一種用于集成的異形端面光纖耦合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于集成的異形端面光纖耦合器。
【背景技術(shù)】
[0002]在光學(xué)通信或相關(guān)的領(lǐng)域，從光源發(fā)出的散射光通量均是由透鏡傳導(dǎo)至光纖的。而過去用來進(jìn)行光傳輸?shù)钠胀ü饫w的入射端一般是平面。雖然平面的造價(jià)頗為低廉，但由于受其特性所限，該入射端為平面的光纖無法實(shí)現(xiàn)高耦合效率的完成光源至光纖的光學(xué)耦合(一般為20%?75% )，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光芯片可以做的非常小，它的光斑尺寸與平面光纖的尺寸大小不一致，使得產(chǎn)生模場失配，大大影響耦合效率。所以，在現(xiàn)階段，特殊光纖通常被用來作為高耦合光纖。
[0003]另一方面，由于光纖和包層的折射率差較小，有時(shí)由于光束進(jìn)入光纖的入射角大小不滿足全反射的條件而無法在光纖中傳輸，光耦合效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于集成的異形端面光纖耦合器，能夠以低損耗實(shí)現(xiàn)從半導(dǎo)體激光芯片至異形端面光纖耦合器的光學(xué)耦合，并且耦合效率高，造價(jià)低，加工容易，體積小易于集成。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案:
[0006]一種用于集成的異形端面光纖耦合器，包括集成芯片板、光纖固定板和基板，三者用紫外膠固定在一起:
[0007]光纖固定板上設(shè)置有容納光纖的光纖V形槽，集成芯片板上設(shè)有集成芯片V形槽，光纖V形槽的間距尺寸與集成芯片V形槽的間距尺寸相同；
[0008]集成芯片板上包括半導(dǎo)體激光器芯片、裸光纖半柱透鏡和特殊光纖，裸光纖半柱透鏡的平面端與特殊光纖的入射端面用光膠粘在一起;特殊光纖的入射端是半錐形的，集成芯片V形槽是有一定的傾斜角度的，與特殊光纖經(jīng)過特殊處理的表面相匹配，并用匹配膠完全固定在一起；
[0009]光纖V形槽與特殊光纖的正常表面相匹配，并用匹配膠完全固定在一起；
[0010]半導(dǎo)體激光器芯片、裸光纖半柱透鏡和特殊光纖處在同一光軸上。
[0011]進(jìn)一步的，所述特殊光纖是由普通光纖的一端經(jīng)熔融拉制成錐形后，在其尖端取適當(dāng)距離剪切成半錐形再進(jìn)行研磨而成。
[0012]進(jìn)一步的，所述裸光纖半柱透鏡是由光纖去掉包層只剩下纖芯部分制成的柱狀透鏡，再切割成半柱透鏡。
[0013]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體激光芯片距離裸光纖半柱透鏡10_40μπι。
[0014]本發(fā)明公開的一種用于集成的異形端面光纖耦合器，具有以下有益效果:
[0015]1、本發(fā)明采用的組件是半導(dǎo)體激光芯片、裸光纖半柱透鏡以及特殊光纖，這些的體積都很小，可以組裝實(shí)現(xiàn)集成。
[0016]2、本發(fā)明采用裸光纖半柱透鏡和特殊光纖，多方面的提高耦合效率，使得光纖耦合效率可高達(dá)95 %。
[0017]3、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，容易獲得，價(jià)格低廉。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一種用于集成的異形端面光纖耦合器的俯視示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的一種用于集成的異形端面光纖耦合器的左視示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明中的一種用于集成的異形端面光纖耦合器中的特殊光纖制造的橫切面示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明中的一種用于集成的異形端面光纖耦合器的異形端面光纖耦合器的三維示意圖；
[0022]其中:
[0023]1-基板，2-集成芯片板，3-光纖固定板，4-半導(dǎo)體激光芯片，5-裸光纖半柱透鏡，6_集成芯片V形槽，7-特殊光纖，8-光纖V形槽，9-光軸，10-紫外膠，11-匹配膠，12-光膠
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0025]附圖1是本發(fā)明的一種用于集成的異形端面光纖耦合器的俯視示意圖和附圖2是本發(fā)明的一種用于集成的異形端面光纖耦合器的左視示意圖:從半導(dǎo)體激光芯片4處發(fā)出的光束經(jīng)裸光纖半柱透鏡5被耦合到特殊光纖7的入射端，再經(jīng)過特殊光纖7傳輸。
[0026]本發(fā)明一種用于集成的異形端面光纖耦合器，包括集成芯片板2、光纖固定板3和基板I，三者用紫外膠10固定在一起:
