[发明专利]一种自动耦合装置及自动耦合方法

说明书

本发明公开了一种自动耦合装置及自动耦合方法，该自动耦合装置用于耦合待耦合器件与光纤，自动耦合装置包括：夹持机构和调节机构，夹持机构设置在调节机构上；夹持机构包括滑台和弹性件，弹性件的一端与滑台连接；夹持机构用于夹持光纤；调节机构用于调节夹持机构的姿态；在调节机构调节夹持机构的姿态的过程中，根据弹性件压缩状态的改变，监测光纤与待耦合器件之间的碰触状态，以使光纤的端面与待耦合器件的端面平行。本发明采用弹性件，可以避免在调节端面平行度的过程中滑台在重力的作用下倒滑，能够更准确地监测滑台的位移量变化，以有效调节夹持机构的姿态，使得光纤的端面与待耦合器件的端面平行，且一致性较好。

技术领域

本发明属于光器件制作技术领域，更具体地，涉及一种自动耦合装置及自动耦合方法。

背景技术

基于平面光波线路(Planar Lightwave Circuit，简写为PLC)技术制作的无源器件有：阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，简写为AWG)和阵列光衰减器等，前述器件具有尺寸小、成本低、易于集成以及适合大规模生产等优点，在光通信领域有广泛的应用。阵列波导类器件由于通道较窄，通道正常宽度为4.4μm*4.4μm，通道数较多(典型值为4CH、24CH、48CH或96CH等)，通道间距较小(典型值127μm、254μm)，导致其生产过程中耦合难度大，且耦合效率低。此外，阵列波导类器件与光纤纤带(Fiber Array，简写为FA)耦合，对于单模光纤制作的纤带，纤芯直径为9μm，纤芯间距典型值为254μm，纤带多通道与阵列波导类器件耦合，难度较大。

在实际制作中，阵列波导类器件与光纤纤带耦合需进行点胶固化，两耦合平面之间的固化胶参与光路中光传播，因此，两平面的平行度以及两平面之间距离均对耦合的器件光学参数指标(例如，影响器件插损、回损)有决定性影响。同时，为了减小器件耦合端面反射回来的光，增大回损，器件耦合端面一般研磨成一定的倾角，相应地FA耦合端面也需要研磨成相应的倾角。因此，使器件芯片耦合端面与FA耦合端面形成两平行平面，且两平面之间距离为一固定值具有较大难度。阵列波导类器件通过手动耦合效率较低，且器件一致性差。

公告号为CN104880769B的专利，公开了一种光分路器耦合对准面平行的调整方法，该调整方法主要分为两大步：(1)初步调整FA位置与PLC芯片大致持平，并呈基本接触状态(相互靠近，但不接触)。(2)在竖方向和横方向上分别转动±a角度，使FA与PLC相碰撞，以使FA产生位移，根据位移情况，调整相应的转动角度，以使FA和PLC芯片的两端面平行。

针对步骤(1)：主要依赖于人眼观察，需要达到微米量级，在实际制作过程中，不仅实现难度极大，而且效率和准确率均很低，不适用于批量生产。针对步骤(2)：如果角度a过小，则FA与PLC可能不能相碰；如果角度a过大，则FA与PLC可能会过度碰撞，位移量和旋转的角度不能相匹配，因此，角度a过小或者角度a过大，均可能导致无法进行有效的调整。此外，在竖方向上调整时，由于FA安装台以及FA的重力作用，会使得FA沿导轨滑动，即FA与PLC之间的碰撞力以及FA与PLC的重力作用，均会导致FA产生位移量，而且正转(+a角度)和反转(-a角度)过程中，由于重力作用所产生的滑动力的方向是不同的，使得重力作用不可相消，通过本专利的方法很难将两端面调整为平行状态，甚至会出现通过本专利方法调整两端面至平行状态后，而实际上二者并不平行的情况的发生。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自动耦合装置及自动耦合方法，其目的在于采用弹性件，可以避免在调节端面平行度的过程中滑台在重力的作用下倒滑，能够更准确地监测滑台的位移量变化，以有效调节夹持机构的姿态，使得光纤的端面与待耦合器件的端面平行，且一致性较好，可适用于大批量生产。由此解决目前光纤与待耦合器件耦合难度大，器件一致性差的技术问题。