专利名称：一种制造阵列光纤的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造不同规格的阵列光纤的方法和装置，该阵列光纤可使用于单根光纤 和其它光波导的连接，特别涉及一种制作阵列光纤的方法和装置，该方法操作方便，可进行 大批量的阵列光纤的生产。
背景技术：
阵列波导器件是支撑未来光通信技术发展的光微纳器件，具有广泛的应用前景，它采用 MEMS工艺制造波导芯片，将常规分立光学元件的各种功能集成到同一光学衬底表面，完成常 规由多个分立光学元件多构成的庞大的光学系统的光信息处理能力，实现光功率分配、光开 关、光滤波等功能，具有结构紧凑、抗干扰、性能一致性好、便于自动化批量生产等突出优 势，是目前光电子器件发展的前沿。
阵列光纤作为诸多阵列波导器件中的一种，主要应用在光纤和波导芯片的光路耦合，由 于具有高的稳定性、可靠性和光耦合效率高等优点，已经在光通信领域中得到了十分广泛应 用。目前随着半导体工艺的成熟，阵列光纤的制作主要在石英玻璃、耐热玻璃或者硅基V形 上完成，通过V形槽的定位和紫外胶的固定来控制单根光纤彼此之间的位置。
制作阵列光纤的原料之一是光纤带，每一条光纤带包括数根光纤，该数条光纤集成在一 起成为带状形状，具有公共的涂敷层，并且相邻光纤的纤芯之间的距离等于单根光纤的直径 即250um，其规格主要有2芯、4芯、8芯、16芯、32芯的等。现有的制作阵列光纤的方法中必 须将光纤带一端的光纤共同的涂敷层去掉，而去掉涂敷层的裸露的光纤是散状的，极难通过 普通夹具将这些本来排列有序、相邻间隔一定的光纤再次排列成相邻纤芯距离为127um或者 250um (2种规格)的状态，而且即便某些特殊夹具可以做到，也需要很多的时间和精力，并 且随着光子集成通信的迅速发展，需要更多通道的阵列光纤来与相应的波导芯片相连接，这 样就对阵列光纤的制造提出了更高的要求。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是提供一种制造阵列光纤的方法与装置。这种方法简单易 操作、所需装置的成本低廉，而且可以用于阵列光纤的批量化成产。 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为
4一种制造阵列光纤的方法，其特征在于，包括以下步骤
1) 剥离光纤带的涂敷层使得一段光纤带中的光纤裸露出来；在裸露出的光纤两端都保留 有完整的光纤带端；将所述的光纤带端通过阵列光纤夹具夹紧固定；
2) 将裸露出的光纤放入V型槽中；在V型槽上施加适量第一胶体，再通过上盖板压紧V型 槽里的光纤，使得第一胶体固化；
3) 切除处于头部多余的光纤带端，并在处于尾部的光纤带端施加适量第二胶体，并使处 于尾部的光纤带端固定，即制得阵列光纤。
所述的步骤l)为取一条光纤带，剥离光纤带的涂敷层使得一段光纤带中的光纤裸露 出来；在裸露出的光纤两端都保留有完整的光纤带端，制得第一光纤带；剥离另一条光纤带 的涂敷层使得一段光纤带中的光纤裸露出来；在裸露出的光纤两端都保留有完整的光纤带端 ，制得第二光纤带；使用光纤隔离棒将第一光纤带的单根裸纤在垂直方向上向上拱起，将第 二光纤带的单根裸纤在垂直方向上向下拱起，此时向下拱起和向上拱起的单根裸纤彼此交替 交叉放置并由光纤隔离棒隔开，同时第一光纤带和第二光纤带的光纤带端的状态是上下紧密 重叠放置；将所述的光纤带端通过阵列光纤夹具夹紧固定。这种方法用于制作相邻纤芯芯 距为127um规格的阵列光纤
所述的第一胶体为紫外固化胶，体收縮率小于0.5%，所述的第二胶体为紫外固化胶，粘 度大于20000cP。
采用紫外光固化第一胶体和第二胶体。
在所述的步骤2)中，在上盖板上端施加均匀压力以压紧V型槽中的光纤。 步骤3)中，对固定好光纤带端的阵列光纤进行端面的研磨，使阵列光纤的端面呈直角 或正负斜8度平面。
一种制造阵列光纤的装置，其特征在于，用于夹持和固定光纤带的夹具、用于观察并且 放置裸纤于V形槽上的显微镜、用于施胶并采用紫外光固化的点胶和紫外光固化装置以及用 于对上盖板施加均匀压力的施压装置。
