一种光纤预埋式光纤阵列、光纤阵列连接结构及光模块的制造方法与流程

本发明涉及一种光纤通信领域的光学元件，具体涉及一种精密定位的光纤阵列及光模块的制造方法。

背景技术：

光纤阵列由于能够将光纤精确定位，因此成为连接光器件和光纤之间的重要耦合组件，被广泛应用于光通信器件的制作，比如平面光波导，阵列波导光栅，微机电系统，多通道光学模块等。

在光收发模块中，主要存在塑料透镜阵列和45°FA（光纤阵列）两种耦合方案。45°FA由于与VCSEL（垂直面发光激光源）阵列和PD（光探测器）阵列非常匹配，因此可以同时成功应用于10G以下的低速产品和40G，100G的高速产品中。但由于塑料透镜可以实现自动贴片，因此在生产效率和成本方面相比45°FA的解决方案具有较强的优势。但塑料的光学性能与热稳定性不及玻璃材料的45°FA。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种可以用于自动贴片工艺的光纤预埋式光纤阵列，从而达到可以与透镜方案相媲美的生产效率和成本。为此，本发明采用以下技术方案：

一种光纤预埋式光纤阵列，包含基板、盖片，盖片覆盖在基板上，所述基板上设置有定位槽，其特征在于：所述定位槽被分为预埋定位段、连接定位段和后装定位段，连接定位段处在预埋定位段和后装定位段之间，所述基板在所述预埋定位段和连接定位段之间有隔断槽；

所述光纤预埋式光纤阵列设置有预埋光纤段，预埋光纤段为裸光纤，被用第一胶固定在预埋定位段上，所述预埋光纤段的尾端超过隔断槽而处在连接定位段中；

所述后装定位段有光纤插入口；所述光纤插入口为具有导向面的导向段；

所述盖片从预埋定位段覆盖到后装定位段。

进一步地，所述基板的后部具有光纤粘结台。

本发明还提供了一种运用上述光纤预埋式光纤阵列的光纤阵列连接结构，达到可以与透镜方案相媲美的生产效率和成本，但光学性能更佳。其技术方案为：

一种光纤阵列连接结构，包含基板、盖片，盖片覆盖在基板上，所述基板上设置有定位槽，其特征在于：所述定位槽被分为预埋定位段、连接定位段和后装定位段，连接定位段处在预埋定位段和后装定位段之间，所述基板在所述预埋定位段和连接定位段之间有隔断槽，所述后装定位段有光纤插入口；所述光纤插入口为具有导向面的导向段，所述盖片从预埋定位段覆盖到后装定位段；

所述光纤阵列包括连接光纤，所述连接光纤被分为预埋光纤段和后装尾纤；

预埋光纤段为裸光纤，被用第一胶固定在预埋定位段上，所述预埋光纤段的尾端超过隔断槽而处在连接定位段中；所述后装尾纤的前部也为裸光纤，所述后装尾纤的前部进入所述后装定位段、连接定位段并在连接定位段与预埋光纤段的尾端对接并用第二胶固定；

所述第一胶和第二胶为不同的胶。

本发明还提供了一种运用上述光纤预埋式光纤阵列的光模块的制造方法，达到可以与透镜方案相媲美的生产效率和成本，但光学性能更佳。其技术方案为：

一种光模块的制造方法，其特征在于：它预制有上述的光纤预埋式光纤阵列；所述光模块的连接光纤被分为预埋光纤段和后装尾纤，所述预埋光纤段为预制的光纤预埋式光纤阵列中的预埋光纤段，后装尾纤的前部也为裸光纤，所述光纤预埋式光纤阵列适于用自动化设备粘结到光模块的电路板上；所述制造方法包括以下步骤：

用自动化设备将所述光纤预埋式光纤阵列粘结到光模块的电路板上；

将后装尾纤的前部穿入后装定位段、连接定位段，后装尾纤的前端与预埋光纤段的尾端对接，用第二胶固定；

所述第一胶和第二胶为不同的胶。

解决上述第一个技术问题，也可采用以下技术方案：

一种光纤预埋式光纤阵列，包含基板、盖片，所述基板上设置有定位槽，其特征在于：所述定位槽被分为预埋定位段、连接定位段和后装定位段，连接定位段处在预埋定位段和后装定位段之间，所述基板在所述预埋定位段和连接定位段之间有隔断槽，

