一种多通道光纤阵列及其制作方法与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多通道光纤阵列及其制作方法。

背景技术：

随着通信技术及其业务的飞速发展，大容量光纤通信系统的研究具有很大的应用价值。光纤阵列广泛应用于光分路器等产品中，使用不同通道的光分路器芯片和光纤，即可制作出相应的1:4、1:8、1:16、1:32等不同分支比的光分路器。

12-13年光纤到户市场其中时，曾经引发了无数无源器件的一个小高潮，但随着市场的回落，光纤阵列器件厂家一度难以维持，举步维艰。从15年起步，40g/100g光器件的需求开始增长，光纤阵列似乎又迎来了新一轮的春天。

目前，一般采用多芯光纤带，配合全石英材质刻有v槽的阵列基板，组装成为连接光器件和光纤之间的光纤阵列。用于光分路器的光纤阵列一般要求光纤阵列与端面齐平，与光分路器件水平耦合，采用普通的研磨工艺即可达到。但用于40g/100g有源产品的光纤阵列，主要用于激光器、探测器等与光纤之间的耦合，由于水平耦合方式插入损耗、模式转换损耗较大，耦合效率低，故绝大部分要求采用垂直耦合，解决从直径数十微米的光纤到百纳米的光波导结构的低损耗光传输问题，能实现高耦合效率。垂直耦合对光纤的入射角要求苛刻，对耦合系统的稳定性要求也非常高，如将光纤弯曲易对光纤产生一定损害，给使用过程带来隐患，因此，提供一种能与光分路器件垂直耦合的光纤阵列，是目前实际应用中需要解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述目前40g/100g有源产品的光纤阵列，要求光纤阵列与有源器件垂直耦合的问题，一方面，本发明提供了一种多通道光纤阵列，包括：mpo连接器和多个光纤阵列；每个光纤阵列由多条单模光纤和第一盖板组成，每条单模光纤一端卡在mpo连接器的芯孔中形成mpo连接器的耦合端，另一端卡在光纤阵列的下基板的v槽中形成光纤阵列的耦合端；第一盖板与光纤阵列的上基板的上表面粘结；光纤阵列的耦合端与上基板的上表面有预设夹角；上基板的上表面第一边与第一盖板的下表面第一边平行且有预设相距距离，第一盖板的下表面第一边为平行且靠近光纤阵列的耦合端的一边，上基板的上表面第一边为平行且靠近第一盖板的下表面第一边的一边。

优选地，每2个光纤阵列互为发送端和接收端，发送端的预设夹角为40.5°-41.5°，接收端的预设夹角为44.5°-45.5°。

优选地，mpo连接器的耦合端与mpo连接器的上表面夹角为81.5°-82.5°。

优选地，mpo连接器的耦合端和光纤阵列的耦合端分别与不同的有源器件耦合连接。

优选地，发送端的耦合端与mpo连接器的耦合端距离为41.3mm-43.3mm；接收端的耦合端与mpo连接器的耦合端距离为59.5mm-61.5mm。

优选地，单模光纤的数量等于v槽的槽道数量，且每个v槽的槽道固定一个单模光纤，单模光纤卡在光纤阵列或mpo连接器中的部分为剥去涂覆层的裸光纤。

优选地，本多通道光纤阵列还包括：第二盖板，第一盖板与上基板的上表面粘结处用紫外固化胶水固定，第二盖板和第一盖板水平对齐设置，第二盖板靠近光纤阵列的耦合端；第二盖板与上基板的上表面通过石蜡粘结，第二盖板长度大于上基板的上表面第一边与第一盖板的下表面的第一边的预设相距距离。

