專利名稱：可插拔式平面光波導器件及其制作方法
技術領域：
本發明涉及一種平面光波導器件及其制作方法，特別涉及一種可插拔式平面光波導器件及其制作方法。
背景技術：
由于體積小、穩定性及可靠性高、以及批量生產成本更低等優勢，平面光波導器件已經越來越多地代替傳統的微光學或其他分立器件，在光纖通信系統及網絡中發揮越來越重要的作用。商用的平面光波導器件通常以光纖作為信號輸入、輸出的媒介，應用時會以熔接或者連接器接續等方式接入鏈路或設備。熔接方式需要昂貴的光纖熔接機，相對而言，連接器成本低廉而且操作方便，而為終端用戶所歡迎。附圖1為常規的單通道連接器示例圖，主要包括插芯11和機械部分12。以下以平面光波導光功率分路器為例，介紹三種常用的、使用連接器接續的產品形式。如附圖2所示，為一種典型的模塊式1x8平面光波導光功率分路器，1x8平面光波導光功率分路器具有一個輸入通道和八個輸出通道。其模塊盒體21外部尺寸為IOOmm長，80mm寬，IOmm厚。每根光纖上套有一定外徑的保護套管22，其末端加有單個的連接器23。這種結構的缺點是:模塊盒體21外部尺寸大，單個連接器23占用空間多，無法體現平面光波導器件體積小的優勢(典型·的1x8平面光波導光功率分路器中，即封裝外殼32 —端為一條光纖31,另一端為8芯帶狀光纖33,基本封裝外殼32的尺寸為40mm長、4mm寬、4mm高)，如附圖3所示。附圖4為一種典型的19英寸機架式1x8平面光波導光功率光分路器，其外部尺寸為430mm寬，200mm后，44mm高，面板上安裝有單個連接器適配器41，主要應用于中心機房。但其尺寸對于寶貴的機房空間而言過于龐大了，而且用戶需要做大量的光纖管理工作。隨著用戶對連接器密集度要求的提高，多通道連接器應運而生，如ΜΤΡ/ΜΡ0連接器。附圖5為一種典型的帶有八通道MPO連接器的1x8平面光波導光功率分路器的示意圖，其在八芯帶狀光纖51的末端加有八通道MPO連接器54，能夠大幅降低產品占用空間。附圖6為八通道MPO連接器2示例圖，主要包括導針63、插芯62和機械部分61。但這種結構的缺點是:產品有光纖裸露，客戶使用過程中需要小心做好光纖管理，且在使用、操作過程中容易使光纖受損，從而為使用和操作帶來困難。上述附圖2、附圖4和附圖5所示的兩種平面光波導光功率光分路器的結構，其生產過程的共同點為:平面光波導光功率光分路器的封裝生產與連接器的加工生產是分開進行的。附圖7為現有技術的主要生產工藝流程圖。尤其是附圖2和附圖4所示的結構，需要在完成平面光波導光功率光分路器的基本封裝生產之后，再進行模塊或機架的加工生產。總體上講，這幾種常用的結構生產工序冗長復雜，周轉環節多，物料消耗多，并且在用戶端應用時也各有弊端。
發明內容
本發明的目的在于提供一種可插拔式平面光波導器件及其制作方法，將平面光波導芯片直接與連接插芯耦合連接，根據應用需要封裝合適的殼體，能夠減少生產環節，使產品形式更為緊湊，連接插芯配有接插件，方便客戶隨時插拔使用。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種可插拔式平面光波導器件，所述可插拔式平面光波導器件包含:平面光波導芯片、連接插芯、光纖組件；所述的平面光波導芯片上具有若干波導通路；所述的連接插芯一端與所述的平面光波導芯片的一端相連接，所述的連接插芯內具有與波導數量及位置相對應的、一一精密對接的光纖；所述的連接插芯的另一端設有接插件；所述的光纖組件一端與所述的平面光波導芯片的另一端相連接，所述的光纖組件內具有與波導數量及位置相對應的、一一精密對接的光纖；所述的光纖組件的另一端為光纖。所述的連接插芯可以為熱膨脹系數符合可插拔式平面光波導器件溫度性能要求的任何材料，如玻璃、樹脂、陶瓷等。所述的連接插芯內部具有保持光纖位置及其精度的結構，如溝槽、通孔，及粘合劑等；其與所述平面光波導芯片連接的端面可以加工成斜面，另一端面可以根據需要加工為平面或斜面。所述的接插件是導針，或插孔，實現所述的可插拔式平面光波導器件裝置在插拔應用中的導向或定位作用。所述平面光波導芯片是單通道或多通道的光功率分路器芯片，或衰減器芯片，或陣列波導光柵芯片，或其他采用平面光波導技術的集成芯片。