专利名称：一种实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光纤密排扫描成像技术领域，具体涉及一种用于激光照排、印花 成像、激光光绘及直接制版系统中实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块。
背景技术：
在激光照排机、印花成像机、激光光绘机以及直接制板机这一类激光扫描设备中， 实现多路光扫描的一个主要方案是采用多个半导体激光器、多路光纤密排构造一个光点线 阵列作为物平面，然后经过成像系统按一定比例成像在像平面(胶片或者是曝光板材表 面)上，从而实现多路扫描。然而由于普通光纤构造的原因，光纤中光只在中心很小的区域内分布，例如一个 典型的多模光纤尺寸是外径125微米，导光芯径(导光部分)为62. 5微米或50微米，如果 是单模光纤芯径只有8 10微米。即使光纤无间隙排列，密排阵列发出的光点之间也是分 离的(参见
图1)。以光纤阵列出光端面作为物平面，经过成像系统，在像平面上得到的光点 也是分离的，这是不能满足扫描要求的。为了解决这个问题，常用的解决方法有两种一种是采用“裸纤密排”，即采用复杂 的工艺技术剥离光纤的包层，只剩下中间的导光芯径(我们称之为裸纤)，然后对中间的导 光芯径进行密接排列。这种方法工艺难度很大，同时导光芯径密接排列是会产生相邻裸纤 之间光相互耦合串扰的现象。另一种方法是直接按外径密接排列，光点在几何上不能密接， 但是可以通过将整个密排线阵列倾斜一定角度，通过电路上的延时来控制打点，使光点密 排。这种方法是成功的，但是控制电路非常复杂，在更多路光纤排列时(1 路、256路或512 路)，密排阵列宽度很大，对聚焦成像光学系统要求很高。
发明内容本实用新型提供了一种实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，利用该 密排光纤模块，提高了扫描质量和精度，降低了对聚焦成像镜头的要求，实用性较强。一种实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，包括若干光纤层组件，所 述的光纤层组件包括表面刻有若干等间距分布的凹槽的基片以及固定在基片凹槽内的光 纤；所述的光纤层组件相互平行叠放固定，上下光纤层的光纤错位放置以保证所组成的光 纤阵列输出光点在水平线上的投影光点密接或适当重叠排列。为便于制作，一般选用的基片为单面或双面刻有若干等间距分布的V形槽或矩形 槽的硅基片或者是有机聚合物基片。为严格控制基片上V形槽或矩形槽的间距和深度，基 片的V形槽或矩形槽可通过光刻、湿法刻蚀等工艺得到。V形槽或矩形槽的大小需要根据实 际需要使用的光纤的规格确定。光纤、基片与玻璃压板之间一般选择通过紫外胶固定，玻璃 压板的选择有利于紫外光的投射，便于紫外胶的固化。为了实现多路光纤密排输出多路密接光点阵列，我们提出采用多层光纤密排线阵 列排列的方法，多层光纤密排线阵列中层与层之间平行排列，为实现密排光纤模块中所有光纤密排线阵列输出光点在水平线上的投影光点密接或适当重叠排列，可选择两种方式实 现一种是将若干光纤层组件依次平行错开一定的距离δ，保证不同光纤层组件上的光纤 相互错开，实现所有光纤密排线阵列输出光点在水平线上的投影光点密接或适当重叠排 列，多层线阵列整体水平放置，多层光纤密排线阵列中层与层之间的距离可以相等或者是 不相等，通过对不同层间的光纤阵列采用延迟输出方式，实现其输出光点阵列在水平线上 的投影，不同层间输入信号延迟时间由光纤阵列的层间距及聚焦成像面运动速度来决定； 另一种方法是将所有光线层上的光纤上下对正固定形成密排光纤模块，然后将密排光纤模 块与水平面设置一定的角度θ，多层光纤密排线阵列中层与层之间的距离保持相等，实现 所有光纤阵列输出光点在水平线上的投影光点密接或适当重叠排列。所以，优选的密排光纤模块中，所述的基片为单面刻有若干等间距分布的凹槽的 基片，所述的凹槽为V形槽或矩形槽；所述的光纤层组件包括基片、位于基片凹槽内的等规 格的光纤以及将光纤与基片固定的玻璃压板；所述的相邻两层光纤之间相互错开，错开距
离S = P，D为光纤的外径，η为光纤层的层数，η的大小由光纤外径D与光纤内导光芯径的 η
直径d确定-1< < ,且η取整数，例如对于标准62. 5/125多模光纤，光纤外
径D为125微米，光纤内导光芯径的直径d为62. 5微米，为实现光点密接，需要的光纤层数 为 η = 2。另一种优选的密排光纤模块中所述的基片为双面刻有若干等间距分布的凹槽的 基片，所述的凹槽为V形槽或矩形槽；所述的光纤层组件包括基片和位于基片的凹槽内的 等规格的光纤，所述的若干光纤层组件固定于上下两块相互平行的玻璃压板之间；所述的 两个相邻的基片相互靠近的一侧的凹槽相互对正，并将其中光纤固定；所述的相邻两层光
纤之间相互错开，错开距离5 = 0，D为光纤的外径，η为光纤层的层数，η的大小由光纤外径
η
D与光纤内导光芯径的直径d确定-1 < “《,且η取整数。为实现光纤密排线阵列密接，优选的密排光纤模块中，所述的基片为单面刻有若 干等间距的凹槽的基片，所述的凹槽为V形槽或矩形槽；所述的光纤层组件包括基片、位于 基片凹槽内的等规格的光纤以及将光纤与基片固定的玻璃压板，且相邻两层光纤层之间的 距离相等；所述的相邻两层光纤相互对正；所述的光纤层组件与水平面形成角度θ，所述
^ λ