另一方面，本发明还提供了一种多通道光纤阵列的制作方法，包括：

s1、将每条单模光纤一端卡在mpo连接器的芯孔中形成mpo连接器的耦合端，另一端卡在光纤阵列的下基板的v槽中形成光纤阵列的耦合端；

s2、将第一盖板与光纤阵列的上基板的上表面粘结；

s3、光纤阵列的耦合端与上基板的上表面有预设夹角；

s4、上基板的上表面第一边与第一盖板的下表面第一边平行且有预设相距距离，第一盖板的下表面第一边为平行且靠近光纤阵列的耦合端的一边，上基板的上表面第一边为平行且靠近第一盖板的下表面第一边的一边。

优选地，步骤s2和步骤s3之间还包括：

将第二盖板用加热至100°-110°的石蜡粘接在上基板的上表面，第二盖板与第一盖板水平对齐设置，第二盖板靠近光纤阵列的耦合端；

分别将所述mpo连接器的耦合端和所述光纤阵列的耦合端研磨和抛光。

优选地，步骤s3和步骤s4之间还包括：

将光纤阵列的耦合端浸入清洗液并加热至100°-110°。

本发明提供了一种多通道光纤阵列及其制作方法，通过将多条单模光纤分为多个光纤阵列，每条单模光纤一端卡在mpo连接器内的芯孔内，另一端卡在光纤阵列的下基板的v槽中，并将光纤阵列耦合端研磨和抛光，使每个光纤阵列耦合端与上基板的上表面形成40.5°-41.5°或44.5°-45.5°的夹角，很好地解决了光纤阵列与有源器件垂直耦合的问题体积小，传输速率较快。成本低廉，制作方便，可以很好地用于光模块中，尤其适合作为应用于40g/100g有源产品中的光纤阵列。

附图说明

图1为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列俯视图；

图2为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列侧视图；

图3为本发明一个优选实施方式提供的一个光纤阵列的示意图；

图4为本发明一个优选实施方式提供的一个光纤阵列的示意图；

图5为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列的制作方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步地详细描述。以下具体实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，一般采用多芯光纤带，配合全石英材质刻有v槽的阵列基板，组装成为连接光器件和光纤之间的光纤阵列。用于光分路器的光纤阵列一般要求光纤阵列与端面齐平，与光分路器件水平耦合，采用普通的研磨工艺即可达到。但用于40g/100g有源产品的光纤阵列，主要用于激光器、探测器等与光纤之间的耦合，由于水平耦合方式插入损耗、模式转换损耗较大，耦合效率低，故绝大部分要求采用垂直耦合，解决从直径数十微米的光纤到百纳米的光波导结构的低损耗光传输问题，能实现高耦合效率。垂直耦合对光纤的入射角要求苛刻，对耦合系统的稳定性要求也非常高，如将光纤弯曲易对光纤产生一定损害，给使用过程带来隐患，因此，提供一种能与光分路器件垂直耦合的光纤阵列，是目前实际应用中需要解决的问题。

光纤阵列(fa)是利用v型槽把一条光纤、一束光纤或一条光纤带安装在阵列基片上。光纤阵列是除去光纤涂层的裸露光纤部分被置于该v型槽中，被加压器部件所加压并由粘合剂所粘合。在前端部，该光纤被精确定位，以连接到plc上。不同光纤的结合部被安装在阵列基片上。

mpo连接器是光纤连接器类型的一种，常被用作高速传输标准的连接器类型，如针对40g/100g传输的ieee802.3bm标准等。mpo连接器是一种多芯多通道插拔式连接器。它的特征是由一个标称直径为6.4mm*2.5mm的矩形插芯，利用插芯端面上左右两个直径为0.7mm直径的导引孔与导引针进行定位对中。它用于2-12芯并排光纤的连接，最多可以是两排共24芯光纤同轴连接。对接时，有一个装在插芯尾部的弹簧对插芯施加一轴向的压力，直到连接器的外框套和适配器锁紧。插芯上侧面有一个凸键，用作连接时限制连接器之间的相对位置，以确定光纤正确的对接顺序。