所述光纤预埋式光纤阵列设置有预埋光纤段，预埋光纤段为裸光纤，被用第一胶固定在预埋定位段上，所述预埋光纤段的尾部超过预埋定位段而处在隔断槽到连接定位段的区间中；所述盖片覆盖在预埋定位段上，将预埋光纤段的尾部暴露在外。

进一步地，所述后装定位段的外侧端口为有具有导向面的导向段。

进一步地，所述基板的后部具有光纤粘结台。

本发明还提供了一种运用上述光纤预埋式光纤阵列的光纤阵列连接结构，达到可以与透镜方案相媲美的生产效率和成本，但光学性能更佳。其技术方案为：

一种光纤阵列连接结构，包含基板、盖片，所述基板上设置有定位槽，其特征在于：所述定位槽被分为预埋定位段、连接定位段和后装定位段，连接定位段处在预埋定位段和后装定位段之间，所述基板在所述预埋定位段和连接定位段之间有隔断槽；

所述光纤阵列包括连接光纤，所述连接光纤被分为预埋光纤段和后装尾纤；

预埋光纤段为裸光纤，被用第一胶固定在预埋定位段上，所述预埋光纤段的尾端超过预埋定位段而处在隔断槽到连接定位段的区间中，所述盖片覆盖在预埋定位段上，将预埋光纤段的尾部暴露在外；

所述后装尾纤的前部也为裸光纤，所述后装尾纤的前部进入所述后装定位段而与预埋光纤段的尾端对接并用第二胶固定；

所述第一胶和第二胶为不同的胶。

本发明还提供了一种运用上述光纤预埋式光纤阵列的光模块的制造方法，达到可以与透镜方案相媲美的生产效率和成本，但光学性能更佳。其技术方案为：

一种光模块的制造方法，其特征在于：它预制有上述的光纤预埋式光纤阵列；所述光模块的连接光纤被分为预埋光纤段和后装尾纤，所述预埋光纤段为预制的光纤预埋式光纤阵列中的预埋光纤段，后装尾纤的前部也为裸光纤，所述光纤预埋式光纤阵列适于用自动化设备粘结到光模块的电路板上；所述制造方法包括以下步骤：

用自动化设备将所述光纤预埋式光纤阵列粘结到光模块的电路板上；

将后装尾纤的前部穿入后装定位段、连接定位段，后装尾纤的前端与预埋光纤段的尾端对接，用第二胶固定；

所述第一胶和第二胶为不同的胶。

解决上述第一个技术问题，也可采用以下技术方案：

一种光纤预埋式光纤阵列，包含基板、盖片，所述基板上设置有定位槽；其特征在于：所述光纤预埋式光纤阵列设置有预埋光纤段，预埋光纤段包括处在定位槽中的裸光纤，所述裸光纤被用第一胶固定在定位槽中；所述预埋光纤段还具有凸出于定位槽后端外的光纤连接段。

本发明还提供了一种运用上述光纤预埋式光纤阵列的光纤阵列连接结构，达到可以与透镜方案相媲美的生产效率和成本，但光学性能更佳。其技术方案为：

一种光纤阵列连接结构，包含基板、盖片，所述基板上设置有定位槽，其特征在于：

所述光纤阵列包括连接光纤，所述连接光纤被分为预埋光纤段和后装尾纤；

预埋光纤段包括处在定位槽中的裸光纤，被用第一胶固定在定位槽中；所述预埋光纤段还具有凸出于定位槽后端外的光纤连接段，光纤连接段和后装尾纤熔接。

本发明还提供了一种运用上述光纤预埋式光纤阵列的光模块的制造方法，达到可以与透镜方案相媲美的生产效率和成本，但光学性能更佳。其技术方案为：

一种光模块的制造方法，其特征在于：它预制有上述的光纤预埋式光纤阵列；所述光模块的连接光纤被分为预埋光纤段和后装尾纤，所述预埋光纤段为预制的光纤预埋式光纤阵列中的预埋光纤段，所述光纤预埋式光纤阵列适于用自动化设备粘结到光模块的电路板上；所述制造方法包括以下步骤：

