用於VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的製作方法
2023-12-04 13:47:51
本實用新型涉及光通信技術領域，尤其涉及一種用於VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列。
背景技術：
隨著經濟時代的發展，通信領域在人們的生活中佔據著越來越重要的地位，而且人們已經不再滿足於傳輸速率低、傳輸能力弱的通信傳輸，而開始不斷改進光纖傳輸這種傳輸方式，在這種不斷的改進當中，通信領域的光纖技術越來越成熟。
VCSEL和PIN的出射光垂直於安裝的電路板表面，這對於器件的封裝和應用都不大方便。最簡單的光接口是將光纖與VCSEL和PIN對接，雷射器的出射光直接進入光纖，不經過其他中間元件，這樣的耦合方式稱為垂直耦合。垂直耦合由於光的反射導致速率不能太高，另外，由於是垂直耦合，光纖與PCB成垂直形狀，導致光模塊的體積增大。現在一般的耦合方式是將光纖陣列研磨成45°反射面實現光信號的90°轉角，確保耦合封裝的效率和產品的整體結構較小，雖然45°反射面能夠實現光信號的全反射，但是光纖陣列與VCSEL和PIN的光信號耦合效率不是很高；現有技術中還有在45°反射面的光路兩側各設置一片透鏡，VCSEL和PIN的出射光通過一面透鏡聚光後照射到45°反射面，經過45°反射面反射的光線再經過一面透鏡聚光後進入光纖內，這樣的設置能夠大大提高光信號的耦合效率，但是這樣的設置成本太高，不利於大批量地生產和使用。
技術實現要素：
針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型設計一種成本低、光信號耦合效率高，能夠解決上述問題的用於VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列。
為實現上述目的，本實用新型提供的用於VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列，包括基板、蓋板和複數根光纖，所述基板包括基板前段和基板後段，所述基板前段上表面高於所述基板後段上表面，所述基板前段上表面上設有與光纖一一對應的V形槽，每根光纖均設置在與其對應的V形槽內，且每根光纖其端面上接有聚光體，所述聚光體位於基板前段向前伸出部，所述蓋板設置在基板前段上，且蓋板與每個V形槽均圍合成固定光纖的容置空間；所述聚光體的向外突出端具有一光學平面，所述光學平面與光纖底面的夾角為30-60°；外部光信號通過聚光體的底部聚焦進入聚光體，並經過所述光學平面反射後進入所述光纖內部。
其中，所述蓋板與基板後段之間的光纖上覆蓋有用於固定和保護光纖的尾膠，且所述尾膠的高度小於或等於蓋板的高度。
其中，所述聚光體的長度大於0.15mm。
其中，所述基板前段和基板後段的交界處設有過度斜面。
其中，每個V形槽的底面均與基板後段的上表面高度一致。
本實用新型的優勢在於：
1、本實用新型提供的光纖陣列，在每根光纖的一端熔接有聚光體，再在聚光體上研磨出能夠對光信號實現全反射的光學平面；聚光體本身具有自聚焦效果，能夠將照射進入其中的光纖進行聚集，再與光學平面的配合，能夠同時實現透鏡聚光和光學平面反射光的優點，相比於現有的利用獨立透鏡和光學平面組合工作其成本大大降低，另外其還大幅增加了光纖陣列的容差，在對光纖進行耦合調整的時候其可調範圍更大，從而降低了耦合的難度和增加了耦合的效率；
2、本實用新型每根光線的一端均加工出聚光體，其中聚光體光學平面與基板底面的夾角為30-60°能夠很好地實現光信號照射到光學平面上後的全反射，使光學平面在沒有鍍膜的情況下，依靠角度的反射即可很好的實現光信號的全反射。
3、本實用新型中的聚光體和光纖為一體式結構，其聚光角度等無需進行額外調整，可靠性高，直接安裝光纖並加工出聚光體即可實現高精度的光路耦合，提高耦合效率。
附圖說明