图1为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列俯视图，图2为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列侧视图，图4为本发明一个优选实施方式提供的一个光纤阵列的示意图，如图1、图2和图4所示，一方面，本发明提供了一种多通道光纤阵列，本实施例以16通道光纤阵列为例，包括：mpo连接器1和4个分别由4条单模光纤2组成的光纤阵列；其中，4个光纤阵列分别为第一光纤阵列3、第二光纤阵列4、第三光纤阵列5和第四光纤阵列6；每个光纤阵列均有第一盖板34；每条单模光纤2一端卡在mpo连接器1的芯孔中形成mpo连接器的耦合端，另一端卡在光纤阵列的下基板的v槽中形成光纤阵列的耦合端；第一盖板34与光纤阵列的上基板的上表面粘结；每个光纤阵列中的4条单模光纤2在v槽中的耦合端所在面与上基板的上表面呈预设夹角；上基板的上表面第一边与第一盖34板的上表面第一边平行且有预设相距距离，第一盖板34的上表面第一边为平行且靠近多条单模光纤另一端的一边，上基板的上表面第一边为平行且靠近第一盖板34的上表面第一边的一边。

具体地，本实施例通过将16条单模光纤2分为4个光纤阵列，每个光纤阵列包括4条单模光纤2和第一盖板34，每条单模光纤2一端从mpo连接器嵌入并卡在mpo连接器的芯孔内，另一端从光纤阵列嵌入并卡在光纤阵列的下基板的v槽中，16条单模光纤2在v槽中形成的光纤阵列的耦合端所在面与上基板的上表面呈预设夹角；第一盖板34与上基板的上表面粘结，上基板的上表面第一边与第一盖板34的上表面第一边平行且有预设相距距离，使得光信号经光纤阵列反射后通过预设相距距离的缝隙射出，很好地解决了光纤阵列与有源器件垂直耦合的问题，体积小，传输速率较快，可以很好地用于光模块中，尤其适合作为应用于40g/100g有源产品中的光纤阵列。

进一步地，每2个光纤阵列互为一个发送端和一个接收端，如第一光纤阵列3和第三光纤阵列5互为发送端和接收端，其中，第一光纤阵列3为发送端，第三光纤阵列5为接收端，第一光纤阵列3为第三光纤阵列5的发送端，第一光纤阵列3发送经由第三光纤阵列5接收的信号；第二光纤阵列4和第四光纤阵列6互为一发送端和接收端，具体传输方式同第一光纤阵列3和第三光纤阵列5，此处不再赘述。

其中，发送端的预设夹角为40.5°-41.5°，接收端的预设夹角为44.5°-45.5°，即第一光纤阵列3或第三光纤阵列5的4条单模光纤2在v槽中的耦合端所在面与基板的上表面的预设夹角为40.5°-41.5°，第二光纤阵列4或第四光纤阵列6的4条单模光纤2在v槽中的耦合端所在面与上基板的上表面的预设夹角为44.5°-45.5°，使得光信号传输时，经过光纤阵列的耦合端面之后能垂直耦合传输。

基于上述实施例，图2为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列侧视图，如图2所示，16条单模光纤2在mpo连接器1的耦合端所在面与mpo连接器1的上表面夹角为81.5°-82.5°。

具体地，本实施例中，为了满足16通道光纤阵列的传输要求，本实施例使用24芯mpo连接器1。每条单模光纤2的端部剥掉涂覆层成为裸光纤之后，从mpo连接器1嵌入并卡在mpo连接器1的芯孔中。

进一步地，16条单模光纤2在mpo连接器1的耦合端所在面与mpo连接器的上表面夹角为81.5°-82.5°，该夹角能通过增大回波损耗，减少反射光对光源和系统的影响，从而减少mpo连接器1中光信号所受的反射干扰，使得光信号通过mpo连接器1时抗干扰能力强，尽量少地受到通信线路中的反射影响。

基于上述实施例，图1为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列俯视图，图3为本发明一个优选实施方式提供的一个光纤阵列的示意图，如图1和图3所示，每2个光纤阵列互为发送端和接收端，发送端的预设夹角为40.5°-41.5°，接收端的预设夹角为44.5°-45.5°。

