[发明专利]一种二维微间距高密度阵列准直器及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种准直器及制备方法，属于光通信技术领域，具体是涉及一种二维微间距阵列准直器及制备方法。

背景技术

由于互联网的持续快速发展，导致光网络通信容量持续增长，光器件的集成密度要求越来越高。采用传统光器件拼装组合实现集成的方案，器件尺寸大、能耗高，并且多处拼接导致器件长期使用稳定性差，人力、物力成本消耗非常大；采用硅基芯片技术实现的集成方案，器件尺寸极小，结构稳定性高，但由于其工艺技术要求较高，目前离商用化尚有一段距离；准直器为光通信中的基础器件，被广泛应用于光开关、光隔离器、光环行器、光密集波分复用器中，用阵列准直器所形成的阵列准直光束批量射入及接收光信号，而仅插入一个尺寸稍大的器件芯件，与阵列准直器组合封装，即可使器件获得数10倍高集成度，此种集成技术工艺成熟，器件稳定性高，成本低，尺寸较小；

目前已有的阵列准直器技术方案分为如下几种：准直器拼接方案，采用多个单独准直器以一定排列结构封装于一块玻璃板形成一维准直器阵列，受元件尺寸的限制，此种方案准直器间隔较大、封装状态不稳定，需要耗费较多人力物力成本；一维光纤阵列及透镜阵列方案：采用一维光纤阵列及一维透镜阵列通过一定结构工艺实现封装，所形成一维阵列准直器，封装状态稳定，间隔密度高，但限于耦合封装工艺技术仅能实现一维的低密度集成；二维阵列光纤、二维阵列透镜方案：采用高精度的二维光纤阵列与二维阵列透镜直接耦合封装形成二维阵列准直器，集成度极高，结构简单稳定，但为保证整体插损小于1.0dB,二维光纤阵列及二维透镜阵列定位精度需要小于0.5um，原材料成本极高，难于商用化；含二维校正单元的二维光纤、二维透镜阵列方案：用较低精度的二维光纤阵列与二维透镜阵列直接耦合封装后，在出射端以二维校正单元对每路光束作平行度校正，最终形成较高平行度的二维准直器光束阵列，此方案成本较低，但校正单元尺寸较大，准直器间距不能太小，且多个校正单元单独封装器件稳定度较差。

为实现极小间距阵列准直器，采用高密度光纤阵列与高密度透镜阵列对耦封装方案，此方案对于光纤阵列及透镜阵列单元间距控制精度要求极高，原材料成本高；采用反射镜组调整准直器出光方案，调整后准直器的出光受反射镜调试封装角度及位置度影响较大，对封装工艺要求较高，或封装后器件稳定性较差，另外镀制高反射率的反射膜成本较高；采用棱镜组调小准直器出光间隔的方案，同样存在棱镜组的封装角度及位置度对准直器出光影响较大的问题，对调试封装工艺要求高，成品率、稳定性较差。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种微间距阵列准直器。本发明首先逐行调试透镜阵列及光纤阵列线度对齐及焦距一致性后，利用透镜阵列固定框架或直角玻璃体封装固定两者形成阵列准直器前体，该阵列准直器前体具有光斑一致性高、出光平行度高的特点。然后在该阵列准直器前体末端逐行增加全反棱镜条，以将阵列准直器前体的出光不改变方向地平移至小间距，最终形成具有高光平行度、光斑一致性和极小间距的二维阵列准直器。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种二维微间距高密度阵列准直器，包括：

光纤阵列，底板为1×N的V型槽结构，各光纤阵列调试焦距一致性后依次叠压封装形成二维光纤阵列整体；

透镜阵列固定框架(102)，其内面设置若干个与光纤阵列位于同一线度且中心对齐的透镜阵列(101A～101F)，其外面设置若干个与标准阵列准直器(803)同一线度及中心对齐的全反棱镜条(801A～801E)。

优选的，上述的一种二维微间距高密度阵列准直器，所述二维光纤阵列中各层V型槽中光纤数量为不等数量；

优选的，上述的一种二维微间距高密度阵列准直器，中间一排透镜阵列不经过全反棱镜直接出光，其余N-1排透镜阵列均经过全反棱镜折光后出光。

优选的，上述的一种二维微间距高密度阵列准直器，还包括N-3个全反棱镜隔块(802A、802B、802C)，其中中间排无全反棱镜长条(802A、802B、802C、802D、802F)及全反棱镜隔块(802A、802B、802C)，与中间排紧邻的上下两排阵列准直器所配置的全反棱镜长条(801B、801C)直接固定在透镜阵列固定框架(102)上，其余N-3排全反棱镜长条(801A、801D、801E)用长度递增的全反棱镜隔块(802A、802B、802C)固定在透镜阵列固定框架(102)上，并保持各全反棱镜长条(802A、802B、802C、802D、802F)在光的出射方向上的空间位置错开。