平面光波導型光功率分束器的製作方法
2023-05-05 15:07:56 3
專利名稱：平面光波導型光功率分束器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光功率分束器(optical splitter)，尤其涉及一種平面光波導型光功率分束器(Planar Lightwave Circuit Splitter)，以下簡稱PLCsplitter。
技術背景PLC splitter是基於平面光波導技術基礎的光無源器件，通信光波通過級聯的多級Y型光波導均分成多個通信光波，一般規格為1×N(N＝2，4，8，16，32，...)。相比較傳統無源器件熔融拉錐型耦合器而言，PLC splitter具有均勻性好，通帶寬(1260nm-1650nm)，高集成度和高可靠性，在8通道以上FTTX應用上，PLC splitter已成為不可替代的關鍵無源器件。在無源光網絡PON的使用中，超大功率EDFA的光功率一般為30dBm(1000mw)，遠遠大於常規23dBm(200mw)的EDFA(摻鉺光纖放大器)的光功率。而作為超大功率EDFA的輸出端無源器件PLC splitter，如圖1和圖2所示，包括三部分一單芯光纖陣列1、一PLC splitter晶片2和一多芯光纖陣列3，三者通過其端面膠4粘接固定，這樣，高功率的光通過單芯光纖陣列1輸入PLCsplitter晶片2，進行1×N光功率分配後，由多芯光纖陣列3輸出。在該結構中，不論是在PLC splitter的輸入端還是輸出端，其光纖纖芯與PLC splitter晶片光波導的光路耦合端面均有端面膠4，即光路端面膠，端面膠4由於吸收光而產生熱量就會引起器件連接處老化失效，光功率越大，老化失效就會加劇。常規的光路端面膠4能長期耐受的光功率為23dBm(200mw)。如1X8的PLC Splitter，整個器件的理論損耗為9dB；而當輸入超大光功率為30dBm時，器件的輸出端面經受的光功率僅為21dBm，此光功率值在端面膠的耐受範圍內(小於23dBm)，因此，對於1×N的PLC Splitter(N＞8)，連接於高功率的EDFA輸出埠時，只需考慮單芯光纖陣列1輸入端的光路端面膠的光功率耐受能力即可。
在現有技術中，美國專利局於2003年7月31日公開了一篇名稱為光模塊(Optical Module)的專利，其專利公開號US20030142946，在該專利說明書中，公開了一種光路端面無膠結構的PLC Splitter。如圖3所示，通過在單芯光纖陣列1的輸入端面上位於V形槽11兩側各開設一個凹槽12，該凹槽12用於使端面膠4與V形槽11內的纖芯13端面隔離，避免端面膠4越過凹槽12到纖芯13光路端面上，以此實現PLC Splitter輸入端面的光路無膠，從而解決PLC Splitter耐受大光功率的問題(＞30dBm)，該種結構由於光路上端面無膠，使整個器件的耐受大光功率的性能得到了大大提高。但是，由於該結構的單芯光纖陣列1由光纖13，蓋板15和V型槽11的玻璃基底16通過膠粘接組成膠合體，該膠合體本身就存在應力，而在單芯光纖陣列1的V型槽11兩側再開設凹槽12，就會導致產生新的應力，嚴重時候會導致脫膠、光纖發生位移，從而影響光纖和晶片的耦合，最終會影響器件的可靠性。
發明內容
本實用新型提供一種可靠性高、可耐受大光功率的平面光波導型光功率分束器。
為達到以上發明目的，本實用新型提供一種平面光波導型光功率分束器，包括一單芯光纖陣列、一PLC splitter晶片和一多芯光纖陣列，三者依序通過其端面膠粘接而成，一高光功率光束經所述單芯光纖輸入至PLC splitter晶片分1×N路光束，該N路光束由與之對應的所述多芯光纖陣列輸出，所述PLC splitter晶片的輸入端面位於光波導輸入口的外圍開設有端面膠隔離槽，該端面膠隔離槽槽寬為PLC splitter晶片寬度的5％～25％、深0.5mm～1mm。
所述N為4、8、16或32。
所述端面膠隔離槽為設置於光波導輸入口兩側的凹槽。
所述端面膠隔離槽為一圓環槽，光波導輸入口位於該環形槽中心。
所述端面膠隔離槽為一方形槽，光波導輸入口位於該方形槽中心。
由於上述結構的平面光波導型光功率分束器，其PLC splitter晶片輸入端面上開設有端面膠隔離槽，能保證單芯光纖陣列輸入端至PLC splitter晶片的光波導輸入口的耦合光路無膠，而PLC splitter晶片是由晶片本體加玻璃材質的蓋板組成，兩者同質性好，產生的膠合應力小，在其端面開設端面膠隔離槽產生的應力相對於在單芯光纖陣列端面開槽較小，不會產生光路位移等缺陷，對整個器件光學性能以及可靠性影響也相對減小。
