專利名稱：光纖束線列陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域，為光學(xué)元件及其制造工藝，特別是指一種光纖束線列陣的制作方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療、泵浦、材料加工和處理等方面，需要更大的半導(dǎo)體激光器光纖耦合輸出功率，而增大半導(dǎo)體激光器光纖耦合輸出功率的一個(gè)有效方法是用一維光纖束線列陣實(shí)現(xiàn)大功率半導(dǎo)體激光器線列陣的光纖耦合輸出。另外，由于寬帶、高速通訊業(yè)務(wù)的急劇增加，需要將多根光纖排成光纖束列陣作為輸入、輸出接口。因此，光纖束線列陣作為一種光學(xué)元件，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
目前，通常采用兩種方法制造一維光纖束線列陣。第一種方法是在特定晶向的硅基片上，采用制版、光刻、腐蝕等一系列半導(dǎo)體工藝，根據(jù)需要刻蝕出一定圖形圖案的V形、梯形或U形槽，將去掉涂覆層的裸露包層光纖排列于V形或U形槽內(nèi)，然后在表面平放一基片，再用膠固化，見(jiàn)論文“A Fiber-Optic-Cable Connector”，C.M.Miller，Bell syst.Tech.J.1975 Vol.54，No.9，1547-1555。第二種方法是用激光束或等離子束在一定厚度的基片上打孔徑稍大于光纖包層直徑的圓孔列陣，將去掉涂覆層的裸露包層光纖一根一根地插入孔內(nèi)，用UV紫外膠或環(huán)氧樹(shù)脂膠合定位，見(jiàn)論文“Fabrication of fiberbundle arrays for free-space photoric switchingsystem”，Jose M.sasian，Robert A.novotry，Martin G.Beckman，Sonya L.walker，Mickacl J.Wojcik，stepfen J.Hinterlong，Optical Engineering 1994，vol.33，No.9，2979-2985。應(yīng)用這兩種方法制造光纖束線列陣有兩個(gè)缺點(diǎn)第一，每個(gè)光纖束列陣的基片上都需要有光纖定位槽或光纖定位孔，因此成本較高，且工藝復(fù)雜；第二，在槽中或孔中膠合固定的都是去掉涂覆層的裸露包層光纖，因此光纖束線列陣的抗拉強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度很小，在操作和使用中光纖極容易折斷。另外，在第二種方法中由于基片的厚度，所得到的光纖列陣的角向誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種光纖束線列陣的制作方法，具有制造精度高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)且具有很好的抗拉強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度的一維光纖束線列陣。
本發(fā)明一種光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中包括如下步驟1)制作一光纖嵌入基板，該光纖嵌入基板為矩形且中間為一矩形方孔，在光纖嵌入基板的上面開(kāi)有數(shù)個(gè)用于固定光纖的光纖定位槽；2)制作一蓋板，該蓋板與光纖嵌入基板的形狀相同；3)將光纖依序放入步驟1所述的光纖嵌入基板上的光纖定位槽中，蓋上步驟2所述的蓋板并固定；4)取兩與光纖嵌入基板上的矩形方孔形狀相同的基片，使基片嵌入在光纖嵌入基板和蓋板上的矩形方孔內(nèi)；5)用膠將兩基片與光纖粘合固定；6)將光纖嵌入基板和蓋板分離移走，形成光纖束線列陣。
其中步驟1中所述的用于光纖定位的光纖定位槽是一端寬，一端窄。
其中所述的用膠將兩基片與光纖粘合固定，該膠為環(huán)氧樹(shù)脂膠或UV紫外膠，膠固化后，基片與光纖束粘合成為一體。
其中所述的基板、蓋板和基片是硅片，陶瓷片或其它有一定硬度的材料。
其中所述的基板上的光纖定位槽是V形、U形、梯形或其它可以將光纖固定的形狀。
其中所述的基板上光纖定位槽的個(gè)數(shù)和周期由所要構(gòu)成的光纖束線列陣決定。
其中蓋板上開(kāi)有與基板相對(duì)應(yīng)的光纖定位槽或?yàn)橐黄矫妗?br> 其中基板和蓋板上的基片孔是方形，圓形或其它形狀。
