[发明专利]二维无V型槽光纤阵列装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通讯器件及光学成像领域，特别是涉及一种二维无V型槽光纤阵列装置及其制作方法。

背景技术

众多光纤按一定的顺序将端面排列成需要的几何形状，组成光纤阵列(Fiber Array,FA)装置。阵列两端的光纤排列位置一一对应，阵列中一条光纤相当于一个像素，在光纤阵列一端的光图像就会在阵列的另一端重现。医学上各种光纤内窥镜就是以这个原理制作的。光纤阵列装置主要用来直接传送图像，应用于平面光波导，阵列波导光纤，有源/无源阵列光纤器件，微机电系统以及多通道光学模块。

现有技术中，光纤阵列装置都是利用V形槽（即V槽，V-Groove)把一条光纤、一束光纤或一条光纤带安装在阵列基片上，除去光纤涂层的裸露光纤被置于该V形槽中，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（平面光波导）上，不同光纤的接合部被安装在阵列基片上。利用此方法制造的光纤阵列装置主要有两种类型，单层光纤阵列装置和双层及多层光纤阵列装置。

随着科技的发展，传统的单层光纤阵列装置的成像效果和分辨率已经难以满足光学成像技术的要求。而目前的二维光纤阵列装置及其制作方法中均利用设置在基板上的V型槽，采用光纤层逐层减少的方法，最终形成梯形或三角形光纤阵列，不能有效利用空间体积，从而影响其在光束整形以及平面光波导方面的应用。而且，V型槽的价格比较昂贵，导致批量生产成本的大幅度增加。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种二维无V型槽光纤阵列装置及其制作方法，在有效利用光纤阵列空间体积，提高光纤阵列密度的同时，降低了二维光纤阵列装置的制作成本，并且形成菱形和近长方形光纤阵列。

为实现本发明目的而提供的二维无V型槽光纤阵列装置，包括基板、盖板和M×N根光纤，其中：N为光纤层数，M为每层光纤阵列中的光纤数量，相邻两层光纤阵列中的光纤数量相等；

所述基板与所述盖板均为平板；

第0层光纤阵列作为底层固定在所述基板上；第S层光纤阵列中的光纤固定在第S-1层光纤阵列中的相邻光纤之间形成的凹槽内，与所述S-1层光纤阵列中的光纤错位相切；其中，S=1,2…N；

所述盖板固定在所述第N层光纤阵列上。

在其中一个实施例中，所述基板的上表面的棱角均设置为45度至60度倒角。

在其中一个实施例中，所述相邻两层光纤阵列之间的错位距离为其中X为正整数，D为光纤直径，且

在其中一个实施例中，所述N层光纤阵列中分别设置有不通光光纤阵列。

相应地，本发明还提供了二维无V型槽光纤阵列装置的制作方法，包括如下步骤：

准备光纤和基板；

将所述光纤埋入标准V型槽夹具中，盖上所述基板；

将A胶水点在所述基板的前后两端的光纤上，进行固化；

松开所述标准V型槽夹具，将固定底层光纤阵列的基板取下；

将第1层光纤阵列埋入所述标准V型槽夹具中，盖上所述固定底层光纤阵列的基板，并使底层光纤阵列中的光纤与第1层光纤阵列中的光纤错位相切；

将A胶水点在所述底层光纤阵列的前端和后端，进行固化；

取下所述基板，将B胶水点在两层光纤的中部的侧面，用无尘纸清洁渗透至所述第1层光纤阵列上的B胶水，进行固化；

重复上述步骤制作第2～N层光纤阵列至所述第1～N-1层光纤阵列上；

将盖板压在第N层光纤阵列上，并点B胶水，进行固化；

研磨端面。

在其中一个实施例中，所述准备光纤和基板，包括以下步骤：

剪切光纤带，去除光纤带外部的涂敷层；

清洗去除涂覆层后的裸光纤，并放入高温箱中释放应力；

对所述基板的上表面的所有棱角进行倒角处理。

在其中一个实施例中，所述研磨端面，包括以下步骤：

在靠近带涂覆层的光纤带一端的裸光纤上点C胶水；

对组装完成的光纤阵列进行研磨；

检查端面及测试研磨端面。

在其中一个实施例中，所述去除光纤带外部的涂敷层后的裸光纤的长度比所述标准V型槽夹具长2至3cm。

在其中一个实施例中，所述对基板的上表面的所有棱角进行倒角处理的倒角角度为45度至60度。