一种高功率光纤耦合器封装用装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高功率光纤耦合器封装用装置。该装置包括由三个初步光纤和光纤束固定结构件、一个二步单束光纤固定结构件、一个二步多束光纤固定结构件构成的光纤耦合器准直系统和由光纤耦合器封装体固定升降结构件构成的光纤耦合器固定封装升降系统，所有结构件均安装在直线导轨上。采用本装置能够提升封装体的散热均匀程度；在多光纤封装端利用二步多束光纤固定结构件将光纤束呈规则式等距分散状态，促使光纤之间彼此不相切，提升了多光纤端散热均匀性；由于在封装体固定平台上设计了与封装体面积相同的内槽和两侧小线槽，对光纤和光纤束有保护作用，提升了整体封装系统的一致性，并在光纤耦合器封装过程中无外部应力损伤。
【专利说明】
一种高功率光纤耦合器封装用装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及光纤耦合器封装技术，尤其涉及一种高功率光纤耦合器封装用装置。
【背景技术】
[0002]为了提高光纤耦合器散热能力，通常采用铝合金制方形封装外壳，铝合金制管状封装外壳等结构提高散热能力，但是其在高功率激光运行环境下，在能否实现均匀散热能力上存在局限性，对高功率光纤耦合器锥形体在封装体内槽位置提出高精度严格要求。因此需要对高功率光纤耦合器锥形体进行精密准直定位封装，才能进一步提高高功率光纤耦合器散热能力。传统光纤耦合器封装工艺技术难于解决光纤束封装位置光纤彼此相切的情况及光纤彼此间所受应力是否均匀的情况，两种情况都会在高功率激光运行的环境下引起的器件损毁。
[0003]中国专利CN202735538 U(授权公告号)公开了一种多根光纤耦合装置。将多束光纤通过两个定盘和转动的相对运动实现多根光纤的耦合。此技术实现了多束光纤非相切耦合，但由于光纤耦合系统利用弹簧将两端光纤拉紧，促使光纤耦合器所受应力变大，且在使用过程中易产生引起光纤耦合器损毁。
[0004]中国专利CN103424807A(申请公布号)公开了一种光纤耦合器封装体、封装体阵列及光纤耦合器用粘合剂。将光纤耦合器两端固定于固定用基槽的粘合部。此技术能够防止光纤耦合器的浪费并能够提高部件可靠性，但此技术对两束以上高功率光纤耦合封装存在局限性，如何实现高功率光纤耦合器多光纤端散热均匀性及光纤耦合器多光纤端封装位置没有具体描述。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术状况和存在的问题，本实用新型针对封装需求，特别研制一种高功率光纤耦合器封装用装置。将光纤耦合器锥形体精密定位在光纤耦合器封装体内槽中央，有利于提高高功率光纤耦合器均匀散热能力，并将提高高功率光纤耦合器可靠性和使用寿命，同时解决光纤耦合器封装过程多束光纤彼此间相切，保持高功率光纤耦合器光纤间彼此受力均匀。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:一种高功率光纤耦合器封装用装置，其特征在于:该装置包括光纤耦合器准直系统和光纤耦合器固定封装升降系统，所述的光纤耦合器准直系统包括三个初步光纤和光纤束固定结构件、一个二步单束光纤固定结构件和一个二步多束光纤固定结构件;所述的光纤耦合器固定封装升降系统为一个光纤耦合器封装体固定升降结构件;三个初步光纤和光纤束固定结构件、一个二步单束光纤固定结构件、一个二步多束光纤固定结构件和一个光纤耦合器封装体固定升降结构件均安装在直线导轨上。
