平面光波导光分路器的整体基板式耦合结构的制作方法

本实用新型涉及一种平面光波导光分路器的耦合结构，尤其涉及一种平面光波导光分路器的整体基板式耦合结构。

背景技术：

平面光波导(Planar Lightwave Circuit，PLC)光分路器是连接光线路终端和光网络单元的核心光器件，作为FTTH系统的核心光无源器件，应用在无源光网络(EPON、BPON、GPON等)中连接局端和终端设备，其主要功能是完成光信号功率的分配，即将光信号均匀地从单个或双个进口均分地输入多个出口，或反向工作将多个光信号汇入单根或双根光纤。

平面光波导光分路器内部的光纤阵列(FA)与PLC芯片耦合时，其精度、稳定性等直接影响器件的整体性能和光信号的传输质量。提高平面光波导光分路器的通光性能和优化器件耦合及封装结构，成为下一代平面光波导光分路器的发展方向和主流。

目前，平面光波导光分路器耦合结构的制作与封装主要从以下三个方面来提高性能和质量：

1、耦合基板结构：一侧基板用来放置输入光纤，中间基板用来放置PLC芯片，另一侧基板用来放置输出光纤阵列；

2、普遍采用六维紧密对准方法来实现光纤阵列与PLC芯片之间的光场耦合，提高对准精度，达到高耦合效率；

3、平面光波导芯片与光纤阵列对准后使用粘合剂进行粘接。

传统1×8平面光波导光分路器耦合结构如图1所示，包括输入光纤盖板2、输入光纤基板3、PLC芯片基板4、输出光纤阵列基板5和输出光纤阵列盖板6，应用时，输入光纤1置于输入光纤基板3上并用输入光纤盖板2压住，输出光纤阵列7置于输出光纤阵列基板5上并用输出光纤阵列盖板6压住，其缺点如下：

1、基板包括各自独立的输入光纤基板3、PLC芯片基板4和输出光纤阵列基板5，结构分散，基板加工工艺步骤多，并加大了封装难度；

2、平面光波导光分路器的封装涉及到光纤阵列与光波导的六维紧密对准，该工艺操作步骤繁多、操作复杂、难度大、成本高，而且技术门槛较高；

3、在封装过程中普遍使用粘合胶水来固定输入光纤1和输出光纤阵列7，并用粘合胶水来连接输入光纤基板3、PLC芯片基板4和输出光纤阵列基板5，受温度影响，随着器件的长期使用，胶水变性，各部件可能发生相对位移，直接导致耦合效率大幅下降，甚至器件损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种平面光波导光分路器的整体基板式耦合结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种平面光波导光分路器的整体基板式耦合结构，其两端分别连接输入光纤和输出光纤阵列，包括整体耦合基板，所述整体耦合基板的一端上表面设有一个与所述输入光纤对应的第一“V”型槽，所述整体耦合基板的另一端上表面设有多个相互平行的第二“V”型槽且多个所述第二“V”型槽形成与所述输出光纤阵列对应的“V”型槽阵列，所述整体耦合基板的中部上表面设有用于放置PLC芯片的芯片凹槽，所述芯片凹槽的两端分别与所述第一“V”型槽和所述第二“V”型槽相通连接。

进一步，所述芯片凹槽的两端端面均由下而上向外侧倾斜且其端面与竖向之间的夹角为8°。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用整体基板结构并设计对应的“V”形槽，将输入光纤、输出光纤阵列与平面光波导芯片即PLC芯片的安装结构合并为一个整体，不但增加了耦合结构的稳定性，明显改善了器件工作中的应力偏移，延长了器件使用寿命，而且加工工艺和封装过程相对简单，降低了生产难度和封装难度，降低了加工成本；通过对芯片凹槽的两端端面进行斜8°处理，可增大回波损耗，保证输出稳定的光功率，实现光信号的高效耦合，该优化耦合结构的耦合效率可达93％。

附图说明

图1是传统平面光波导光分路器的耦合结构的立体结构示意图，图中显示了透视效果；

图2是本实用新型所述平面光波导光分路器的整体基板式耦合结构的立体结构示意图，图中显示了透视效果；

图3是本实用新型所述平面光波导光分路器的整体基板式耦合结构应用时的立体结构示意图，图中显示了透视效果。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图2和图3所示，本实用新型所述平面光波导光分路器的整体基板式耦合结构，其两端分别连接输入光纤1和输出光纤阵列7，包括整体耦合基板9，整体耦合基板9的一端上表面设有一个与输入光纤1对应的第一“V”型槽8，整体耦合基板9的另一端上表面设有多个相互平行的第二“V”型槽且多个所述第二“V”型槽形成与输出光纤阵列7对应的“V”型槽阵列12，整体耦合基板9的中部上表面设有用于放置PLC芯片13的芯片凹槽10，芯片凹槽10的两端分别与所述第一“V”型槽1和“V”型槽阵列12的所有所述第二“V”型槽相通连接；芯片凹槽10的两端端面11均由下而上向外侧倾斜且其端面11与竖向之间的夹角为8°。

如图2和图3所示，应用时，PLC芯片13安装时使用粘合剂固定在芯片凹槽10内，第一“V”型槽8上用粘合剂将输入光纤1对应安装并用盖板(图中未示)固定，“V”型槽阵列12上用粘合剂将输出光纤阵列7对应安装并用盖板(图中未示)固定。工作时，温度上升，输入光纤1和输出光纤阵列7留有空隙能够进行缓冲，由于采用整体耦合基板9，所以工人转移器件时不小心跌落或工作环境震荡等情况产生的应力也很难使输入光纤1和输出光纤阵列7与PLC芯片13的耦合部分发生较大的相对位移，从而大大增加了器件工作时的稳定性，延长器件的使用寿命。

器件尺寸可以如下：整体耦合基板9长30mm、宽3mm、高3mm，左右两端8mm部分，用于加工“V”型槽以放置输入光纤1和输出光纤阵列7；芯片凹槽10的长度为14mm、宽度为2mm、深度为1mm；放置输出光纤阵列7的总宽度为2mm。

说明：上述整体耦合基板9是传统耦合结构没有的，整体耦合基板9上的第一“V”型槽8、“V”型槽阵列12、芯片凹槽10分别与输入光纤基板3上的“V”形槽、输出光纤阵列基板5上的“V”型槽阵列、PLC芯片基板4上的凹槽相对应，但其整体结构不同，所以采用了不同的标记数字；图2和图3的输入光纤1和输出光纤阵列7与图1的输入光纤1和输出光纤阵列7完全对应且相同，所以采用了相同的标记数字。另外，根据应用需要，上述输入光纤1也可以是光纤阵列，输出光纤阵列7也可以是单独的输出光纤，其对应的“V”形槽则会适应性变化。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。