具体地，光纤阵列的耦合端和mpo连接器1的耦合端均被研磨和抛光，此过程中，卡在光纤阵列和mpo连接器1中的裸光纤也一起被研磨和抛光，使得发送端中单模光纤2所在面与上基板的上表面的夹角为40.5°-41.5°，接收端中单模光纤2所在面与上基板与上表面夹角为44.5°-45.5°，；即第一光纤阵列3和第二光纤阵列4中单模光纤2所在面与上基板的上表面的夹角为40.5°-41.5°；第三光纤阵列5和第四光纤阵列6中单模光纤2所在面与上基板的上表面的夹角为40.5°-41.5°。单模光纤2在mpo连接器1的耦合端所在面与mpo连接器的上表面夹角为81.5°-82.5°。

进一步地，本实施例中，为了使用过程中方便辨认和安装，发送端和对应的接收端的单模光纤2长度相等，不同的发送端和对应的接收端中单模光纤2长度可不相等，即第一光纤阵列3和第三光纤阵列4长度相等，第二光纤阵列4和第四光纤阵列6长度相等，第一光纤阵列3和第二光纤阵列4长度不相等。

基于上述实施例，光信号经过发送端反射后出射角为81.5°-82.5°，光信号经过接收端反射后出射角为89.5°-91.5°。

具体地，光信号经过第一光纤阵列3和第三光纤阵列5反射后出射角81.5°-82.5°；光信号经过第二光纤阵列2和第四光纤阵列4反射后出射角为89.5°-91.5°，可以很好地用于有源光模块的垂直耦合中。

基于上述实施例，发送端的耦合端与mpo连接器的耦合端距离为41.3mm-43.3mm；接收端的耦合端与mpo连接器的耦合端距离为59.5mm-61.5mm。

进一步地，第一光纤阵列3和第三光纤阵列5的耦合端分别与mpo连接器的耦合端距离为41.3mm-43.3mm；第二光纤阵列4和第四光纤阵列6的耦合端分别与mpo连接器的耦合端距离为59.5mm-61.5mm。

基于上述实施例，图4为本发明一个优选实施方式提供的一个光纤阵列的示意图，如图4所示，以第一光纤阵列3为例，第一光纤阵列3未被研磨和抛光之前还包括第二盖板36，第一盖板34与上基板的上表面粘结处用紫外固化胶水固定，第二盖板36和第一盖板34水平对齐设置，第二盖板36靠近所述光纤阵列的耦合端，第一盖板34与第一光纤阵列3的上基板的上表面粘结处用紫外固化胶水固定，第一盖板34左侧、上基板的上表面处涂覆无影胶，第二盖板36与第一光纤阵列3的上基板的上表面通过石蜡粘结，第二盖板36长度大于上基板的上表面第一边与第一盖板34的下表面的第一边的预设相距距离。

具体地，本实施例中，在光纤阵列3的上表面依次设置第一盖板34和第二盖板36，第一盖板34和第二盖板36水平平齐放置；第一盖板34与第一光纤阵列3的上基板的上表面粘结处用紫外固化胶水固定；第一盖板34左侧、上基板的上表面涂覆处33涂覆无影胶，以固定和保护光纤；第二盖板36与第一光纤阵列3的上基板的上表面通过石蜡粘结，第二盖板36长度大于上基板的上表面第一边与第一盖板34的下表面的第一边的预设相距距离，使得光纤阵列耦合端的侧端面在研磨和抛光时，第二盖板36能对裸光纤进行保护，使得裸光纤不易破裂；在光纤阵列耦合端的侧端面被研磨和抛光之后，再将石蜡清洗，去掉第二盖板36，使得光信号经光纤阵列反射后通过预设相距距离的上基板和第一盖板34之间的缝隙射出，很好地解决了光纤阵列与有源器件垂直耦合的问题。

