平台之间的夹角大于90℃。

8.根据权利要求1所述的光纤阵列，其特征在于，所述盖板和基板的材质为透光玻璃、透光硅、透光陶瓷或光学塑料。