其中基片貼近光纖束線列陣粘合，用兩片基片在兩個(gè)方向上下粘合光纖束，或用一片基片貼近光纖束粘合，基片與光纖束粘合成為一體，光纖束在粘合過(guò)程中以及粘合后不發(fā)生變形。


圖1是本發(fā)明的基板和蓋板的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明基板和蓋板用于固定光纖的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的制作工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖3，并結(jié)合參閱圖1及圖2，本發(fā)明一種光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中包括如下步驟1)制作一光纖嵌入基板1，該光纖嵌入基板1為矩形且中間為一矩形方孔3，在光纖嵌入基板1的上面開(kāi)有數(shù)個(gè)用于固定光纖的光纖定位槽4，光纖定位槽4是一端寬，一端窄，可分別容置光纖5的粗端和細(xì)端(粗端為帶涂覆層的部分，細(xì)端為去掉涂覆層的裸纖部分)；2)制作一蓋板2，該蓋板2與光纖嵌入基板1的形狀相同，同樣在中間開(kāi)有一矩形方孔3，該蓋板2上開(kāi)有與基板1相對(duì)應(yīng)的用于固定光纖的光纖定位槽或?yàn)橐黄矫妫?)將光纖5依序放入步驟1所述的光纖嵌入基板1上的光纖定位槽4中(本實(shí)施例的光纖定位槽為V形)，蓋上步驟2所述的蓋板2并固定；4)取兩與光纖嵌入基板1上的矩形方孔3形狀相同的基片6，使基片6嵌入在光纖嵌入基板1和蓋板2上的矩形方孔3內(nèi)；5)用膠將兩基片6與光纖5粘合固定，該膠為環(huán)氧樹(shù)脂膠或UV紫外膠，膠固化后，使基片6與光纖束粘合成為一體；6)將光纖嵌入基板1和蓋板2分離移走，形成光纖束線列陣7。
其中所述的基板1、蓋板2和基片6是硅片，陶瓷片或其它有一定硬度的材料；基板1上的光纖定位槽4是V形、U形、梯形或其它可以將光纖固定的形狀；基板1上光纖定位槽的個(gè)數(shù)和周期由所要構(gòu)成的光纖束線列陣決定。
其中基板1和蓋板2上的基片孔是方形，圓形或其它形狀。
其中基片6貼近光纖束線列陣粘合，可以用兩片基片6在兩個(gè)方向上下粘合光纖束，也可以用一片基片6貼近光纖束粘合，基片6與光纖束粘合成為一體，光纖束在粘合過(guò)程中以及粘合后不發(fā)生變形。
在上述的制造光纖束線列陣的工藝中，用做模板的基板和蓋板的外形尺寸相同，基片孔的尺寸也相同，光纖束線列陣的精度與基板和蓋板的精度，尤其是光纖定位槽的精度密切相關(guān)。根據(jù)光纖束線列陣排列方式的需要，基板上的光纖定位槽可以取不同周期；基板上用于固定同一根光纖的光纖定位槽的前端和后端的孔徑不同，前端用于固定去掉涂覆層的裸纖，后端用于固定帶涂覆層的光纖。為了保證光纖定位槽的精度，通常是在<100>晶向的硅片上刻蝕出相應(yīng)的V形槽，根據(jù)光纖束線列陣排列方式的需要和所用的光纖確定V形槽的周期以及V形槽前端和后端的尺寸；另外，基板和蓋板的兩接觸面經(jīng)嚴(yán)格的拋光處理。
圖2(a)是基板和蓋板用于固定光纖操作的立體圖，(b)(c)和(d)是基板和蓋板用于固定光纖操作的平面視圖，分別是俯視圖、正視圖和側(cè)視圖。基板和蓋板相配合將光纖固定在光纖定位槽中，基板和蓋板相對(duì)固定。
圖3表示光纖線列陣的制造過(guò)程。圖3(a)表示光纖被基板和蓋板固定在光纖定位槽中后，將兩個(gè)基片由兩個(gè)方向放入基板和蓋板的基片孔中將光纖夾住粘合；圖3(b)表示取下相對(duì)固定的基板和蓋板；圖3(c)表示形成的光纖線列陣。在本專利制造光纖線列陣的工藝方法中，對(duì)基片的精度要求很低，只要用基片將光纖粘合固定，光纖線列陣的精度如圖1的圖示說(shuō)明中所述，主要由基板和蓋板的精度決定。因此，這種工藝方法適合大批量的工業(yè)化生產(chǎn)，其成本低、工藝簡(jiǎn)單。