进一步地，本多通道光纤阵列中单模光纤2数量并不局限，也可以为8条或24条。

基于上述实施例，图5为本发明一个优选实施方式提供的多通道光纤阵列的制作方法流程图，如图5所示，另一方面，本多通道光纤阵列的制作方法包括：

s1、将每条单模光纤2一端卡在mpo连接器1的芯孔中形成mpo连接器的耦合端，另一端卡在光纤阵列的下基板的v槽中形成光纤阵列的耦合端；

s2、将第一盖板34与光纤阵列的上基板的上表面粘结；

s3、光纤阵列的耦合端与上基板的上表面有预设夹角；

s4、上基板的上表面第一边与第一盖板34的上表面第一边平行且有预设相距距离，第一盖板34的上表面第一边为平行且靠近光纤阵列的耦合端的一边，上基板的上表面第一边为平行且靠近第一盖板34的上表面第一边的一边。

其中，步骤s1中，每条单模光纤2伸出v槽端面0.5-0.55mm；步骤s2中，第一盖板34与光纤阵列的上基板的上表面用无影胶粘结固定，在第一盖板34左侧，上基板的上表面涂覆无影胶，用于固定单模光纤；步骤s3中，将光纤阵列的耦合端进行研磨和抛光，当光纤阵列的耦合端作为发送端时，多条单模光纤2在对应的光纤阵列的v槽中的耦合端所在面与对应的光纤阵列的上基板的上表面的预设夹角为40.5°-41.5°；当光纤阵列的耦合端作为发送端时，多条单模光纤2在对应的光纤阵列的v槽中的耦合端所在面与对应的光纤阵列的上基板的上表面的预设夹角为44.5°-45.5°。

进一步地，步骤s2和步骤s3之间还包括：将第二盖板36用加热至100°-110°的石蜡粘接在上基板的上表面，第二盖板36与第一盖板34水平对齐设置，第二盖板36靠近光纤阵列的耦合端；分别将所述mpo连接器的耦合端和所述光纤阵列的耦合端研磨和抛光。

具体地，在光纤阵列的耦合端被研磨和抛光之前，在第一盖板34旁水平对齐设置第二盖板36，用加热至100°-110°的融化的石蜡粘结在上基板的上表面，第二盖板36靠近光纤阵列的耦合端，用于在光纤阵列的耦合端被研磨和抛光时对裸光纤进行保护，使裸光纤不易磨损和折断。

同时，将单模光纤2嵌入mpo连接器1的芯孔中并用胶水固定，将所述mpo连接器1中单模光纤2的耦合端进行研磨和抛光，使单模光纤2在mpo连接器1的耦合端与所述mpo连接器上表面夹角为81.5°-82.5°。

进一步地，步骤s3和步骤s4之间还包括：将光纤阵列的耦合端浸入清洗液并加热至100°-110°，以使石蜡融化，使第二盖板36与上基板分离。

具体地，将光纤阵列的耦合端被研磨和抛光之后，将光纤阵列的耦合端浸入清洗液并加热至100°-110°使石蜡融化，从而使第二盖板36与上基板分离

本发明提供了一种多通道光纤阵列及其制作方法，通过将多条单模光纤2分为多个光纤阵列，每条单模光纤一端卡在mpo连接器内的芯孔内，另一端卡在光纤阵列的下基板的v槽中，并将光纤阵列耦合端研磨和抛光，使每个光纤阵列耦合端与上基板的上表面形成40.5°-41.5°或44.5°-45.5°的夹角，很好地解决了光纤阵列与有源器件垂直耦合的问题；同时使mpo连接器的耦合端与mpo连接器的上表面夹角为81.5°-82.5°，使得mpo连接器抗反射干扰强。本发明体积小，传输速率较快。成本低廉，制作方便，可以很好地用于光模块中，尤其适合作为应用于40g/100g有源产品中的光纤阵列。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。