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一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座的制作方法

时间:2022-02-06 阅读: 作者:专利查询

一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座的制作方法

1.本实用新型涉及光通信基础元件技术领域,具体涉及一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座。


背景技术:

2.随着光信息传输技术快速发展,采用特种光纤,特种元件的密集波分复用器、光插/分复用器等新型光无源器件,被广泛应用到光纤传感等特殊领域。但通常这类采用特种光纤,特种元件的器件,要实现密集光信号的分束/合束,以及不同纤径的特种光纤耦合,需要使用许多的元件和辅料,以致相关的芯片加工复杂,器件内部构造繁琐,过多的元件不仅使器件体积变大,而且导致器件的插入损耗增大,噪声高,可靠性和稳定性降低。


技术实现要素:

3.针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座,该基座使得该波分复用器件所用的具有大小微内孔光学芯片以较简洁的内部结构,实现光信号高稳定性、高可靠性的分束合束,达到对特殊光信道密集波分复用效果,并且简捷地实施小纤径特种光纤与超小纤径特种光纤的耦合;提高了芯片的集成度,降低了芯片的插入损耗及信号波长漂移;进而使器件具有体积小、集成度高、低插损、低噪声及环境稳定性好等优势。
4.本实用新型的目的通过以下方案实现:
5.一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座,所述基座沿着轴向方向贯穿有用于紧固小纤径特种光纤的第一微孔和用于紧固超小纤径特种光纤的第二微孔,所述第一微孔与所述第二微孔相互平行且独立,所述基座的中轴线处于所述第一微孔的孔轴和所述第二微孔的孔轴之间,所述第一微孔的孔径大于所述第二微孔的孔径。
6.进一步得,所述第一微孔的孔径d1与第一微孔对应配合的小纤径特种光纤的直径d1之差为0.0005mm,所述第二微孔的孔径d2与第二微孔对应配合的超小纤径特种光纤的直径d2之差为0.0005mm,即d1-d1=0.0005mm,d2-d2=0.0005mm。
7.进一步得,所述第一微孔的孔径d1为0.0625
±
0.001mm,所述第二微孔的孔径d2为0.0425
±
0.001mm,第一微孔对应配合的小纤径特种光纤的直径d1为0.062mm,第二微孔对应配合的超小纤径特种光纤的直径d2为0.042mm。
8.进一步得,所述第一微孔的孔轴到第二微孔的孔轴的间距为0.1650
±
0.0005mm。
9.进一步得,所述基座还设有第一导纤孔和第二导纤孔,所述第一导纤孔和第二导纤孔均为渐缩状通孔,所述第一导纤孔的孔径小的一端与所述第一微孔连通,所述第一导纤孔的孔径大的一端与所述基座前端面连接,所述第二导纤孔的孔径小的一端与所述第二微孔连通,所述第二导纤孔的孔径大的一端与所述基座前端面连接。
10.进一步得,所述基座为正方柱体状,其轴截面为正方形,所述基座的轴截面边长为0.900
±
0.001mm*0.900
±
0.001mm,所述基座的长度为4.5
±
0.05mm。
11.进一步得,所述基座的材质为低膨胀系数、化学稳定性优良、热稳定性优良和对紫外光透射率高的玻璃材质。
12.本实用新型的一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座的有益效果为:
13.首先通过基座第一微孔和第二微孔的直径,以及两微孔的轴间距等关键形位尺寸精密设定,以及基座正方柱体的稳定结构,确保了承载信号的光纤在芯片中精准稳定定位;实现光信号高稳定性、高可靠性的分束合束,达到对特殊光信道密集波分复用效果。同时,优化了芯片的信道,减少分离出来的光信号的波长偏移,降低所抽取的光信号噪声。
14.利用基座第一微孔的孔径大于第二微孔的孔径的构造,实现“熔接点”和器件一起做,替代了现在外径粗细不同的两光纤的连接通常采用的“扩束熔接法”;简捷地实施小纤径特种光纤与超小纤径特种光纤的耦合,使众多元件集成化、芯片化。解决了现有的外径粗细不同的两光纤的连接存在的辅助元件多,加工繁琐,而且插入损耗大等问题。
15.基座的材质,以及基座第一微孔与第二微孔相互平行且独立、基座的中轴线处于第一微孔的孔轴和第二微孔的孔轴之间的结构,保证了芯片具有高的通道隔离度,保证了器件的环境稳定性。
附图说明
16.图1为本实用新型一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座的结构示意图。
17.图2为基座应用时的工作原理图。
18.图中有:1、基座;11、第一微孔;12、第二微孔;13、第一导纤孔;14、第二导纤孔;15、基座的中轴线;2、小纤径特种光纤;3、超小纤径特种光纤;4、介质膜片;5、基座后端面;6、基座前端面。
具体实施方式
19.通过下面对实施的描述,将更加有助于公众理解本实用新型,但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制,任何对技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。
20.下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