所述的制造阵列光纤的装置还包括用于隔离裸纤的隔离棒。
本发明采用了一种巧妙的制作阵列光纤的方法，该方法包括将剥离涂敷层的光纤更快更 好的定位在V形槽上并固定，在定位方面选择将光纤带中的适当长度的一段剥离涂敷层，并 保留该裸纤两端的光纤带，因为光纤带中光纤纤芯距为250um，这样散状的裸纤因为两端光 纤带的保留就有一个基本的定位，利用这个基本的定位是本发明阵列光纤制作方法的特色。 该方法的详细内容包括对多通道不同规格阵列光纤的制造方法，主要包括纤芯距有250um和1、 现在常用的250um光纤芯距的阵列光纤主要有l通道，2通道、4通道和8通道的，针对 这些型号的阵列光纤的制造方法，主要包括以下各步骤
根据所制作的不同型号的阵列光纤来选择合适规格的光纤带，剥离适当长度的光纤带的 涂敷层以使得单根光纤裸露出来，并保留裸纤两端完整的带端，将所述的裸纤两端完好的带 端用阵列光纤夹具夹紧固定。
所述的裸露光纤和放置在规格适合的V形槽中，施适量第一胶体(紫外固化胶，体收縮 率小于0.5%)，再用上盖板施加均匀压力压紧并采用紫外光固化。
剪断所述光纤带多余的光纤，施适量第二胶体(紫外固化胶，粘度大于20000cP)固定 尾端的光纤带，并对固定好的阵列光纤进行端面的研磨成直角和正负斜8度平面。
2、 现在常用的127um光纤芯距的阵列光纤主要有8通道和8通道以上的，针对这些型号的 阵列光纤的制造方法主要包括以下各步骤
根据要制作阵列光纤的规格来选择合适规格的光纤带，剥离其中适当长度的涂敷层以使 得单根光纤裸露出来，所述的剥离涂敷层后的光纤带需保留裸露光纤两端完整带端。
使用工具光纤隔离棒将一条剥离好的光纤带的单根光纤在垂直方上向上拱起，同样的方 法将另一条同样剥离好的光纤带的单根光纤在垂直方上向下拱起，此时将向下拱起和向上拱 起的单根光纤彼此交替交叉放置并用光纤隔离棒隔开，同时这两条光纤带的两端带端的状态 是上下紧密重叠放置。由于裸纤两端的光纤带的作用，去掉涂敷层的光纤的纤芯距在250um 左右，而此时裸纤的直径是125um，所以在不改变位置而仅用另一个光纤带中的裸纤来填补 去掉涂敷层的空隙，不仅容易定位光纤，而且可保证相邻光纤的纤芯距在125左右，这个纤 芯距与V形槽的相邻槽间距127um相近。
将所述的光纤带两端完好的并且紧密重叠放置的带端用阵列光纤夹具夹紧固定。
所述的裸露光纤和放置在规格适合的V形槽中，施适量第一胶体，再用上盖板施加均匀 压力压紧并采用紫外光固化。
剪断所述光纤带多余的光纤，施适量第二胶体固定尾端的光纤带，并对固定好的阵列光 纤进行端面的研磨成直角和正负斜8度平面。
3、 对于多通道的阵列光纤要求有相应纤芯数的光纤带，如果一条光纤带的纤芯数比较 少，可以使用两条或多条同规格的光纤带并行排列的办法来增加光纤的数目， 一般的阵列光 纤通道为2W (N为大于等于O的整数)，对于1通道的，必须直接用带根光纤来制作；对于2W
(N大于等于l)通道的则可以由一个2W芯的光纤带或者由2t个2^t的光纤带并行排列的方法来制作；通过这种办法，可以使用芯数小的光纤带制作多通道的阵列光纤。 4、本发明制作阵列光纤的方法所需要的装置及其用途如下 用于隔离裸纤的隔离棒； 用于夹持和固定光纤带的夹具； 用于观察并且放置裸纤于V形槽上的显微镜； 用于施胶并采用紫外光固化的点胶和采用紫外光固化系统； 用于夹持上盖板的真空吸附系统； 用于对上盖板施加均匀压力的施压装置； 以上所述的装置易加工、成本低、易操作，可重复使用。
本发明所具有的有益效果
本发明提供了一种制造不同规格的阵列光纤的方法和装置，该阵列光纤可用于光纤和波 导器件的连接，该方法操作方便，可用于制作不同规格的阵列光纤(具体的规格有250um和 127um规格，127um纤芯距的阵列光纤主要是8通道和8通道以上的；250um纤芯距的阵列光 纤主要是l通道，2通道、4通道和8通道的)，而且制作所用装置简单易制、成本低廉，其简 单程度和成本远远低于现有的制作阵列光纤的方法和装置，并且该方法和装置可应用于大批 量的阵列光纤的生产。
图l制作纤芯距为127um的8通道阵列光纤的范例；