[0007]本实用新型所述的光纤耦合器准直系统和光纤耦合器固定封装升降系统的结构件安装在直线导轨上，从左至右的顺序为:二步单束光纤固定结构件、一个初步光纤和光纤束固定结构件、光纤耦合器封装体固定升降结构件、两个初步光纤和光纤束固定结构件、二步多束光纤固定结构件;其中，每一个初步光纤和光纤束固定结构件均由光学开关和热缩套管构成，热缩套管固定在光学开关上的固定孔中；二步单束光纤固定结构件由单孔光纤固定夹固定模块和光纤固定夹构成，光纤固定夹固定在光纤固定夹固定模块的固定孔中；二步多束光纤固定结构件由多个光纤固定夹和多孔光纤固定夹固定模块构成，多个光纤固定夹分别固定在多孔光纤固定夹固定模块的固定孔中；所述光纤耦合器封装体固定升降结构件由光纤耦合器封装体固定平台和升降位移平台构成，光纤耦合器封装体固定平台固定在升降位移平台上;所述的单孔光纤固定夹固定模块、光学开关、升降位移平台和多孔光纤固定夹固定模块分别通过光学铁柱与滑片固定，并通过滑片固定于直线导轨上。
[0008]本实用新型所述的光纤耦合器封装体固定平台上设有与光纤耦合器封装体面积相同的内凹槽，并在内凹槽左右两侧分别设有小线槽。
[0009]采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点:
[0010]I)本装置在直线导轨上利用光纤耦合器固定封装升降系统和光纤耦合器准直系统将研制完成的光纤耦合器锥形连接体水平方向精确移动到与光纤耦合器封装体内槽相平行位置，并且在封装过程中将光纤耦合器锥形连接体精确封装在光纤耦合器封装体内槽的正中央，能够充分的提升散热均匀程度。
[0011]2)光纤耦合器准直系统平台可将研制完成的光纤耦合器精确准直，并且在多光纤封装端利用二步多束光纤固定结构件将光纤束呈规则式等距分散状态，促使在多光纤封装端光纤之间彼此不相切，提升多光纤端封装散热能力与单束光纤散热均匀性。
[0012]3)本装置的光纤耦合器固定封装升降系统中的光纤耦合器封装体固定平台上设计了与封装体等大的内槽和内槽两侧的小线槽，对光纤和光纤束均拥有保护作用，提升了整体封装系统水平的一致性，并在光纤耦合器封装过程中无外部应力损伤。
【附图说明】
[0013]图1为本装置的整体结构示意图；
[0014]图2为图1中光纤固定夹固定模块放大的侧视图；
[0015]图3为图1中多孔光纤固定夹固定模块放大的侧视图；
[0016]图4为图1中光纤耦合器封装体固定平台和升降位移平台的放大图；
[0017]图5为图4中光纤耦合器封装体固定平台的俯视图；
[0018]图6为高功率光纤耦合器锥形体示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明:
[0020]参照图1，本装置包括光纤耦合器准直系统和光纤耦合器固定封装升降系统，光纤耦合器准直系统包括三个初步光纤和光纤束固定结构件、一个二步单束光纤固定结构件和一个二步多束光纤固定结构件;光纤耦合器固定封装升降系统为一个光纤耦合器封装体固定升降结构件;三个初步光纤和光纤束固定结构件、一个二步单束光纤固定结构件、一个二步多束光纤固定结构件和一个光纤耦合器封装体固定升降结构件均安装在直线导轨I上。
[0021]本装置的工作原理:首先利用三个初步光纤和光纤束固定结构件将图6所示的高功率光纤耦合器锥形体初步固定，然后利用二步单束光纤固定结构件和二步多束光纤固定结构件将图6所示的高功率光纤耦合器锥形体再次固定，最后通过调节光纤耦合器封装体固定升降结构件将6所示的高功率光纤耦合器锥形体中心耦合区域精确的空间固定在光纤耦合器封装体内部。利用图1所示的高功率光纤耦合器封装用装置将图6所示的高功率光纤耦合器中心耦合区域精确定位于光纤耦合器封装体中央位置后，由于高功率光纤耦合器封装体结构采取上下结构模型，置于本装置内的封装体结构是光纤耦合器封装体下半部分结构，上下两封装体需要通过两侧螺丝对整个光纤耦合器封装体结构进行初步机械固定。在光纤耦合器封装体两侧出口位置涂点Cargille 0608光学凝胶，将图6所示的高功率光纤耦合器中心耦合区域封装于光纤耦合器封装体内部。
