一种超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光纤与光源对接耦合技术，设计一种用于小体积低成本开环光纤陀螺中超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置及方法。
【背景技术】
[0002]光纤陀螺以光纤作为光的传播路径，其体积更小、质量更轻;光纤陀螺以半导体激光器作为光源，陀螺内部不需要高压引燃装置，陀螺效率更高、功耗更低;在光纤陀螺环形光路内不存在反射镜等引起损耗的装置，光纤陀螺几乎不受闭锁现象任何影响，不需要额外增加偏频装置，陀螺可靠性更高。因此，在一些军用和民用惯性测量领域，光纤陀螺已经得到应用
[0003]光纤与光源对接耦合方法是光纤陀螺的核心技术，目前大多数的光纤与光源对接耦合采用光纤直准系统，即先将光纤金属化后在光纤端面增加透镜，再与光源耦合封装的方法，此方法耦合效率高，封装后可直接作为光源器件出售，但光纤金属化工艺只适用于直径在Mi以上可熔接光纤，且耦合后器件体积大，不适用于小体积光纤陀螺装配的缺点。
[0004]开环光纤陀螺凭借其较低的成本，以及模拟输出在低速稳定装置的应用优势，在中、低精度应用领域已被广泛应用，为了满足其小体积低成本的要求，采用超细径保偏光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置及方法，具有下列优势:
[0005]I)开环光纤陀螺使用40μπι超细径保偏光纤太细无法熔接，此方案是将绕制完成的光纤环尾纤直接与裸芯片光源对接，在线制作光源器件，省去传统光源器件与光纤环熔接的环节。
[0006]2)使用裸芯片直接对接耦合光纤环制作的光源器件体积为(3X5 X2)mm，适用于小体积开环光纤陀螺装配。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的解决的技术问题是:提供一种用于小体积低成本开环光纤陀螺超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置。
[0008]本实用新型的技术方案是:一种用于超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置，其包括三维加热台、加热控制器、光源驱动器、光功率接受器、定位块、左夹持器、右夹持器、送料导槽，其中光功率接受器用来连接光纤及读出光纤接收到的光功率数值，定位块通过送料导槽加持在三维加热台上的左夹持器上，将光纤一端放置在光纤定位器上，另一端接入光功率接收器中，将光纤焊接在定位块上;光源驱动连接在三维加热台上右夹持器上，光源夹持器安装在三维移动台体上，镀制好的裸芯片光源通过送料导槽加持在右夹持器上，通过三维平台移动光源，将光源发出光耦合进光纤。
[0009]左夹持器和右夹持器均为石英夹持器。
[0010]定位块的两个相邻面的固定位置上涂覆高、低两个熔点的焊锡;在光源发光窗下方涂覆低熔点焊锡。
[0011]光纤与定位块的固定时，制作完成的定位块加持在对接耦合装置上，将光纤一端放置在定位块高熔点焊锡上。
[0012]本实用新型的技术效果是:利用不同熔点焊锡的温度差，首先在定位块两相邻侧面涂覆高低两种熔点的焊料，使用高熔点焊锡将光纤和定位块焊接，再将光源定位块上的光纤对准，整个过程实时监测光功率变化，通过三维台改变光源的位置，当光纤接收光源发出光最大量时，融化定位块与光源相邻侧面的熔点焊料完成焊接。所述对接耦合方案实现了 40μπι超细径光纤与体积为(3X3X2 )mm光源裸芯片在线对接耦合，满足低成本小体积开环光纤陀螺的光源组件的制作，且满足低蠕变、长期可靠性高等要求，具有较大的实际应用价值。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置结构示意图；
[0014]图2是图1的局部不意图；
[0015]图3是图2的局部不意图；
[0016]图4是图2的局部不意图；
[0017]图5是图2的局部不意图；
[0018]图6是光纤与光源对接耦合完成后的光源组件图示；
[0019]图7为定位块和光源的剖视图，
[0020]其中，1-定位块，2-光源，3-光纤，4-光源驱动器，5-加热控制器，6_光功率接收器，7-三维加热台，8-预处理加热台，9-右夹持器，10-送料导槽，11-光纤定位器，12-加热头。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本实用新型作详细说明。