的θ满足6> = arctan——其中D为光纤外径，η为光纤层层数，H为相邻两个光纤层
UhJ'
之间的距离，η由光纤外径D与光纤内导光芯径的直径d确定^^)-1 < 《，且η 取整数。同样，可优选的密排光纤模块中，所述的基片为双面刻有若干等间距分布的凹槽 的基片，凹槽为V形槽或矩形槽；所述的光纤层组件包括基片以及位于基片凹槽内的等 规格的光纤，所述的若干光纤层组件固定于两块相互平行的玻璃压板之间；所述的两个 相邻基片相互靠近的一侧的凹槽相互对正，并将其中的光纤固定；所述的相邻两层光纤
5层之间的距离相等；所述的单个基片的上下两个侧面上的凹槽之间相互对正，保证相邻 两层光纤上下相互固定；所述的光纤层组件与水平面形成一个角度Θ，所述的θ满足 ^f D λ
θ = arctan——其中D为光纤外径，η为光纤层层数，H为相邻两个光纤层之间的距
VnH)'
离，η由光纤外径D与光纤内导光芯径的直径d确定< 《￥，且η取整数。本实用新型的有益效果体现在(1)采用多层光纤密排线阵列错开排列或倾斜一定的角度，实现了多路光纤密排 输出光点的密接排列；(2)采用多层光纤密排线阵列避免了因为单层光纤排列中由于排列光纤数多，排 列光纤阵列宽度变宽，在螺旋扫描成像中螺旋升角变大输出图像质量变差的问题；(3)采用多层光纤密排线阵列避免了因为单层光纤排列中由于排列光纤数多，排 列光纤阵列宽度变宽，对聚焦成像镜头要求过高的问题。
权利要求1.一种实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，其特征在于包括若干光纤 层组件，所述的光纤层组件包括表面刻有若干等间距分布的凹槽的基片以及固定在基片凹 槽内的光纤；所述的光纤层组件相互平行叠放固定，上下光纤层的光纤错位放置以保证所 组成的光纤阵列输出光点在水平线上的投影光点密接或适当重叠排列。
2.根据权利要求1所述的实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，其特征在于，所述的基片为单面刻有若干等间距分布的凹槽的基片，所述的凹槽为V形槽或矩形槽；所述的光纤层组件包括基片、位于基片凹槽内的等规格的光纤以及将光纤与基片固定 的玻璃压板；所述的相邻两层光纤之间依次相互错开，错开距离5 = $，D为光纤的外径，η为光纤层η的层数，η的大小由光纤外径D与光纤内导光芯径的直径d确定。
3.根据权利要求1所述的实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，其特征在于，所述的基片为双面刻有若干等间距分布的凹槽的基片，所述的凹槽为V形槽或矩形槽；所述的光纤层组件包括基片和位于基片的凹槽内的等规格的光纤，所述的若干光纤层 组件固定于上下两块相互平行的玻璃压板之间；所述的两个相邻的基片相互靠近的一侧的凹槽相互对正，并将其中光纤固定；所述的相邻两层光纤之间依次相互错开，错开距离5 = $，D为光纤的外径，η为光纤层η的层数，η的大小由光纤外径D与光纤内导光芯径的直径d确定。
4.根据权利要求1所述的实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，其特征在于，所述的基片为单面刻有若干等间距分布的凹槽的基片，所述的凹槽为V形槽或矩形槽；所述的光纤层组件包括基片、位于基片凹槽内的等规格的光纤以及将光纤与基片固定 的玻璃压板，且相邻两层光纤层之间的距离相等； 所述的相邻两层光纤相互对正；所述的光纤层组件与水平线形成角度Θ，所述的θ满足 其中D为光纤外径，η为光纤层层数，H为相邻两个光纤层之间的距离，η由光纤外径D 与光纤内导光芯径的直径d确定。
5.根据权利要求1所述的实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，其特征在于，所述的基片为双面刻有若干等间距分布的凹槽的基片，凹槽为V形槽或矩形槽； 所述的光纤层组件包括基片以及位于基片凹槽内的等规格的光纤，所述的若干光纤层组件固定于两块相互平行的玻璃压板之间；所述的两个相邻基片相互靠近的一侧的凹槽相互对正，并将其中的光纤固定；所述的 相邻两层光纤层之间的距离相等； 所述的相邻两层光纤相互对正；所述的光纤层组件与水平线形成角度Θ，所述的θ满足
6.根据权利要求1 5任一权利要求所述的实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光 纤模块，其特征在于，所述的基片为硅基片或有机聚合物基片。
专利摘要本实用新型公开了一种实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，包括若干光纤层组件，所述的光纤层组件包括表面刻有若干等间距分布的凹槽的基片以及固定在基片凹槽内的光纤；所述的光纤层组件相互平行叠放固定，上下光纤层的光纤错位放置以保证所组成的光纤阵列输出光点在水平线上的投影光点密接或适当重叠排列。本实用新型的实现光纤密排线阵列中光点密接的密排光纤模块，避免了因为单层光纤排列中由于排列光纤数多，排列光纤阵列宽度变宽，在螺旋扫描成像中螺旋升角变大输出图像质量变差和对聚焦成像镜头要求过高的问题。
文档编号B41B19/00GK201886171SQ20102064463
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者侯昌伦 申请人:杭州梭钠科技有限公司