用自动化设备将所述光纤预埋式光纤阵列粘结到光模块的电路板上；

将后装尾纤与预埋光纤段的光纤连接段熔接。

本发明具有以下优点：可以用于光纤阵列在PCB板上的自动贴片工艺，可以大幅度提升光纤通信元器件的生产效率和成本竞争力，适合规模化批量生产的应用，同时，光学性能和热稳定性能能比肩于45°FA（光纤阵列）。

附图说明

图1是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例1的爆炸示意图。

图2是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例1的俯视图。

图3是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例1的侧视图。

图4是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例1的剖视图。

图5是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例2的爆炸示意图。

图6是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例2的俯视图。

图7是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例2的侧视图。

图8是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例2的剖视图。

图9是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例3的爆炸示意图。

图10是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例3的俯视图。

图11是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例3的侧视图。

图12是本发明所述的光纤阵列连接结构实施例3的剖视图。

具体实施方式

下面，参考附图描述本发明的优选实施例。提供附图的目的是为了说明实施例，而不是意图限制本发明的范围。在附图中，相同的参考标记表示相同的部件，并且可以不再重复说明。附图的尺寸比例不一定精确。

实施例1，参照附图1-4。

本发明所提供的光纤预埋式光纤阵列，包含基板1、盖片3，盖片3覆盖在基板1上，所述基板上设置有定位槽10，所述定位槽被分为预埋定位段11、连接定位段12和后装定位段13，连接定位段12处在预埋定位段11和后装定位段13之间，所述基板1在所述预埋定位段11和连接定位段12之间有隔断槽14，隔断槽14用于使在预埋定位段11粘固预埋光纤段21的第一胶的多余量被其存储而不会流到连接定位段影响光学性能，所述隔断槽14一般为垂直于定位槽10，如果定位槽10有多条，则隔断槽14横贯所有定位槽10。

所述后装定位段14有光纤插入口140；所述光纤插入口140为具有导向面141的导向段。

所述盖片3从预埋定位11段覆盖到后装定位段13，盖片3的前端与基板1端面有一定距离。盖片3为玻璃盖片或其他材料盖片。

所述光纤预埋式光纤阵列包括连接光纤，光纤阵列可以是单纤阵列，也可以为多纤阵列，本实施例中，为两芯光纤阵列。

所述连接光纤被分为预埋光纤段21和后装尾纤22。预埋光纤段21为剥除覆层的裸光纤，被用第一胶41固定在预埋定位段11上，所述预埋光纤段的尾端210超过隔断槽14而处在连接定位段12中。

所述后装尾纤22的前部也为裸光纤221，所述后装尾纤的前部221进入所述后装定位段13、连接定位段12，并和预埋光纤段的尾端210对接并用第二胶42固定；

采用上述结构，第一胶41和第二胶42可以采用不同的胶，既保证光纤固定牢固又保证光学性能及降低胶的成本，所述第一胶41可以用普通的光纤固定胶，第二胶42为光学胶，将其粘结后装尾纤的前端220和预埋光纤段的尾端210，保证光学性能，后装尾纤的前部的其它部分可以用第二胶固定在后装定位槽中，如为了节省起见，也可用第一胶41固定。

所述基板1的后部具有光纤粘结台15，用于粘结固定后装尾纤。

在制造光模块时，上述光纤预埋式光纤阵列先被预制；所述光纤预埋式光纤阵列没有尾纤，非常适于用自动化设备粘结到光模块的电路板上；在用自动化设备将所述光纤预埋式光纤阵列粘结到光模块的电路板上后，将后装尾纤的前部221穿入后装定位段13、连接定位段12，后装尾纤的前端220与预埋光纤段的尾端210对接，用第二胶固定；实现快速高效安装，并保证热稳定性和光学性能，能够比肩于45°FA（光纤阵列）。

在预制光纤预埋式光纤阵列时，盖片3将预埋光纤段21压入预埋定位段11，预埋光纤段21的前端与基板端面对齐，通过研磨成45°面或其它角度，比如在0°到60°之间的某个角度。预埋光纤2的前端也可突出基板端面一定的长度，如0.15mm -0.35mm，并一同研磨成45°面或其它角度，比如在0°到60°之间的某个角度。

