光纤和激光器芯片的对准制造技术

当使装在一个携带装置（１）的凹槽（９）中的光纤（７）与一个光学件（５）比如一个激光器的表面区域精细对准时，通过使适当的工具移动或在光纤（７）的端部作用在携带装置上，使平板形的携带装置塑性变形。为了使塑性变形变得容易，围绕变形区域（１７）制作出狭缝（１５），使得就在光纤（７）的端部获得一个变弱的区域（１６）。实现精细的对准或者是为了校正有误差地安装的光学装配件的位置，或者是为了使已经安装的光学装配件精细地对准，安装这些装配件时没有必要努力得到非常高的精度。可以在进行对准步骤的同时测量连接部位的效率，这是通过开动激光器（５）使它发出光，进入光纤（７）。可以用一个光探测器（２５）检测此光，从而可以实现变形过程以便在光纤（７）的端部得到最大的输出功率。携带装置（１）的材料可以为一种纯度很高的金属，例如厚度不大的铜板。所描述的精细对准的步骤有好处：在经济上有好处，并且在对准操作中的精度上有好处，从而在最后产品中光学装配件之间的连接部位处获得非常小的衰减。该携带装置与装配件一起是用来模塑进一个封壳中，以便获得适用于装一块线路板上的一个光学部件。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电部件，具体地说，涉及在光电部件中使用的装配件的对准，比如光纤的一端相对于另一个主动型或被动型装配件特别是激光芯片或组件的对准。
技术介绍
当沿着光纤传播的光由激光器发射出时为了避免光学损失，必须以很大的精度把光纤的一端相对于激光芯片的输出孔径对准。这种高精度对组装过程提出相应的要求，特别是当在芯片上的适当位置安装光纤时提出相应的要求。已经采用了一些方法来降低当安装部件时对精度的要求，比如使用包括所谓″楔形的″激光器的方法，此种激光器的模式场适宜于用来耦合到例如单模的光纤上。在现有的组装方法中，通常设有某种类型的携带装置，光纤和形状为芯片的激光器元件装在此装置上。此携带装置可以设有不同的准直装置，比如V形凹槽、其它类型的凹槽以及精确地形成的突起或凸出部分。这样的携带装置可以作为一块硅板生产出，其中形成有非各向同性地刻蚀的V形凹槽和在该板上沉积的不同的层，沉积不同的层是为了形成支承表面，芯片可以对着这些支承表面精确地定位。为了使一个光电芯片定位在携带装置上的一个想要的位置，也可以利用在熔化的焊料区域中例如在熔化的小焊料球中的表面张力，这些小焊料球把芯片装到携带装置上，也可能使芯片与携带装置在电路上连接起来。当使用时，这样的过程要求非常小心，因此，在获得正确安装的部件的足够高的产量方面比如在要求应用方面或为了以足够的性能指标实现制作方面可能有限制。该过程取决于某些精密的因素，比如应该使被沉积的焊料的厚度保持为非常精确的值，以及在芯片上和在携带装置上都精确地确定可以被熔化的焊料变湿的面积。已经提出一些方法对于光学装置或光纤采用可以塑性变形的支撑，使这些支撑变形，实现光纤端部相对于光学装置的最后定位或对准。因此，在公开的国际专利申请WO91/06022中公开了对于微型光学透镜的一种透镜安装，该透镜安装包括由一个基座向上站立的一个平的框架。此框架围绕着透镜被安装的部分，并且在此部分透镜可以被框架的弯曲塑性变形到透镜的对准位置。这样的框架结构不适用于使在平的基座中或在平的基座上的波导与刚硬地装接到该基座上的一个芯片中的光学部件对准。此外，该框架结构在竖直方向上要占用空间。在已公开的欧洲专利申请0717297中，公开了光纤与激光芯片的精细对准，这是采用了一个细长的支承件来固定光纤的端部。该支承件的形状为圆柱杆，它包括一个纵向的狭缝，把光纤固定在该狭缝中。一个可以塑性变形的鞍形物使此圆柱件保持在离开基座板的一定距离处，此鞍形物有由基座板向上站立的臂。可以使鞍形物的臂变形，使光纤端部重新定位。此装置不能很好地适用于精密地移动在基座板中或在基座板上的波导，使它与刚硬地装接到该基座上的一个光学部件的开孔对准。此外，该装置比较复杂，并要求许多安装步骤。本专利技术的概述本专利技术的一个目的是提供一种方法和用于光学装配件的一种携带装置，使得一个光学装配件的表面区域可以与另一个光学装配件的表面区域对准。本专利技术的另一个目的是提供一种方法和用于光学装配件的一种携带装置，使得一个光学装配件的表面区域可以与另一个光学装配件的表面区域对准，它不使用任何另外的安装或装接装置，因此不增加光学部件的总高度。本专利技术的又一个目的是提供一种方法和用于在一个光学部件中的光学装配件的一种携带装置，使得该装配件的输入和输出区域可以彼此对准，而同时实现反馈型的测量，以便在输入与输出之间可以得到最大的传输。本专利技术解决的问题是在一个共同的携带装置上如何实现不同的光学装配件之间的好的对准。