所述的光纖組件內部具有保持光纖位置及其精度的結構，如溝槽、通孔，及粘合劑等；其與所述平面光波導芯片連接的端面可以加工成斜面。所述平面光波導芯 片與連接插芯之間的連接、平面光波導芯片與光纖組件之間的連接，均使用粘合劑固化連接。所述的光纖組件也可以是另一個連接插芯。所述的可插拔式平面光波導器件，其外部可以根據應用所需封裝合適的殼體，以達到理想的插拔配合效果。本發明還提供了一種可插拔式平面光波導器件的制造方法，第一步，平面光波導芯片的端面以及光纖組件和/或連接插芯的端面加工為相應的斜面；第二步，平面光波導芯片的一個端面與光纖組件精密對接并粘接在一起，其另一個端面與連接插芯精密對接并粘接在一起，形成可插拔式平面光波導器件；第三步，在可插拔式平面光波導器件外部封裝合適的殼體。本發明所述的可插拔式平面光波導器件與現有技術相比，其優點在于:
本發明直接將平面光波導芯片與連接插芯耦合連接，并根據應用需要封裝合適的殼體，使得平面光波導器件產品的體積減小，大幅縮減生產環節，從而降低生產成本；
本發明應用于多通道平面光波導器件，其連接插芯內部具有與波導數量相對應的多根光纖，實現使客戶實現多通道光纖的同時連接，節省安裝空間，方便用戶使用；
本發明的連接插芯通過接插件與外部連接，能夠實現平面光波導器件的可插拔，不需要特殊的工具，同時沒有裸露的光纖，產品不需要額外的光纖管理，安全性好，安裝施工時有良好的操作性，使用時有良好的穩定性；
本發明的平面光波導芯片可以為多種采用平面光波導技術的平面光波導芯片，能夠適應多種不同的功能需要。
圖1是常規的單通道連接器示例 圖2是一種典型的模塊式1x8平面光波導光功率分路器；
圖3是典型的1x8平面光波導光功率分路器的基本封裝示意 圖4是一種典型的19英寸機架式1x8平面光波導光功率光分路器示意 圖5是一種典型的帶有八通道MPO連接器的1x8平面光波導光功率分路器的示意圖； 圖6是八通道MPO連接器示例 圖7是現有技術的主要生產工藝流程 圖8是本發明可插拔式平面光波導器件的內部結構示意 圖9是本發明可插拔式平面光波導分路器的工藝流程 圖10是一種單通道光纖陣列示意 圖11是一種八通道連接插芯的示意 圖12是一種端面加工為 斜面的八通道連接插芯的示意 圖13是一種帶插孔的八通道連接插芯的示意 圖14是一種輸入端和輸出端均使用連接插芯的可插拔式平面光波導器件示意圖。
具體實施例方式以下結合
本發明的具體實施方式
。請參見圖8所示，本發明可插拔式平面光波導器件，包含平面光波導芯片100、連接插芯200和光纖組件300。附圖9為本發明可插拔式平面光波導器件的主要生產工藝流程圖。本實施例中采用的平面光波導芯片可以使用平面光波導光功率分路器、衰減器、陣列波導光柵或其他采用平面光波導技術的集成芯片，以適應多種不同的功能需要。在以下實施例中均以1x8平面光波導光功率分路器為例進行說明。實施例1
在本實施例中，平面光波導芯片100采用單通道輸入、八通道輸出的平面光波導分路器芯片，其具有一個輸入波導和八個輸出波導，兩端面加工成8度；其輸入端連接的光纖組件300使用圖10所示的單通道光纖陣列301 ;其輸出端連接圖11所示的八通道連接插芯201。單通道光纖陣列301具有一根光纖，放置并以粘合劑固定于光纖陣列的V型槽中，端面加工成8度與平面光波導光功率分路器芯片的輸入波導精密對接；其另一側可以根據應用需要延伸保留一定長度的光纖400，其末端可以根據應用需要加上常規的單通道連接器。八通道連接插芯201具有八根光纖，放置并以粘合劑固定于連接插芯的八個V型槽中，它們之間的間距與平面光波導光功率分路器芯片的八根輸出波導相一致，如127um，或250um 個端面加工成8度,八根光纖分別與八根波導的端面精密對接；另一個端面可以加工為圖11所示的平面，或圖12所示的斜面，并具有圖11和圖12所示導針700或圖13所示的插孔800作為接插件210，以保證插拔應用時連接插芯中的光纖與客戶端連接器的光纖之間的精密對準。客戶端的連接器可以是常規的八通道MTP/MPO連接器。八通道連接插芯201材料為石英，由于其與光纖及平面光波導光功率分路器芯片之間匹配非常良好的熱膨脹系數，可以保證整個產品在環境溫度變化情況下穩定和可靠的性能。平面光波導光功率分路器芯片與連接插芯之間的連接、平面光波導光功率分路器芯片與光纖組件之間的連接，均使用粘合劑500固化連接。該粘合劑可以是環氧樹脂膠，或者其它折射率與光纖及波導材料的折射率相匹配、能夠滿足可插拔式平面光波導光功率分路器器件環境性能及可靠性要求的任何粘合劑。實施例2