[0022]本装置的初步光纤固定结构件包括光学开关和热缩套管，通过三个初步光纤固定结构件将完成拉锥光纤耦合器固定在光纤耦合器封装体固定升降结构件上表面内部凹槽上，光纤耦合器封装体与结构件上表面内部凹槽面积相同设计，通过精密型手动升降位移平台将封装体移动到光纤耦合器锥形体正下方，并与封装体上表面在同一水平面上。由于高功率光纤耦合器封装体结构采取上下结构模型，置于本装置内的是光纤耦合器封装体下半部分结构，光纤耦合器封装体一般内部结构为圆筒状，将光纤耦合器锥形体置于光纤耦合器封装体下半部分正下方，正好与光纤耦合器横向中心方向相一致；同时将光纤耦合器锥形体与光纤耦合器封装体下半部分水平方向一齐，则再与光纤耦合器纵向中心方向相一致，如此一来，光纤彼此间不相切，封装完成的光纤耦合器光纤端部均位于光纤耦合器封装体内槽中央。
[0023]实施例:参照图1至图5，本装置的光纤耦合器准直系统和光纤耦合器固定封装升降系统的结构件安装在直线导轨I上，从左至右的顺序为:二步单束光纤固定结构件、一个初步光纤和光纤束固定结构件、光纤耦合器封装体固定升降结构件、两个初步光纤和光纤束固定结构件、二步多束光纤固定结构件。其中，每一个初步光纤和光纤束固定结构件均由光学开关4和热缩套管5构成，热缩套管5固定在光学开关4上的固定孔中；为了防止光纤在固定过程中损伤，用热缩套管在将要固定的光纤或者多光纤部位进行圈套，然后应用光学开关对热缩套管进行固定，由于光学开关的开关可控性有利于对光纤耦合器初步定位。二步单束光纤固定结构件由单孔光纤固定夹固定模块2和光纤固定夹3构成，光纤固定夹3固定在光纤固定夹固定模块2的固定孔中。二步多束光纤固定结构件由多个(七个或十九个)光纤固定夹3和多孔光纤固定夹固定模块11构成，多个光纤固定夹3分别固定在多孔光纤固定夹固定模块11的固定孔中。光纤耦合器封装体固定升降结构件由光纤耦合器封装体固定平台8和升降位移平台9构成，光纤耦合器封装体固定平台8固定在升降位移平台9上;升降位移平台9采用的是精密型手动升降位移平台。单孔光纤固定夹固定模块2、光学开关4、升降位移平台9和多孔光纤固定夹固定模块11分别通过光学铁柱6与滑片7固定，并通过滑片7固定于直线导轨I上。
[0024]参照图5，本装置的光纤耦合器封装体固定平台8上设有与光纤耦合器封装体面积相同的内凹槽13，并在内凹槽13左右两侧分别设有小线槽14，小线槽的宽度与深度均远大于光纤束直径，以防止封装过程中，由于应力而引起的断纤现象。光纤耦合器封装体固定平台8的内凹槽13的设计长度、宽度均与光纤耦合器封装体相一致，其设计高度均与光纤耦合器封装体高度的一半相一致。
[0025]图1所示的本装置单光纤端12的二步单束光纤固定结构件的光纤固定夹3直径为7mm；图2所示的单孔光纤固定夹固定模块2上设计一个相对光纤固定夹(直径:7mm)略大的固定孔，并用螺钉将光纤固定夹3再次固定在单孔光纤固定夹固定模块2上，后利用光学铁柱6和滑片7将整个结构件固定于直线导轨I上。为了防止光纤在固定过程中损伤，用热缩套管5将要固定的光纤或者光纤束部位进行圈套，再用光学开关4对热缩套管5进行固定，有利于对光纤親合器的初步定位。
[0026]在本装置单光纤端12的初步光纤和光纤束固定结构件，固定光纤用热缩套管5直径大小要尽量接近光纤大小，以便精确固定，例如:光纤直径为250um，则热缩套管直径在500um。本装置多光纤端10有两个初步光纤和光纤束固定结构件，因为多光纤端10二步多束光纤固定结构件结构分布分散的因素导致多光纤端10从左侧到右侧光纤束呈散射状分布，所以在多光纤端10设计两个初步光纤和光纤束固定结构件理由是为了使多光纤端10平稳过渡，实现多光纤端10光纤间彼此不相切，且光纤端10光纤间所受应力最小化。本装置多光纤端10距离升降位移平台9较近的初步光纤和光纤束固定结构件中热缩套管5直径大小为光纤束捆绑最小直径大小的两倍为最佳，以防止热缩套管5太小，使得光纤在热缩套管5内部打结，光纤之间相切，而不能满足封装要求。例如:多光纤端10为七根光纤，单根光纤直径:250um，则热缩套管5直径在1500um。而本装置多光纤端10距离多孔光纤固定夹固定模块11较近的初步光纤和光纤束固定结构件中热缩套管5直径大小为光纤束捆绑最小直径大小的四倍为最佳，例如:多光纤端10为七根光纤，单根光纤直径:250um，则热缩套管5直径在3000um。