21.参照图1至图2所示:基座1沿着轴向方向贯穿有用于紧固小纤径特种光纤2的第一微孔11和用于紧固超小纤径特种光纤3的第二微孔12。第一微孔11与所述第二微孔12相互平行且独立,基座1的中轴线15处于所述第一微孔11的孔轴和所述第二微孔12的孔轴之间;
22.小纤径特种光纤2穿入基座1的第一微孔11至基座后端面5,超小纤径特种光纤3穿入基座1的第二微孔12至基座后端面5;小纤径特种光纤2和超小纤径特种光纤3在基座1的支撑下相互平行,又各自独立地分布在基座中轴线15的两侧。减少了小纤径特种光纤2内传输的光信号λ和超小纤径特种光纤3内传输的光信号λ2发生串扰,保证了芯片具有高的通道隔离度。
23.参照图1至图2所示:第一微孔11的孔径d1大于第二微孔12的孔径d2,第一微孔11
的孔径d1与配合的小纤径特种光纤的直径d1之差为0.0005mm,第二微孔12的孔径d2与配合的超小纤径特种光纤的直径d2之差为0.0005mm,即d1-d1=0.0005mm,d2-d2=0.0005mm。具体是,第一微孔11的孔径d1为0.0625
±
0.001mm,第二微孔12的孔径d2为0.0425
±
0.001mm,第一微孔11相配合的小纤径特种光纤2的直径d1为0.062mm,第二微孔12相配合的超小纤径特种光纤3的直径d2为0.042mm。这样小纤径特种光纤2和超小纤径特种光纤3分别严谨地约束在基座1的第一微孔11和第二微孔12内,给芯片关键形位尺寸的精密设定提供保障。
24.参照图1至图2所示:第一微孔11的孔轴到第二微孔12的孔轴的间距为0.1650
±
0.0005mm。两微孔的孔轴间距精确度,确保了两光纤的间距极其精确,以致小纤径特种光纤2和超小纤径特种光纤3承载的光信号走向在基座1的严谨约束下精准受控。在这种条件下,几个不同波长的光信号λ沿着小纤径特种光纤2,通过介质膜片4后将λ分出透过介质膜片4的光信号λ1和被介质膜片4反射的光信号λ2,λ1透过介质膜片4后进入下一个信号接收元件,λ2被反射回基座后端面5。由于基座1的第一微孔11和第二微孔12的位置尺寸非常精准,使反射的λ2信号准确地投射到第二微孔12,并沿着超小纤径特种光纤3,穿过基座1,被引至另一个信号接收元件。就这样一次性地将主信号λ,按设计需求分离出λ1和λ2两个光分信号,这些光信号沿着各自的光分通道,进入下一个信号接收元件。从而实现光信号高稳定性、高可靠性的分束合束,达到对特殊光信道密集波分复用效果;同时因为第一微孔11和第二微孔12的直径,两微孔的轴间距等关键形位尺寸精密设定,极大地优化了芯片的信道,减少了分离出来的光信号的波长偏移,降低所抽取的光信号噪声。
25.参照图1所示:基座1还设有第一导纤孔13和第二导纤孔14,第一导纤孔13和第二导纤孔14均为渐缩状通孔,第一导纤孔13的孔径小的一端与所述第一微孔11连通,第一导纤孔13的孔径大的一端与所述基座前端面6连接,第二导纤孔14的孔径小的一端与第二微孔12连通,所述第二导纤孔14的孔径大的一端与所述基座前端面6连接;
26.这样小纤径特种光纤2由第一导纤孔13穿入基座1的第一微孔11至基座后端面5,超小纤径特种光纤3由第二导纤孔14穿入基座1的第二微孔12至基座后端面5。然后分别在第一导纤孔13、第一微孔11和第二导纤孔14、第二微孔12注入光敏树脂,并通过紫外光照射,将树脂固化。使得小纤径特种光纤2和超小纤径特种光纤3分别精准的紧固在基座1的第一微孔11和第二微孔12内。再对基座后端面5进行磨抛、镀膜等处理,使小纤径特种光纤2和超小纤径特种光纤3有理想的光学出射面;替代了现在外径粗细不同的两光纤的连接通常采用的“扩束熔接法”。利用上述的基座1的构造,就可一次性地将纤径0.062mm的小纤径特种光纤2中的光信号λ,通过介质膜片4,分出λ2然后反射至基座后端端面5第二微孔12,而进入纤径0.042mm的超小纤径特种光纤3上,完美的完成小纤径特种光纤2和超小纤径特种光纤3的耦合。使原来不同纤径的微小光纤的耦合难题变得简单。解决了现有的外径粗细不同的两光纤的耦合存在的辅助元件多,加工繁琐,而且插入损耗大等问题,保证了器件的环境稳定性。
27.参照图1所示:基座1呈正方柱体状,其轴截面为正方形,基座1的轴截面边长为0.900
±
0.001mm*0.900
±
0.001mm,基座1的长度为4.5
±
0.05mm。因此基座1具有正方体的稳定特性,还具有体积微小的优势。
28.参照图1所示:基座1的材质为低膨胀系数、化学稳定性优良、热稳定性优良和对紫外光透射率高的玻璃材质。由此使得基座1具有优良的化学稳定性,和优良的热稳定性等优
点。基座1的材质具有对紫外光有较高透过率的特性,有利于光敏树脂的固化。玻璃的透明特性,也便于对第一微孔11、第二微孔12内的光纤进行观察。
29.本实用新型一种用于波分复用的具有大小微内孔光学芯片的基座的工作原理,以及以上述基座1的尺寸和构造特点,使芯片以较简洁的内部构造,实现光信号高稳定性、高可靠性的分束合束,达到对特殊光信道密集波分复用效果;同时,因为基座1的外形结构,以及第一微孔11、第二微孔12的直径,两微孔的轴间距等关键形位尺寸精密设定,极大地优化了芯片的信道,减少了分离出来的光信号的波长偏移,降低所抽取的光信号噪声。上述基座第一微孔11的孔径大于第二微孔12的孔径的结构,简捷地实施小纤径特种光纤与超小纤径特种光纤的耦合,解决了现有的外径粗细不同的两光纤的耦合存在的辅助元件多,加工繁琐,而且插入损耗大等问题。上述基座的材质和第一微孔11、第二微孔12相互平行且独立置于基座的中轴线15的两侧,使芯片具有高的通道隔离度,保证了器件的环境稳定性。
30.以上的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。