[0027]光纖固定板3上設(shè)置有容納光纖的光纖V形槽8，集成芯片板2上設(shè)有集成芯片V形槽6，光纖V形槽8的間距尺寸與集成芯片V形槽6的間距尺寸相同；集成芯片板2上包括半導(dǎo)體激光器芯片4、裸光纖半柱透鏡5和特殊光纖7，裸光纖半柱透鏡5的平面端與特殊光纖7的入射端面用光膠12粘在一起，如圖4所示;特殊光纖7的入射端是半錐形的，集成芯片V形槽6是有一定的傾斜角度的，與特殊光纖7經(jīng)過特殊處理的表面相匹配，并用匹配膠11完全固定在一起;光纖V形槽8與特殊光纖7的正常表面相匹配，并用匹配膠11完全固定在一起;半導(dǎo)體激光器芯片4、裸光纖半柱透鏡5和特殊光纖7處在同一光軸上。
[0028]見圖3。本實(shí)施例中，特殊光纖7是由普通光纖的一端經(jīng)熔融拉制成錐形后，在其尖端取適當(dāng)距離剪切成半錐形再進(jìn)行研磨而成。
[0029]本實(shí)施例中，裸光纖半柱透鏡5是由光纖去掉包層只剩下纖芯部分制成的柱狀透鏡，再切割成半柱透鏡。
[°03°] 本實(shí)施例中，半導(dǎo)體激光芯片4距離裸光纖半柱透鏡10-40μηι。
[0031 ]在本發(fā)明中，半導(dǎo)體激光器通常被用來作為光源，當(dāng)光纖作為耦合器的組件時(shí)，其光耦合效率的提高尤為重要。
[0032]裸光纖半柱透鏡5比圓透鏡更容易獲得，且造價(jià)低，裸光纖半柱透鏡5的平面端能夠和特殊光纖7的入射端很好的光膠粘在一起，裸光纖半柱透鏡5將半導(dǎo)體激光芯片4發(fā)出的光耦合到特殊光纖7上，縮短了半導(dǎo)體激光芯片4、裸光纖半柱透鏡5以及特殊光纖7之間的距離，從而減弱從半導(dǎo)體激光芯片4發(fā)射的光束減弱，提高了耦合效率。
[0033]特殊光纖7的入射端的半錐形尺寸α便于改變，容易實(shí)現(xiàn)半錐形的光纖尺寸與半導(dǎo)體激光芯片4的光斑尺寸大小一致，可以大大提高耦合效率。本發(fā)明中使用的光纖是半錐形的，還經(jīng)過研磨，所得的光纖使得激光光束進(jìn)入光纖在垂直光軸或平行于光軸的方向上都能實(shí)現(xiàn)滿足全反射條件的入射角范圍增大，因而大大提高了耦合效率。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的前提下，還可以對本發(fā)明做出的若干改進(jìn)和補(bǔ)充，這些改進(jìn)和補(bǔ)充，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于集成的異形端面光纖耦合器，其特征在于，包括集成芯片板、光纖固定板和基板，三者用紫外膠固定在一起: 光纖固定板上設(shè)置有容納光纖的光纖V形槽，集成芯片板上設(shè)有集成芯片V形槽，光纖V形槽的間距尺寸與集成芯片V形槽的間距尺寸相同； 集成芯片板上包括半導(dǎo)體激光器芯片、裸光纖半柱透鏡和特殊光纖，裸光纖半柱透鏡的平面端與特殊光纖的入射端面用光膠粘在一起;特殊光纖的入射端是半錐形的，集成芯片V形槽是有一定的傾斜角度的，與特殊光纖經(jīng)過特殊處理的表面相匹配，并用匹配膠完全固定在一起； 光纖V形槽與特殊光纖的正常表面相匹配，并用匹配膠完全固定在一起； 半導(dǎo)體激光器芯片、裸光纖半柱透鏡和特殊光纖處在同一光軸上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于集成的異形端面光纖耦合器，其特征在于，所述特殊光纖是由普通光纖的一端經(jīng)熔融拉制成錐形后，在其尖端取適當(dāng)距離剪切成半錐形再進(jìn)行研磨而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于集成的異形端面光纖耦合器，其特征在于，所述裸光纖半柱透鏡是由光纖去掉包層只剩下纖芯部分制成的柱狀透鏡，再切割成半柱透鏡。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于集成的異形端面光纖耦合器，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光芯片距離裸光纖半柱透鏡10-40μηι。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于集成的異形端面光纖耦合器，包括集成芯片板、光纖固定板和基板：光纖固定板上設(shè)置有容納光纖的光纖V形槽，集成芯片板上設(shè)有集成芯片V形槽；集成芯片板上包括半導(dǎo)體激光器芯片、裸光纖半柱透鏡和特殊光纖，裸光纖半柱透鏡的平面端與特殊光纖的入射端面用光膠粘在一起；集成芯片V形槽與特殊光纖經(jīng)過特殊處理的表面相匹配；光纖V形槽與特殊光纖的正常表面相匹配；半導(dǎo)體激光器芯片、裸光纖半柱透鏡和特殊光纖處在同一光軸上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：采用的組件是半導(dǎo)體激光芯片、裸光纖半柱透鏡以及特殊光纖，體積小，可以組裝實(shí)現(xiàn)集成；多方面的提高耦合效率，結(jié)構(gòu)簡單，容易獲得，價(jià)格低廉。
【IPC分類】G02B6/25, G02B6/42
【公開號】CN105572817
【申請?zhí)枴緾N201510989509
【發(fā)明人】曹長慶, 王香, 曾曉東, 馮喆珺, 霍熠偉, 羅龍, 成迎虹
【申請人】西安電子科技大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月24日