专利名称：一种具有温度补偿的阵列波导光栅的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤通信领域的阵列波导光栅，特别涉及一种基于平面波导技术的具有温度补偿的阵列波导光栅。
背景技术：
阵列波导光栅是对操作温度变化会表现出波长选择敏感性的光通信器件，因此， 传统的恒温式阵列波导光栅采用外部电源进行温度控制，从而保持芯片在一定的温度下工作来获得稳定的工作波长。现阶段光通信网络，尤其无源光网络的迅猛发展，对温度不敏感型，即无热型阵列波导光栅的需求日益增多。目前应用比较广的是机械补偿方式主要是利用不同金属材料的热膨胀系数不同， 利用金属的膨胀和收缩来驱动输入/输出端光纤位置移动或是平板波导区域的偏移，这种补偿方式的缺点是破坏阵列波导光栅本身的结构；而应力补偿采用将双金属片牢固粘贴于传统的阵列波导光栅的衬底背面，双金属片有两种膨胀系数不同的材料组成，一种为膨胀系数小的材料，另一种为膨胀系数大的材料，将膨胀系数较大的一面贴附在硅衬底背面。此种方法应力板与阵列波导光栅芯片的粘贴位置不同会影响无热阵列波导光栅的性能，同时制作工艺复杂，可靠性和重复性也不易控制。
实用新型内容针对机械补偿和应力补偿中存在的破坏自身波导光栅、工艺复杂，可靠性低，不良率较高的缺点，提出一种具有温度补偿的阵列波导光栅，包括阵列波导光栅和温度补偿装置，温度补偿装置包括能配对成圆柱形螺杆的长半圆螺杆和短半圆螺杆。短半圆螺杆包括两条，其中一条短半圆螺杆的一端粘接在阵列波导光栅的输入平板波导上，另一条短半圆螺杆的一端粘接在输出平板波导上，短半圆螺杆的另一端悬空为自由端。长半圆螺杆放在阵列波导光栅和短半圆螺杆的下方，其两端分别与短半圆螺杆的自由端配对形成完整的圆柱形螺杆，圆柱形螺杆上安装螺帽将圆柱形螺杆的两端固定。本实用新型所揭露的具有温度补偿的阵列波导光栅，不破坏阵列波导光栅本体， 工艺简单，可靠性高，而且能在不良产生后还能调整的特点，提高了良率。
图1是本实用新型所揭露的具有温度补偿的阵列波导光栅第一种实施方式的结构示意图。图2是本实用新型所揭露的短半圆螺杆的立体示意图。图3是本实用新型所揭露的长半圆螺杆的立体示意图。图4是本实用新型所揭露的具有温度补偿的阵列波导光栅的第二种实施方式的结构示意图。图5是本实用新型所揭露的具有温度补偿的阵列波导光栅的第三种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。如图1所示，是本实用新型所揭露的第一实施方式。具有温度补偿的阵列波导光栅100包括阵列波导光栅和温度补偿装置，阵列波导光栅包括输入平板波导101、输出平板波导102、阵列波导区103 ；温度补偿装置包括能配对成圆柱形螺杆的长半圆螺杆108和两条短半圆螺杆104和105。具有温度补偿的阵列波导光栅100还包括一对垫片111、112，分别放置在短半圆金属螺杆104与输入平板波导101之间，以及放置在短半圆金属螺杆105 与输入平板波导102之间。如图2所示，是第一实施方式中垫片111/112和短半圆螺杆104/105粘接后的组件。垫片111/112的厚度比输入/输出平板波导厚一点，便于粘接在输入/输出平板波导上。短半圆螺杆104/105粘接到垫片111/112上。从图上可以看出，短半圆螺杆104/105 的外径大致等于垫片111/112的厚度。短半圆螺杆104和105全长都有分布均勻的螺纹，如图3所示，是本实施方式中长半圆螺杆108的立体图。长半圆螺杆108包括半圆的两端106和107，其上均勻分布有螺纹，其螺距与短半圆螺杆104和105上的螺距相同。 螺纹中间部分可以为半圆，也可以为圆柱体其上可以分布螺纹，也可以没有螺纹。再回到图1，当粘接有短半圆螺杆104/105的垫片111/112粘接到输入/输出平板波导101/102上后，为了方便说明，把短半圆螺杆104/105固定住的一端称之为固定端，悬空的另一端称之为自由端。