[0027]本装置多光纤端10的二步多束光纤固定结构件包括七个(或十九个)光纤固定夹3，图3所示的多孔光纤固定夹固定模块11上设有七个相对光纤固定夹直径略大的固定孔，并由光学铁柱6和滑片7将整个结构件固定于直线导轨I上。图3所示的多孔光纤固定夹固定模块11中多孔设计理念是等边对称结构，例如:七孔光纤固定夹固定模块则为等边六边形。设计理由是为防止光纤束间相互并拢，打结，相切，并能更精确定位光纤间相互位置，有利于光纤间散热效果，提升封装效果。
[0028]参照图4和图5，将光纤耦合器封装体用螺丝固定在本装置的光纤耦合器封装体固定平台8的内凹槽13中。图4所示的升降位移平台9是精密型手动升降位移平台，将光纤耦合器封装体固定平台8固定在精密型手动升降位移平台上，并由光学铁柱6和滑片7将整个结构件固定于直线导轨I上。对准过程应用高分辨率C⑶照相机进行精确对准。
【主权项】
1.一种高功率光纤耦合器封装用装置，其特征在于:该装置包括光纤耦合器准直系统和光纤耦合器固定封装升降系统，所述的光纤耦合器准直系统包括三个初步光纤和光纤束固定结构件、一个二步单束光纤固定结构件和一个二步多束光纤固定结构件;所述的光纤耦合器固定封装升降系统为一个光纤耦合器封装体固定升降结构件;三个初步光纤和光纤束固定结构件、一个二步单束光纤固定结构件、一个二步多束光纤固定结构件和一个光纤耦合器封装体固定升降结构件均安装在直线导轨上。2.根据权利要求1所述的一种高功率光纤耦合器封装用装置，其特征在于:所述光纤耦合器准直系统和光纤耦合器固定封装升降系统的结构件安装在直线导轨(I)上，从左至右的顺序为:二步单束光纤固定结构件、一个初步光纤和光纤束固定结构件、光纤耦合器封装体固定升降结构件、两个初步光纤和光纤束固定结构件、二步多束光纤固定结构件;其中，每一个初步光纤和光纤束固定结构件均由光学开关(4)和热缩套管(5)构成，热缩套管(5)固定在光学开关(4)上的固定孔中；二步单束光纤固定结构件由单孔光纤固定夹固定模块(2)和光纤固定夹(3)构成，光纤固定夹(3)固定在光纤固定夹固定模块(2)的固定孔中；二步多束光纤固定结构件由多个光纤固定夹(3)和多孔光纤固定夹固定模块(11)构成，多个光纤固定夹(3)分别固定在多孔光纤固定夹固定模块(11)的固定孔中；所述光纤耦合器封装体固定升降结构件由光纤耦合器封装体固定平台(8)和升降位移平台(9)构成，光纤耦合器封装体固定平台(8)固定在升降位移平台(9)上;所述的单孔光纤固定夹固定模块(2)、光学开关(4)、升降位移平台(9)和多孔光纤固定夹固定模块(11)分别通过光学铁柱(6)与滑片(7)固定，并通过滑片(7)固定于直线导轨(I)上。3.根据权利要求2所述的一种高功率光纤耦合器封装用装置，其特征在于:所述的光纤耦合器封装体固定平台(8)上设有与光纤耦合器封装体面积相同的内凹槽(13)，并在内凹槽(13)左右两侧分别设有小线槽(14)。
【文档编号】G02B6/26GK205484902SQ201620191140
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】龙润泽, 张鹏, 黄榜才, 王晓龙, 梁小红
【申请人】中国电子科技集团公司第四十六研究所