在本實施例中可插拔式平面光波導器件的總體結構與實施例1相類似，唯一不同點在于所述光纖組件使用單通道連接插芯302，如圖14所示。 單通道連接插芯302的一個端面加工成8度，其光纖與波導精密對接；另一個端面可以加工為平面，或斜面，并具有導針700或插孔作為接插件，以保證插拔應用時連接插芯中的光纖與客戶端連接器的光纖之間的精密對準。客戶端的連接器可以是常規的單通道連接器。盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都 將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種可插拔式平面光波導器件，其特征在于:包含平面光波導芯片、連接插芯、光纖組件； 所述的平面光波導芯片上具有若干波導通路； 所述的連接插芯一端與所述的平面光波導芯片的一端相連接；所述的連接插芯內具有與波導數量及位置相對應的、一一精密對接的光纖； 所述的連接插芯的另一端設有接插件； 所述的光纖組件一端與所述的平面光波導芯片的另一端相連接；所述的光纖組件內具有與波導數量及位置相對應的、一一精密對接的光纖； 所述的光纖組件的另一端為光纖。
2.如權利要求1所述的可插拔式平面光波導器件，其特征在于，所述的連接插芯是熱膨脹系數符合可插拔式平面光波導器件溫度性能要求的任何材料；所述材料是玻璃、樹脂或陶瓷。
3.如權利要求1所述的可插拔式平面光波導器件，其特征在于， 所述的連接插芯內部具有保持光纖位置及其精度的結構，所述結構包含溝槽、通孔，及粘合劑； 所述的連接插芯與所述平面光波導芯片連接的端面加工成斜面； 所述的連接插芯的另一端面根據需要加工為平面或斜面。
4.如權利要求1所述的可插拔式平面光波導器件，其特征在于，所述的接插件是導針，或插孔，其在所述的可插拔式平面光波導器件裝置進行插拔應用時實現導向或定位。
5.如權利要求1所述的可插`拔式平面光波導器件，其特征在于，所述平面光波導芯片是采用平面光波導技術的集成芯片；所述平面光波導芯片是單通道或多通道的光功率分路器芯片，或衰減器芯片，或陣列波導光柵芯片。
6.如權利要求1所述的可插拔式平面光波導器件，其特征在于， 所述的光纖組件內部具有保持光纖位置及其精度的結構，所述結構包含溝槽、通孔，及粘合劑； 所述的光纖組件與所述平面光波導芯片連接的端面加工成斜面。
7.如權利要求1所述的可插拔式平面光波導器件，其特征在于，所述平面光波導芯片與連接插芯之間的連接、平面光波導芯片與光纖組件之間的連接，均使用粘合劑固化連接。
8.如權利要求1所述的可插拔式平面光波導器件，其特征在于，所述的光纖組件是另一個連接插芯。
9.如權利要求1所述的可插拔式平面光波導器件，其特征在于，其外部根據應用所需封裝有合適的殼體，來配合插拔。
10.一種可插拔式平面光波導器件的制造方法，其特征在于，包含以下步驟: 第一步，平面光波導芯片的端面以及光纖組件和/或連接插芯的端面加工為相應的斜面； 第二步，平面光波導芯片的一個端面與光纖組件精密對接并粘接在一起，其另一個端面與連接插芯精密對接并粘接在一起，形成可插拔式平面光波導器件； 第三步，在可插拔式平面光波導器件外部封裝合適的殼體。
全文摘要
本發明涉及一種可插拔式平面光波導器件及其制造方法。本發明的可插拔式平面光波導器件裝置具有平面光波導芯片，以及在其兩端分別連接的光纖組件或連接插芯；光纖組件及連接插芯內分別具有與平面光波導芯片的波導相對應的光纖，其與波導一一精密對接；連接插芯的外側端面設有接插件。本發明能夠減小器件體積，減少或沒有光纖裸露于器件外部，不僅減少了生產環節，降低了生產成本，而且可以使客戶大大節省裝配空間，方面客戶操作，降低運營維護成本。
文檔編號G02B6/255GK103246022SQ20121002809
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者丁勇, 劉琳, 閆超, 朱偉 申請人:博創科技股份有限公司