长半圆螺杆108放在阵列波导光栅和短半圆螺杆104和105的下方，其两端106和107分别与短半圆螺杆104和105的自由端配对形成完整的圆柱形螺杆。通过一螺帽109用于固定长半圆螺杆108的106端和短半圆螺杆104配合成的圆柱形螺杆，通过螺帽110用于固定长半圆螺杆108的107端和短半圆螺杆105配合成的圆柱形螺杆。如图4所示，是本实用新型所揭露的第二实施方式。本实施方式与第一实施方式相比有两个不同点其一，相比图1，具有温度补偿的阵列波导光栅200去掉了一对垫片，将短半圆金属螺杆204和205分别直接粘接到输入平板波导201和输出平板波导202上。其二，短半圆金属螺杆204和205上的螺纹和长半圆螺杆208两端206和207上的螺纹采用不同的螺距。为了使具有不同螺距的短半圆金属螺杆204、205以及长半圆螺杆208能配合成圆柱形螺杆使用，并且其短半圆金属螺杆204、205的自由端和长半圆螺杆208的两端能被螺帽209和210固定。为了使螺帽209和210能在由长半圆螺杆208、短半圆螺杆204和 205配对形成的圆柱形螺杆中旋转，长半圆螺杆208、短半圆螺杆204和205之间螺纹的差距不应该选取太大，因为波导阵列光栅是精密的光器件，因此，调节的时候出现的位移应该也是细微的，以螺距的l/5(Tl/10作为两者之间的差距比较合适。另外，为了在调节的时候方便螺帽209和210顺滑的行进，螺帽209和210的宽度不应该太大，应该以3_5个螺距的宽度为宜，当然，如果两者螺距之差较小，相应的螺帽的宽度可以宽些，如果螺距之差较大， 相应的螺帽的宽度就应该窄些。在安装和调试的过程中，螺帽209和210安装在短半圆螺杆204、205的外侧端，当阵列波导光栅200需要微调时，只需要由外向内拧紧螺帽，还是通过短半圆螺杆204、205和长半圆螺杆208的相对位移来调节阵列波导光栅200的膨胀范围。在具体的实施方式中， 如果长半圆螺杆208的螺距大于短半圆螺杆204、205的螺距，则螺帽向内拧紧时，可以减少波导阵列光栅200的膨胀范围；当长半圆螺杆208的螺距小于短半圆螺杆204、205的螺距， 则螺帽向内拧紧时，可以增加波导阵列光栅200的膨胀范围。具体操作中，螺杆的长短、螺距的大小和螺帽的宽度可以根据螺杆和波导阵列光栅的膨胀范围灵活选择。如图5所示，是本实用新型所揭露的第三实施方式。与第一实施方式不同的是，实施方式的短半圆螺杆304和305放置在输入平板波导301和输出平板波导302的内侧，长半圆螺杆308较之前面实施方式中的长半圆螺杆也较短。在安装和调试的过程中，螺帽309放置在短半圆螺杆304的根部，螺帽310放置在长半圆螺杆308的中部，长半圆螺杆的306端紧贴螺帽309放置，螺帽309朝长半圆螺杆308 方向行进则可以固定长半圆螺杆308的306端和短半圆螺杆304。长半圆螺杆308的307 端配合短半圆螺杆305放置，螺帽310朝短半圆螺杆305方向行进则可以固定长半圆螺杆 308的307端和短半圆螺杆305。如同上面所揭露的第二实施方式，将长半圆螺杆308的螺纹和短半圆螺杆304和305的螺纹采用不同的螺距，但螺距的差值不应该太大，可以满足螺帽309和310在由长、短半圆螺杆配合成的圆柱体半圆螺杆上行进。假设在本实施方式中， 长半圆螺杆308的螺距比短半圆螺杆304和305上的螺距短，则，当螺帽309朝远离短半圆螺纹304根部的方向行进时，螺帽309在长半圆螺杆308上行进的距离小于在短半圆螺杆 304上行进的距离，因此可以扩大输入平板波导301和输出平板波导302之间的距离。当螺帽310朝短半圆螺纹305根部的方向行进时，螺帽310在长半圆螺杆308上行进的距离小于在短半圆螺杆304上行进的距离。则可以拉紧输入平板波导301和输出平板波导302之间的距离。合理调节螺帽309和310的行进距离，就可以调节输入平板波导301和输出平板波导302之间的距离，从而达到补偿阵列波导光栅300由于温度变化引起形变而导致的中心波长飘移的不足。本实用新型的所揭露的3种实施方式的优点在于当阵列波导光栅随着温度的变化，比如，在高低温测试不达标时，可通过微调，使得某些不良产品经过调节后，符合工作要求，提高良率。本实用新型所揭露的三种实施方式，意旨说明利用两边半圆螺杆配合形成的圆柱形螺杆形成一个补偿装置用于补偿阵列波导光栅由于温度变化带来的形变。利用两条半圆螺杆上相同或相近螺距形成可供螺帽行走的轨迹来固定两条半圆螺杆。至于两条半圆螺杆的长短、螺纹的方向，螺纹的距离，螺帽的宽窄等等，并不局限在本实用新型提供的实施方式中所列举的型号或大小，只要满足能够使得螺杆固定在阵列波导光栅的输入、输出平面波导上均为本实用新型所保护的范围。
