[发明专利]一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法

说明书

本发明涉及一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法。通过倒锥波导耦合器来改变光波传播的模场，有效降低了耦合插损；使用UV固化胶对输入端连接点和输出端连接点进行滴胶固定，提升了抗扰动的稳定性；对输入端连接点和输出端连接点进行密封保护，使用UV固化胶进行封边处理，使输入端连接点和输出端连接点位于独立的密封空间中，实现对耦合点的防水保护，保证了光声探测芯片在水下运作时，耦合点不受水流的冲击以及水压和温度冲击的影响，有效提高了光声探测芯片在水下运作的稳定性能。另外，第一隔水板和第二隔水板仅仅只将耦合区域进行保护，光声探测芯片的功能区无遮挡，保证了光声探测芯片的正常使用。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，更具体地，涉及一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法。

背景技术

光声探测芯片可以在很小的尺寸之下实现对微小物体的探测效果，但是发射端和接收端的信号传输主要还是依靠光纤来进行传输的。一个基本的光互连结构是由一个信号发生装置、一个光学芯片、一个信号处理装置以及一段光纤组成的，如图6所示。首先将在信号发生装置发出调制的光信号耦合进光纤，产生然后光纤再耦合传向光声探测芯片，再通过与光纤耦合将光声探测芯片处理的光学信号传输到信号处理装置。信号处理装置再对传输进来的光学信号进行解调处理。

目前的端面耦合方案都是用特制的光纤阵列与光声探测芯片的端面水平对准并耦合，再用光学胶水将耦合端面胶合封装起来。端面耦合要求波导芯片模场小虹心与光纤纤芯中心的重合度要求很高，稍微偏移一点就会导致模场失配，对准耦合的容差要求较高；由于他的低容差所以对于光纤阵列的精度要求非常高，导致现阶段标准光纤阵列的精度达不到要求，需要按照精度要求特殊定制，不能适配标准化的光纤阵列；由于端面耦合的性质，需要划片将倒锥波导耦合器的边缘裂开，使其与光纤相连接，对端面的质量要求较高；由于现有的端面封装技术没有防水设施，芯片下水后由于温度冲击和水溶液的各种侵蚀，使得光纤纤芯与芯片的波导中心容易产生偏差，导致模场适配，从而导致系统的插损变大。甚至模场失配，导致不通光的现象。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构及方法，提高了光声探测芯片在水下使用的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光声探测芯片与光纤端面的防水封装结构，包括光声探测芯片、第一光纤阵列、第二光纤阵列、底板、第一隔水件以及第二隔水件；所述的光声探测芯片的输入端和输出端分别设有第一倒锥波导耦合器和第二倒锥波导耦合器；所述的第一隔水件安装于底板上，与底板之间形成两端开口的第一容纳腔，所述的第一光纤阵列位于第一容纳腔中，所述的第一倒锥波导耦合器自第一容纳腔的一端开口处伸入第一容纳腔中与第一光纤阵列的输出端连接，构成输入端连接点；所述的第一光纤阵列的输入端自第一容纳腔的另一端开口处伸出；所述的第二隔水件安装于底板上，与底板之间形成两端开口的第二容纳腔，所述的第二光纤阵列位于第二容纳腔中，所述的第二倒锥波导耦合器自第二容纳腔的一端开口处伸入第二容纳腔中与第二光纤阵列的输入端连接，构成输出端连接点；所述的第二光纤阵列的输出端自第二容纳腔的另一端开口处伸出；且在所述的第一隔水件与底板之间的缝隙中、第一隔水件与光声探测芯片输入端之间的缝隙中、第一隔水件与第一光纤阵列的输入端之间的缝隙中、第二隔水件与底板之间的缝隙中、第二隔水件与光声探测芯片输出端之间的缝隙中、第二隔水件与第二光纤阵列的输出端之间的缝隙中均填充有密封胶，以使所述的输入端连接点和输出端连接点分别位于密封的第一容纳腔和第二容纳腔中。