圖1表示平面光波導型光功率分束器的立體結構示意圖；圖2表示圖1所示的平面光波導型光功率分束器的正視圖；圖3表示圖1所示單芯光纖輸入端光路端面無膠示意圖；圖4A表示本實用新型PLC splitter晶片輸入端光路端面無膠實施例之一；圖4B表示本實用新型PLC splitter晶片輸入端光路端面無膠實施例之二；圖4C表示本實用新型PLC splitter晶片輸入端光路端面無膠實施例之三；圖4D表示本實用新型PLC splitter晶片輸入端光路端面無膠實施例之四；
具體實施方式
本實用新型平面光波導型光功率分束器，其主要是通過在PLC splitter晶片的輸入端面上位於其光波導輸入口的外圍開設有端面膠隔離槽，避免膠溢出到耦合光路端面，實現輸入端光路無膠。
如圖4A將平面光波導型光功率分束器的PLC splitter晶片2的輸入端面的光波導輸入口22的左右側各設置一凹槽21。圖4B所示，將平面光波導型光功率分束器的PLC splitter晶片2的輸入端面的光波導輸入口22的上下側各設置一凹槽21』。該兩種形式的凹槽均是直通PLC splitter晶片2的整個截面，其槽寬為PLC splitter晶片寬度的5％～25％，本實施例中寬度取0.2mm，槽深0.5mm～1mm，將光波導輸入口22與單芯光纖陣列1輸入端間的端面膠4隔離，防止端面膠4因吸收高功率光束老化而影響光波導輸入口22與單芯光纖陣列1輸入端的光路耦合，即實現平面光波導型光功率分束器的輸入端光路端面無膠，使整個器件可耐受超大光功率。
如圖4C，將平面光波導型光功率分束器的PLC splitter晶片2的輸入端面上設置一環形槽中23；如圖4D所示，將平面光波導型光功率分束器的PLCsplitter晶片2的輸入端面上設置一方形槽24。光波導輸入口22均位於該兩種槽的中心位置，其槽寬0.2mm、深0.5mm～1mm，兩種槽的作用與上述凹槽完全相同。
本實用新型的平面光波導型光功率分束器，其輸入端的光路端面無膠，從而可保證當超大光功率輸入平面光波導型光功率分束器後，不會因端面膠吸收高強光後引起的高溫老化等現象產生，以此提高平面光波導型光功率分束器件的可靠性。
權利要求1.一種平面光波導型光功率分束器，包括一單芯光纖陣列、一PLCsplitter晶片和一多芯光纖陣列，三者依序通過其端面結構膠粘接而成，一高光功率光束經所述單芯光纖輸入至PLC splitter晶片分1×N路光束，該N路光束由與之對應的所述多芯光纖陣列輸出，其特徵在於，所述PLC splitter晶片的輸入端面位於光波導輸入口的外圍開設有端面膠隔離槽，該端面膠隔離槽槽寬為PLC splitte晶片寬度的5％～25％、深0.5mm～1mm。
2.根據權利要求1所述的平面光波導型光功率分束器，其特徵在於，所述N為4、8、16或32。
3.根據權利要求2所述的平面光波導型光功率分束器，其特徵在於，所述端面膠隔離槽為設置於光波導輸入口兩側的凹槽。
4.根據權利要求2所述的平面光波導型光功率分束器，其特徵在於，所述端面膠隔離槽為一圓環槽，光波導輸入口位於該環形槽中心。
5.根據權利要求2所述的平面光波導型光功率分束器，其特徵在於，所述端面膠隔離槽為一方形槽，光波導輸入口位於該方形槽中心。
專利摘要本實用新型提供一種平面光波導型光功率分束器，包括一單芯光纖陣列、一PLC splitter晶片和一多芯光纖陣列，三者依序通過其端面結構膠粘接而成，一高光功率光束經所述單芯光纖陣列輸入至PLC splitter晶片分1×N路光束，該N路光束由與之對應的所述多芯光纖陣列輸出，所述PLC splitter晶片的輸入端面位於光波導輸入口的外圍開設有端面膠隔離槽，該端面膠隔離槽槽寬0.2mm、深0.5mm～1mm。由於端面膠隔離槽能有效保證單芯光纖陣列輸入端至PLC splitter晶片的光波導輸入口的耦合光路無膠，從而可保證當超大光功率輸入平面光波導型光功率分束器後，不會因端面膠吸收高強光後引起的高溫老化等現象產生。
文檔編號G02B6/26GK2927081SQ200620017089
公開日2007年7月25日 申請日期2006年7月24日 優先權日2006年7月24日
發明者王忠健 申請人:深圳飛通光電子技術有限公司