图2制作纤芯距为250um的4通道阵列光纤的范例；
图3制作纤芯距为250um的阵列光纤的侧面示意图4制作纤芯距为250um的4通道阵列光纤的范例的端面示意图5制作纤芯距为127um的阵列光纤的侧面示意图6制作纤芯距为127um的8通道阵列光纤的范例的端面示意图7制作纤芯距为127um的8通道阵列光纤的范例中光纤带裸纤的排列位置以及在V形槽 中的定位后的顺序；(a为立体图，b为俯视图。)
图8 4芯光纤带并行紧密排列和上下紧密重叠状态；
图9两条8通道光纤带用隔离帮排列后的顺序；
图IO制作完毕的阵列光纤侧面图，端面打磨呈直角；图ll制作完毕的阵列光纤侧面图，端面打磨呈0度或者正负斜8度角。图IO， ll中， 黑色部分为紫外光胶固化部分，点状填充部分为固定光纤带尾端的胶体，即第二胶体。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。 实施例l:
针对现在常用的250um光纤芯距的阵列光纤主要有l通道，2通道、4通道和8通道的，以 制作4通道的阵列光纤的范例来说明这些型号的阵列光纤的制造方法，参见图2、图3和图4， 主要包括以下各步骤
根据所制作的4通道的阵列光纤可选择4芯的光纤带01，剥离适当长度(以适宜观察和放 置在V形槽上为标准， 一般取8-12mm)的光纤带的涂敷层以使得单根光纤02裸露出来，并保 留裸纤两端完整的带端，将裸纤02两端完好的带端用阵列光纤夹具04夹紧固定。
使用显微镜将光纤带的裸露光纤大致放置在4通道的V形槽03中，施加一定量的第一胶体 06，在上盖板05上施加均匀压力压紧并用紫外灯照射固化。
剪断所述光纤带多余的光纤，施适量第二胶体固定尾端的光纤带，并对固定好的阵列光 纤进行端面的研磨以其成直角(如图IO)和正负斜8度平面(如图ll)。
实施例2:
现在常用的127um光纤芯距的阵列光纤主要有8通道和8通道以上的，由于光纤带中 相邻光纤的纤芯距是250um，如果剥离涂敷层的单根光纤的直径是125um，这样相邻光纤之间 纤芯距方向的空隙大致有125um，如果利用这个空隙填补上一根剥离涂敷层的光纤则能很好 的保证相邻光纤纤芯距之间的纤芯距大致在125um，这样可以十分方便的定位在127um的V形 槽上。现在以制作8通道的阵列光纤的范例来说明这些型号的阵列光纤的制造方法，参见图 1、图5、图6和图7，主要包括以下各步骤
要制作8通道的阵列光纤，可选择4芯的光纤带。
剥离第一光纤带11中适当长度的涂敷层以使得第一光纤带单根光纤12裸露出来，所述的 剥离涂敷层后的光纤带需保留裸露光纤两端完整带端。
剥离第二光纤带13中适当长度的涂敷层以使得第二光纤带单根光纤14裸露出来，所述的 剥离涂敷层后的光纤带需保留裸露光纤两端完整带端。
使用工具光纤隔离棒16将一条剥离好的第一光纤带11的第一光纤带单根光纤12在垂直方 上向上拱起，同样的方法将另一条同样剥离好的第二光纤带13的第二光纤带单根光纤14在垂直方上向下拱起，此时将向下拱起和向上拱起的第一光纤带单根光纤12和第二光纤带单根光 纤14彼此交替交叉放置并用光纤隔16离棒隔开，同时这两条光纤带的两端带端的状态是上下 紧密重叠放置。由于裸纤两端的光纤带的作用，去掉涂敷层的光纤的纤芯距在250um左右， 而此时裸纤的直径是125um，所以在不改变位置而仅用另一个光纤带中的裸纤来填补去掉涂 敷层的空隙，不仅容易定位光纤，而且可保证相邻光纤的纤芯距在125左右，这个纤芯距与 V形槽的相邻槽间距127um相近。
将所述的光纤带两端完好的并且紧密重叠放置的带端用阵列光纤夹具17夹紧固定。 使用显微镜将光纤带的裸露光纤大致放置在8通道的V形槽15中，施加一定量的紫外固化 第一胶体06，在上盖板上施加均匀压力压紧盖板05并用紫外灯照射固化。
剪断所述光纤带多余的光纤，施适量第二胶体固定尾端的光纤带，并对固定好的阵列光 纤进行端面的研磨成直角(如图IO)和正负斜8度平面(如图ll)。