权利要求1.一种具有温度补偿的阵列波导光栅，包括阵列波导光栅和温度补偿装置，其特征在于，所述温度补偿装置包括能配对成圆柱形螺杆的长半圆螺杆和短半圆螺杆，所述短半圆螺杆包括两条，其中一条短半圆螺杆的一端粘接在阵列波导光栅的输入平板波导上，另一条短半圆螺杆的一端粘接在输出平板波导上，短半圆螺杆的另一端悬空为自由端；所述长半圆螺杆放在阵列波导光栅和短半圆螺杆的下方，其两端分别与短半圆螺杆的自由端配对形成完整的圆柱形螺杆，所述圆柱形螺杆上安装螺帽，所述螺帽将所述圆柱形螺杆的两端固定。
2.如权利要求1所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述长半圆螺杆与短半圆螺杆配对的部分具有螺纹。
3.如权利要求1所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述长半圆螺杆与短半圆螺杆的具有相同大小的外径尺寸，并能和输入平板波导和输出平板波导的厚度相适应。
4.如权利要求2所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述短半圆螺杆的粘接在输入平板波导和输出平板波导的外侧，所述圆柱形螺帽放置圆柱形螺杆的两端。
5.如权利要求2所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述短半圆螺杆的粘接在输入平板波导和输出平板波导的外侧，所述圆柱形螺帽放置在短半圆螺杆的根部。
6.如权利要求2所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述短半圆螺杆粘接在输入平板波导和输出平板波导的内侧，所述螺帽放置圆柱形螺杆的中间。
7.如权利要求2所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述短半圆螺杆粘接在输入平板波导和输出平板波导的内侧，所述螺帽放置在短半圆螺杆的根部。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述长半圆螺杆的螺纹的螺距与短半圆螺纹的螺距不同。
9.如权利要求8所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述长半圆螺杆的螺纹的螺距与短半圆螺杆的螺纹的螺距相差值为螺距的1/20- 1/10。
10.如权利要求1所述的具有温度补偿的阵列波导光栅，其特征在于，所述温度补偿装置还包括垫片放置在短半圆螺杆与输入平板波导之间。
专利摘要本实用新型提出了一种具有温度补偿的阵列波导光栅，包括阵列波导光栅和温度补偿装置，温度补偿装置包括能配对成圆柱形螺杆的长半圆螺杆和短半圆螺杆。短半圆螺杆包括两条，其中一条短半圆螺杆的一端粘接在阵列波导光栅的输入平板波导上，另一条短半圆螺杆的一端粘接在输出平板波导上，短半圆螺杆的另一端悬空为自由端。长半圆螺杆放在阵列波导光栅和短半圆螺杆的下方，其两端分别与短半圆螺杆的自由端配对形成完整的圆柱形螺杆，圆柱形螺杆上安装螺帽将圆柱形螺杆的两端固定。
文档编号G02B6/12GK202330765SQ20112046465
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者郑国辉, 陈思乡 申请人:深圳新飞通光电子技术有限公司