[发明专利]一种线性光纤阵列

说明书

技术领域

本发明属于光纤信息传输领域，具体涉及一种线性光纤阵列，用于线性图像信息传输。

背景技术

随着光纤用于信息通信的不断发展，线性光纤阵列作为线性图像信息传输的一种主要方式得到了越来越多的应用，由于光纤阵列使用中通常需要与芯片或与高精密透镜阵列耦合，这就涉及到光纤阵列中光纤的定位精度问题，在此之前的解决办法之一是依赖于光纤自身的尺寸精度，将多根光纤紧密排列在一起，利用高平行度的两个平面材料将密排的各光纤端面中心轴控制在一个平面内，通过平面材料的横向两端同时挤压形成阵列。名称为“一种光纤阵列的制造方法”的中国专利（专利公开号：CN104238030）公开了一种光纤阵列结构，这种方式的光纤阵列端面竖向位置误差小，但阵列横向受光纤截面径向尺寸限制，在光纤数量较多时，其横向累积误差增大。为解决横向累积误差问题，现在较常采用的一种方案是利用光刻腐蚀技术。在单晶硅基板上形成相邻的多个V形槽，将去除涂覆层的裸光纤置于V型槽内，光纤的径向截面同时有两点卡在槽的侧壁上固定光纤位置形成阵列，名称为“一种光纤阵列定位组件”的中国专利（专利公开号：CN102692683A）公开了一种采用硅V形槽定位的光纤阵列组件，由于现代光刻定位精度较高（光刻位置精度可达到纳米量级），按这种技术制成的V形槽光纤阵列不存在横向累计误差，但受光刻机激光头输出激光误差影响，单晶硅板表面经光刻后形成的槽口宽度经常不一致，导致腐蚀后的V形槽深度误差较大（V形槽槽口宽度误差与深度误差的比例约为2：3），由此形成光纤阵列端面纤芯的竖向位置误差。而光纤阵列端面横向位置和竖向位置的微小误差都将严重影响光纤阵列与芯片或透镜阵列的光学耦合效率。

发明内容

为了解决已有技术中光纤阵列制作的横向累计误差和竖向位置误差问题，本发明提供一种线性光纤阵列，用于光纤对线性图像信息的准确传输。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种线性光纤阵列，包括底板、底板上方的盖板、底板与盖板之间去除涂敷层的数根单模或多模的裸光纤，其特点是，所述的盖板包括硅盖板和玻璃盖板，底板的上表面依次相邻且平行设置有数个结构相同的梯形槽I，硅盖板的下表面设置有与梯形槽I对称的数个梯形槽II，梯形槽I和梯形槽II均为等腰的梯形槽，相邻的梯形槽的中心距离相同。梯形槽I、梯形槽II均为贯通槽；所述的数根裸光纤中的每一根裸光纤的径向截面下端的部分置于底板的一个梯形槽I内。底板的前端部的梯形槽I内的裸光纤由硅盖板对应的梯形槽II压紧，后端部的梯形槽I内的裸光纤由玻璃盖板压紧；裸光纤径向的上端和下端分别与硅盖板上的梯形槽II的底部、底板上的梯形槽I的底部沿裸光纤轴向线性接触，并通过等深度的梯形槽压制及相邻光纤限制共同定位。所述的玻璃盖板与硅盖板之间设置有一间距。所述的裸光纤、底板、硅盖板、玻璃盖板之间的空隙填充有热红外固化胶，底板、硅盖板、玻璃盖板、裸光纤通过热红外固化胶固定连接。

所述的相邻的梯形槽的中心距离为裸光纤直径加1um，数根裸光纤经一一对应的梯形槽I和梯形槽II压紧后，等腰梯形结构的梯形槽的侧壁和相邻裸光纤限制单根光纤的横向定位，底板和硅盖板上结构相同的数个梯形槽的深度相同，等深的梯形槽的槽底限制了每根裸光纤的竖向定位。

所述由梯形槽I或梯形槽II压紧的相邻裸光纤的纤芯距离基本相等，其纤芯距离比裸光纤直径大1um，

所述的硅盖板的前端面与底板的前端面齐平，所述玻璃盖板的后端面与底板的后端面齐平，玻璃盖板与硅盖板之间的间距范围为1mm~2mm。

本发明中的底板及硅盖板由上、下表面双面抛光的单晶硅板制成，单晶硅板的表面平面度值小于0.5um，利用单晶硅的各向异性的特点，采用光刻腐蚀法在底板的上表面及硅盖板的下表面形成深度相同的数个梯形槽，梯形槽侧壁的腐蚀角度约为54.7°，通过控制单晶硅的腐蚀时间，使腐蚀后形成的底板上表面及硅盖板下表面上的梯形槽的槽深约为裸光纤直径的三分之一。

多根裸光纤放置在底板的梯形槽I内，裸光纤上表面涂覆黑色的热红外固化胶，黑色热红外固化胶从裸光纤上表面向下渗透填满裸光纤与梯形槽I之间的间隙。

裸光纤在底板上的梯形槽I内首先由玻璃盖板在底板的后端压紧定位，玻璃盖板后端面与底板的后端面齐平。玻璃盖板挤压裸光纤后，黑色热红外固化胶填满裸光纤与玻璃盖板之间的间隙，多余的热红外固化胶从玻璃盖板的前后端面溢出