对于多通道的阵列光纤要求有相应纤芯数的光纤带，如果一条光纤带的纤芯数比较 少，可以使用两条或多条同规格的光纤带并行排列的办法来增加光纤的数目， 一般的阵列光 纤通道为2W (N取大于等于O的整数)，对于1通道的，必须直接用带根光纤来制作；对于2W (N大于等于l)通道的则可以由一个2W芯的光纤带或者由2t个2^t的光纤带并行排列的方法 来制作；以制作16通道的127um纤芯距的阵列光纤为范例来说明，如图8和图9，图8是用两根 8通道的光纤带，图9是用4根4通道的光纤带来制作的。通过这种办法，可以使用芯数小的光
纤带制作多通道的阵列光纤。 实施例3:
本发明制作阵列光纤的方法所需要的装置及其用途如下
用于隔离裸纤的隔离棒；
用于夹持和固定光纤带的夹具；
用于观察并且放置裸纤于V形槽上的显微镜；
用于施胶并采用紫外光固化的点胶和采用紫外光固化系统；
用于夹持上盖板的真空吸附系统；
用于对上盖板施加均匀压力的施压装置；
以上所述的装置易加工、成本低、易操作，可重复使用。
综上所述，本发明提供了一种制造不同规格的阵列光纤的方法和装置，该阵列光纤可用 于光纤和波导器件的连接，该方法操作方便，可用于制作不同规格的阵列光纤，而且制作所 用装置简单易制、成本低廉，并且可进行大批量的阵列光纤的生产。
权利要求
1.一种制造阵列光纤的方法，其特征在于，包括以下步骤1)剥离光纤带的涂敷层使得一段光纤带中的光纤裸露出来；在裸露出的光纤两端都保留有完整的光纤带端；将所述的光纤带端通过阵列光纤夹具夹紧固定；2)将裸露出的光纤放入V型槽中；在V型槽上施加适量第一胶体，再通过上盖板压紧V型槽里的光纤，使得第一胶体固化；3)切除处于头部多余的光纤带端，并在处于尾部的光纤带端施加适量第二胶体，并使处于尾部的光纤带端固定，即制得阵列光纤。
2 根据权利要求l所述的制造阵列光纤的方法，其特征在于，所述的 步骤l)为取一条光纤带，剥离光纤带的涂敷层使得一段光纤带中的光纤裸露出来；在裸 露出的光纤两端都保留有完整的光纤带端，制得第一光纤带；剥离另一条光纤带的涂敷层使 得一段光纤带中的光纤裸露出来；在裸露出的光纤两端都保留有完整的光纤带端，制得第二 光纤带；使用光纤隔离棒将第一光纤带的单根裸纤在垂直方向上向上拱起，将第二光纤带的 单根裸纤在垂直方向上向下拱起，此时向下拱起和向上拱起的单根裸纤彼此交替交叉放置并 由光纤隔离棒隔开，同时第一光纤带和第二光纤带的光纤带端的状态是上下紧密重叠放置； 将所述的光纤带端通过阵列光纤夹具夹紧固定。
3 根据权利要求l所述的制造阵列光纤的方法，其特征在于，所述的 第一胶体为紫外固化胶，体收縮率小于0.5%，所述的第二胶体为紫外固化胶，粘度大于 20000cP。
4 根据权利要求3所述的制造阵列光纤的方法，其特征在于，采用紫 外光固化第一胶体和第二胶体。
5 根据权利要求l所述的制造阵列光纤的方法，其特征在于，在所述 的步骤2)中，在上盖板上端施加均匀压力以压紧V型槽中的光纤。
6 根据权利要求r5任一项所述的制造阵列光纤的方法，其特征在于，步骤3)中，对固定好光纤带端的阵列光纤进行端面的研磨，使阵列光纤的端面呈直角或正负斜8度平面。
7.一种制造阵列光纤的装置，其特征在于，用于夹持和固定光纤带 的夹具、用于观察并且放置裸纤于V形槽上的显微镜、用于施胶并采用紫外光固化的点胶和 紫外光固化装置以及用于对上盖板施加均匀压力的施压装置。
8.根据权利要求7所述的制造阵列光纤的装置，其特征在于，还包括 用于隔离裸纤的隔离棒。
全文摘要
本发明公开了一种制造阵列光纤的方法和装置，该方法包括以下步骤剥离光纤带的涂敷层使得一段光纤带中的光纤裸露出来；在裸露出的光纤两端都保留有完整的光纤带端；将所述的光纤带端通过阵列光纤夹具夹紧固定；将裸露出的光纤放入V型槽中；再在V型槽上施加第一胶体，用上盖板压住V型槽，使得第一胶体固化；切除处于头部的光纤带端，在处于尾部的光纤带端施加第二胶体使处于尾部的光纤带端固定，即制得阵列光纤。该方法操作方便，可进行大批量的阵列光纤的生产。
文档编号G02B6/04GK101639550SQ200910306900
公开日2010年2月3日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者徐洲龙, 段吉安, 煜 郑 申请人:中南大学