问题包括实现例如光学部件的精密对准，当最后检验时已经确定这些部件是以不能令人满意的精度有误差地被安装了，问题还包括容许这些装配件相对于彼此可以有最后的正确对准，从而在前面的组装过程中只用保持较低的精度，因此，可以使用较低成本的组装方法。另外，问题包括如何可以以一种简单和不占用空间的方式实现精确的对准。一种对准方法也可以被称为精密对准方法，此方法是基于一种适当的材料的塑性变形。在用于光学装配件的平板形携带装置中使用此材料，因此，把携带装置的材料选择成使它可以塑性地和机械地变形，在进行塑性变形之后，有最小的弹性的反弹或最小的弹回。此材料也应该是当制作光学部件时它不受后来的步骤影响，特别是不受有时相当高的温度的影响，这种高温可能是需要的，例如为了使封装的塑料或人造树脂材料固化。这种情况也可以用另一种方式叙述，此材料基本上没有机械记忆。可以用高纯度的铜板制作该携带装置，例如至少99％(重量百分比)的铜。把该携带装置的构形做成可以借助于外面的加压表面使该携带装置的某些部分例如内部在不同的方向上移动。在使装设到携带装置上的一根光纤对准的情况下，携带装置的适当部分只需要在垂直于光纤的纵向方向上移动。可以在把不同的装配件装在其上之后进行携带装置的变形，还可以测量装接到携带装置上的不同的装配件之间的光学传输，并利用反馈控制携带装置的变形，从而在不同的光学装配件的输入与输出之间获得最大的光学传输，因此有最小的衰减。在希望有这样的衰减的情况下，例如为了使输入的功率适宜于某种光探测器或光放大器的情况下，也可以使用相同的方法在两个装配件之间的接口处产生所选定的衰减。可以一般性地把此方法描述为，在对准的过程中可以测量在两个光装配件之间例如一根光纤与一个激光器之间的接口处的损失，这只要对装配件之一提供信号就可以作到，例如对激光器提供适当的电流和电压使它发出光信号。可以把该携带装置的构形做成一块适当地设置的狭缝的平板，这些狭缝围绕着装配件的那个区域可能是必须移动的区域，以便得到与另一个装配件的正确的精确对准。这些狭缝可以例如为它们的纵向方向基本上垂直于彼此相对着设置的那些表面，并且，这些表面在前面的组装步骤中已经设置成尽可能地靠近或彼此尽可能相对着。这些狭缝也应该有平行于所述区域伸展并伸展到靠近它的一个区域的部分，从而在表面的附近形成一个窄的区域，此区域用作变弱的区域，它使变形变得容易。这些狭缝将容许在垂直于携带装置的平面的方向上移动。本专利技术的另外的目的和优点将在下面的描述中叙述，并且，部分地将由此描述看清楚，或者，可以由本专利技术的实践中学到。可以通过具体地在所附的权利要求中所指出的方法，过程，装置和组合实现并获得本专利技术的目的和优点。附图的简要描述尽管在所附的权利要求中具体地叙述了本专利技术的新颖的特点，但是，由考虑下面参考着附图给出的对非限定性的实施例的详细描述可以得到对本专利技术的全面的理解，包括它的组织和内容以及它的上述和其它特点，并将会更好地认识到这些，在附图中附图说明图1为一个携带装置平板的透视图，在该平板上装有一根光纤和一个激光芯片；图2为放在一个对准工具中的该携带装置平板和激光器的剖面图；以及图3为放在该对准工具中的携带装置平板和光纤的剖面图。详细描述在图1中示出了携带装置1，它由一块金属平板或薄片制成，它的至少某一部分是可以塑性变形的。该携带装置1的形状大致为长方形，在它的短的侧面之一它包括一个伸出部分3。在该伸出部分3的顶表面上装有一个激光芯片5，它的输出表面指向携带装置1的长方形的主要部分。在携带装置1的长方形部分的纵向中心线上设有一根光纤7，因此，此光纤与长方形部分的长的侧面平行，并位于在携带装置1中压出或模压出的一个V形凹槽9中。可以按照在国际专利申请No.PCT/SE97本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种把第一光学装配件的表面与第二光学装配件的表面对准的方法，其特征在于，有如下步骤：选择一种材料，当它变形时其行为基本上为塑性的，并只有不明显的弹性反弹；生产此材料的一个携带装置；把第一光学装配件和第二光学装配件直接安装在该携带 装置上，在第一光学装配件的表面与第二光学装配件的表面之间进行第一次对准；以及通过使携带装置变形，相对于第二光学装配件的表面移动第一光学装配件的表面，使得实现第一光学装配件的表面区域与第二光学装配件的表面区域的精细的对准。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C布洛姆，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]