本發(fā)明為一種光纖線列陣和其制造工藝，和以前形成光纖線列陣的工藝相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。其制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，光纖線列陣由基片和光纖構(gòu)成，通常所用的形成光纖線列陣的工藝，每個(gè)光纖束線列陣的基片上都需要有光纖定位槽或光纖定位孔，因此成本較高，且工藝復(fù)雜，本發(fā)明對(duì)形成光纖線列陣的基片的精度要求很低，上面不需要有光纖固定槽或光纖固定孔，因此大大降低了成本并簡(jiǎn)化了工藝。在通常形成光纖線列陣的工藝中，在槽中或孔中膠合固定的都是去掉涂覆層的裸露包層光纖，因此光纖束線列陣的抗拉強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度很小，在操作和使用中光纖極容易折斷；本發(fā)明中基板上用于固定同一根光纖的光纖定位槽的前端和后端的孔徑不同，前端用于固定去掉包層的裸纖，后端用于固定帶包層的光纖，大大增加了光纖線列陣的抗拉強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度。用做模板的基板和蓋板可重復(fù)使用，進(jìn)一步降低了成本，簡(jiǎn)化了工藝。本發(fā)明的光纖線列陣和其制造工藝適合于制造一維光纖線列陣，可用于光電子、光通訊、信息處理和光纖耦合技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中包括如下步驟1)制作一光纖嵌入基板，該光纖嵌入基板為矩形且中間為一矩形方孔，在光纖嵌入基板的上面開(kāi)有數(shù)個(gè)用于固定光纖的光纖定位槽；2)制作一蓋板，該蓋板與光纖嵌入基板的形狀相同；3)將光纖依序放入步驟1所述的光纖嵌入基板上的光纖定位槽中，蓋上步驟2所述的蓋板并固定；4)取兩與光纖嵌入基板上的矩形方孔形狀相同的基片，使基片嵌入在光纖嵌入基板和蓋板上的矩形方孔內(nèi)；5)用膠將兩基片與光纖粘合固定；6)將光纖嵌入基板和蓋板分離移走，形成光纖束線列陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中步驟1中所述的用于光纖定位的光纖定位槽是一端寬，一端窄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中所述的用膠將兩基片與光纖粘合固定，該膠為環(huán)氧樹(shù)脂膠或UV紫外膠，膠固化后，基片與光纖束粘合成為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中所述的基板、蓋板和基片是硅片，陶瓷片或其它有一定硬度的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中所述的基板上的光纖定位槽是V形、U形、梯形或其它可以將光纖固定的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中所述的基板上光纖定位槽的個(gè)數(shù)和周期由所要構(gòu)成的光纖束線列陣決定。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中蓋板上開(kāi)有與基板相對(duì)應(yīng)的光纖定位槽或?yàn)橐黄矫妗?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中基板和蓋板上的基片孔是方形，圓形或其它形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖束線列陣的制作方法，其特征在于其中基片貼近光纖束線列陣粘合，用兩片基片在兩個(gè)方向上下粘合光纖束，或用一片基片貼近光纖束粘合，基片與光纖束粘合成為一體，光纖束在粘合過(guò)程中以及粘合后不發(fā)生變形。
全文摘要
一種光纖束線列陣的制作方法，其中包括如下步驟1)制作一光纖嵌入基板，該光纖嵌入基板為矩形且中間為一矩形方孔，在光纖嵌入基板的上面開(kāi)有數(shù)個(gè)用于固定光纖的光纖定位槽；2)制作一蓋板，該蓋板與光纖嵌入基板的形狀相同；3)將光纖依序放入光纖嵌入基板上的光纖定位槽中，蓋上蓋板并固定；4)取兩與光纖嵌入基板上的矩形方孔形狀相同的基片，使基片嵌入在光纖嵌入基板和蓋板上的矩形方孔內(nèi)；5)用膠將兩基片與光纖粘合固定；6)將光纖嵌入基板和蓋板分離移走，形成光纖束線列陣。
文檔編號(hào)G02B6/08GK1485628SQ0214336
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月26日
發(fā)明者王曉薇, 馬驍宇, 肖建偉, 方高瞻 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所