[0022]请参阅图1，本实用新型超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置包括预处理加热台8、三维加热台7、加热控制器5、光源驱动器4、光功率接受器6。其中，光功率接受器6用来连接光纤及读出光纤接收到的光功率数值，光源驱动4连接在三维加热台7上右夹持器9上，用于给光源供电，加热控制器用来控制定位器下方的加热器升降温。
[0023]其中:三维移动台行程23mm，精度0.5μπι;台体基座部分装载左石英夹具用于加持定位块，右石英夹持器安装在三维移动台上用于加持裸芯片光源，基于杠杆压片的加热模块位于左夹持器下方，用来加热定位块。
[0024]下面给出使用本实用新型超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置制作光源组件的工艺方法及过程，其步骤如下:
[0025]步骤I在显微镜下将(2X3X2)mm定位块I放置在预处理加热台8上，在任一 (2X3)mm的面镀制熔点183°C焊料，然后在其左相邻面镀制145°C焊料，在裸芯片光源光窗下方镀制145焊料。
[0026]步骤2将镀制好的定位块I通过送料导槽加持在三维加热台7上的左夹持器上，将光纤一端放置在光纤定位器11上，另一端接入光功率接收器6中，将加热定位块至183°C，将光纤焊接在定位，I上。
[0027]步骤3将镀制好的裸芯片光源通过送料导槽10加持在右夹持器9上，打开光源驱动器4，调节三维加热台将光功率接收器6数值调节到最大，将加热器升温至145°C，再次调节三维加热台使光功率接收器6数值最大后降温，完成焊接。
[0028]本实用新型方案实现了 40μπι超细径光纤与体积为(3X3X2)mm光源裸芯片在线对接耦合，特别是通过温度参数、位移参数以及光学参数的控制，有效保证了耦合精确性，满足低成本小体积开环光纤陀螺的光源组件的制作，且满足低蠕变、长期可靠性高等要求，具有较大的实际应用价值。
【主权项】
1.一种超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置，其特征在于，包括三维加热台、加热控制器、光源驱动器、光功率接受器、定位块、左夹持器、右夹持器、送料导槽，其中光功率接受器用来连接光纤及读出光纤接收到的光功率数值，定位块通过送料导槽加持在三维加热台上的左夹持器上，将光纤一端放置在光纤定位器上，另一端接入光功率接收器中，将光纤焊接在定位块上;光源驱动连接在三维加热台上右夹持器上，光源夹持器安装在三维移动台体上，镀制好的裸芯片光源通过送料导槽加持在右夹持器上，通过三维平台移动光源，将光源发出光耦合进光纤。2.根据权利要求1所述的超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置，其特征在于，左夹持器和右夹持器均为石英夹持器。3.根据权利要求1所述的超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置，其特征在于:定位块的两个相邻面的固定位置上涂覆高、低两个熔点的焊锡;在光源发光窗下方涂覆低熔点焊锡D4.根据权利要求3所述的超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置，其特征在于:光纤与定位块的固定时，制作完成的定位块加持在对接耦合装置上，将光纤一端放置在定位块1?溶点焊锡上。
【专利摘要】本实用新型属于光纤与光源对接耦合技术，涉及一种超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置。所述超细径光纤与裸芯片光源在线对接耦合装置包括预处理加热台，对接耦合三维台加热台，加热控制器，光源驱动器，光功率接受器。本实用新型利用温度梯度，使用高熔点焊锡将光纤固定在定位块上，再使用低熔点焊锡将定位块与光源焊接，并保证整个焊接过程光功率实时监测，达到最大光功率时完成焊接。本实用新型实现了超细径光纤与光源裸芯片在线对接耦合，满足低成本小体积开环光纤陀螺的光源组件的制作，且满足低蠕变、长期可靠性高等要求，具有较佳的实际应用价值。
【IPC分类】G02B6/42
【公开号】CN205333918
【申请号】CN201520962296
【发明人】赵婧, 张佳全, 赵磊, 赵海军, 赵阳, 张波, 郭卫华, 苏慧, 腊旭辉, 李新飞
【申请人】中国航空工业第六一八研究所
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年11月26日