实施例2，参照附图5-8。

在本实施例中，基板1上的结构和实施例1相同，连接光纤也被分为预埋光纤段21和后装尾纤22。预埋光纤段21为剥除覆层的裸光纤，被用第一胶41固定在预埋定位段11上，所述预埋光纤段的尾端210超过隔断槽14而处在隔断槽14到连接定位段12的区间中；所述盖片3覆盖在预埋定位段11上，将预埋光纤段的尾部221暴露在外。

后装尾纤的前部221进入所述连接定位段12、后装定位段13而与预埋光纤段的尾端210对接并用第二胶42固定。预埋光纤段的尾部211可一直伸到连接定位段12，尾端210与后装尾纤的前端220对接，预埋光纤段的尾部211也可只伸到隔断槽14上，尾端210在隔断槽14上与后装尾纤的前端220对接，此时，连接定位段仍能起到连接定位作用，对后装尾纤的靠近前端部位进行定位，保证对接质量。

一般地，如果预埋光纤段的尾部210仅凸出到隔断槽14，其凸出盖片3的长度在0.2mm左右，此时盖片的后端最好和预装定位段11的后端齐平。尾纤前部221可以先采用上部落槽的方法伸入定位槽进行组装。

采用上述结构，第一胶41和第二胶42可以采用不同的胶，既保证光纤固定牢固又保证光学性能及降低胶的成本，所述第一胶41可以用普通的光纤固定胶，第二胶42为光学胶，将其粘结后装尾纤的前端220和预埋光纤段的尾端210，保证光学性能，后装尾纤的前部的其它部分可以用第二胶固定在后装定位槽中，如为了节省起见，也可用第一胶41固定。

所述基板1的后部具有光纤粘结台15，用于粘结固定后装尾纤。所述后装定位段的外侧端口可以为有具有导向面的导向段，也可取消该导向段。

在制造光模块时，上述光纤预埋式光纤阵列先被预制；所述光纤预埋式光纤阵列没有尾纤，非常适于用自动化设备粘结到光模块的电路板上；在用自动化设备将所述光纤预埋式光纤阵列粘结到光模块的电路板上后，将后装尾纤的前部穿入后装定位段13、连接定位段12，后装尾纤的前端220与预埋光纤段的尾端210对接，用第二胶固定；实现快速高效安装，并保证热稳定性和光学性能，能够比肩于45°FA（光纤阵列）。

在预制光纤预埋式光纤阵列时，盖片3将预埋光纤段21压入预埋定位段11，预埋光纤段21的前端与基板端面对齐，通过研磨成45°面或其它角度，比如在0°到60°之间的某个角度。

在图5-8中，附图标号和图1-4相同的，代表相同的含义。

实施例3，参照图9-12。

本实施例中，本发明所提供的光纤预埋式光纤阵列，包含基板1、盖片3，所述基板上设置有定位槽100。盖片3为玻璃盖片或其他材料盖片。

所述光纤预埋式光纤阵列包括连接光纤，光纤阵列可以是单纤阵列，也可以为多纤阵列，本实施例中，为两芯光纤阵列。

所述连接光纤被分为预埋光纤段21和后装尾纤22。预埋光纤段21包括处在定位槽中的裸光纤，所述裸光纤被用第一胶41固定在定位槽中；所述预埋光纤段还具有凸出于定位槽后端外的光纤连接段212。

光纤连接段212和后装尾纤22熔接，附图标号200为熔接处。

所述基板1的后部具有光纤粘结台15，用于粘结固定后装尾纤。

在制造光模块时，上述光纤预埋式光纤阵列先被预制；所述光纤预埋式光纤阵列没有尾纤，非常适于用自动化设备粘结到光模块的电路板上；在用自动化设备将所述光纤预埋式光纤阵列粘结到光模块的电路板上后，将后装尾纤与预埋光纤段的光纤连接段熔接；实现快速高效安装，并保证热稳定性和光学性能，能够比肩于45°FA（光纤阵列）。

在预制光纤预埋式光纤阵列时，盖片3将预埋光纤段21压入定位槽100，预埋光纤段21的前端与基板端面对齐，通过研磨成45°面或其它角度，比如在0°到60°之间的某个角度。预埋光纤2的前端也可突出基板端面一定的长度，如0.15mm -0.35mm，并一同研磨成45°面或其它角度，比如在0°到60°之间的某个角度。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。