圖1為本實用新型用於VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的俯視圖；
圖2為本實用新型用於VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列的正視圖；
圖3為圖2中A處的局部放大圖。
主要元件符號說明如下：
1、基板 2、蓋板
3、光纖 4、尾膠
11、基板前段 12、基板後段
13、過度斜面 31、聚光體
311、光學平面。
具體實施方式
為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。
請參閱圖1-3，本實用新型提供的用於VSCEL或PIN陣列耦合的自聚焦光纖陣列，包括基板1、蓋板2和複數根光纖3，基板1包括基板前段11和基板後段12，基板前段11上表面高於基板後段12上表面，基板前段11上表面上設有與光纖3一一對應的V形槽，每根光纖3均設置在與其對應的V形槽內，且每根光纖3其端面上接有聚光體31，聚光體31位於基板前段11向前伸出部，蓋板2設置在基板前段11上，且蓋板2與每個V形槽均圍合成固定光纖3的容置空間；聚光體31的向外突出端具有一光學平面311，光學平面311與光纖3底面的夾角為30-60°；外部光信號通過聚光體31的底部聚焦進入聚光體31，並經過光學平面311反射後進入光纖3內部。
在本實施例中，蓋板2與基板後段12之間的光纖3上覆蓋有用於固定和保護光纖3的尾膠4，且尾膠4的高度小於或等於蓋板2的高度。尾膠4的設置能夠對光纖3起到一個固定作用，在光纖3進行後續研磨和使用的時候，能夠與蓋板2一起組合保證光纖3位置不變；尾膠4的高度小於或等於蓋板2的高度在於保證尾膠4的穩定性，如果尾膠4的高度高於蓋板2的高度，極易因為使用和加工中的剮蹭導致尾膠4脫落，從而大大縮短尾膠4的使用壽命。在本實用新型中，此處並不局限於使用尾膠4來輔助固定光纖3，還可以使用其他固定結構，只要能夠實現光纖3的良好固定即可。
在本實施例中，聚光體31的長度大於0.15mm。在本實用新型中，聚光體31即為帶有自聚焦效果的特殊光纖3，且其一端加工出光學平面311，其長度大於0.15mm有利於加工機械對光纖3的熔燒加工和研磨加工，同時便於實際使用。
在本實施例中，基板前段11和基板後段12的交界處設有過度斜面13。過度斜面13的設置能夠確保過度斜面13處光纖3受到的應力較小，提高了產品的可靠性和製成的合格率，另外，在實際使用過程中，過度斜面13的設置還能夠便於容納尾膠4或其他固定裝置，使光纖3在使用和加工過程中更加穩定。
在本實施例中，每個V形槽的底面均與基板後段12的上表面高度一致。這樣的設置能夠保證光纖3安裝在V形槽上後，其高度與基板後段12基本保持一致，這樣一方面能防止坡度的存在使光纖受力損壞，另一方面可以減少光纖3光路彎曲的角度，更利於光信號的傳輸。在本實用新型中，V形槽的底面高度也可以略高於基板後段12的高度或者略低於基板後段12的高度。
本實用新型的優勢在於：
1、本實用新型提供的光纖陣列，在每根光纖的一端熔接有聚光體，再在聚光體上研磨出能夠對光信號實現全反射的光學平面；聚光體本身具有自聚焦效果，能夠將照射進入其中的光纖進行聚集，再與光學平面的配合，能夠同時實現透鏡聚光和光學平面反射光的優點，相比於現有的利用獨立透鏡和光學平面組合工作其成本大大降低，另外其還大幅增加了光纖陣列的容差，在對光纖進行耦合調整的時候其可調範圍更大，從而降低了耦合的難度和增加了耦合的效率；
2、本實用新型每根光線的一端均加工出聚光體，其中聚光體光學平面與基板底面的夾角為30-60°能夠很好地實現光信號照射到光學平面上後的全反射，使光學平面在沒有鍍膜的情況下，依靠角度的反射即可很好的實現光信號的全反射。
3、本實用新型中的聚光體和光纖為一體式結構，其聚光角度等無需進行額外調整，可靠性高，直接安裝光纖並加工出聚光體即可實現高精度的光路耦合，提高耦合效率。
以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護範圍。