一种微型光纤准直器自动校准器件制造技术

本发明专利技术公开了一种微型光纤准直器自动校准器件，包括第一和第二对边的硅基，光纤对准区域设置在该硅基上，第一光纤和第二光纤从对应两侧面插入该光纤对准区,两侧面为第一侧面和第二侧面；一驱动区域制造在该硅基上,并靠近光纤对准区域；以及驱动区域中的柱塞通过驱动区域中的间隙接触第一光纤，其中，柱塞的移动使得第一光纤相对于第二光纤位移。本发明专利技术带有自对准弹簧的硅基微加工沟槽可用于直接耦合两个或多个光纤。这种结构具有一个比较好的平台，它使人们能够在不使用透镜和涂层的情况下制作出光纤器件，从而实现宽频带操作、低插入和并显著降低成本。本发明专利技术的直接对准方法拓宽了许多新的直接对准光纤器件的应用。宽了许多新的直接对准光纤器件的应用。宽了许多新的直接对准光纤器件的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种微型光纤准直器自动校准器件


[0001]本专利技术涉及自对准光纤器件，包括光开关、光衰减器、光学分接监视器、光学可调谐滤波器等，具体涉及一种微型光纤准直器自动校准器件。

技术介绍

[0002]光纤是通信用光电子系统中最常用的传输介质之一。由于光纤的芯径很小，在与光电器件耦合中，通常采用主动可调对准的方法。许多光纤设备，如开关、衰减器、可调滤波器和光学分接监视器，都需要两个或多个光纤之间的耦合，以便光信号可以在它们之间传播，或者通过位于它们之间间隙的光管理组件来传播。目前，这种耦合主要是通过使用准直器将光束扩大实现降低角度灵敏度和扩大传输距离，然后在两个或多个光纤准直器之间调节对准以实现间隙上的低光损耗。每个准直器需要由一个防反射涂料的抛光光纤端和一个光学透镜组成。准直器的制造过程复杂，包括抛光、涂层、透镜制造和调光学对准。使用光纤准直器的光纤器件装配还需要由熟练的操作员进行主动精密对准。
[0003]多年来，人们一直致力于通过无可调直接对准方式降低光纤到光纤耦合的复杂性和成本。当两个光纤端完全对齐且间距很小时，进入一根光纤的光经过相邻的两个端部后，将低损耗继续进入第二根光纤。然而，这种光纤到光纤直接耦合需要高精度的对准，微结构可以达到。最常见的方法是使用V形微结构进对齐光纤。在这种方法中，圆形光纤被放置在一个精确制造的V型槽中。V形的几何结构确保两个光纤在连接处相交时，从相反面放置在同一个V形槽中的两个光纤自然地相互对齐。这种光纤到光纤的被动直接对准淘汰了常用的耦合涂层、透镜、可调对准，大大节约了成本。然而，由于光纤位于浅V形槽内缺乏有力机械固定到位，因此对扰动非常敏感，例如环氧树脂填充物。V型槽的应用受到限制。
[0004]另一个方法是使用一侧带有弹簧的微型沟槽，通过弹簧将光纤推压到壁上对准来自动地对齐光纤。这种结构10的示例如图1所示，由弹簧片固定沟槽 20的直壁14组成。当光纤16插入沟槽20中时，弹簧12推压光纤16与壁14 接触，如图2所示。盖片18被放置在器件的顶部，该器件向下推动光纤16以与沟槽底部接触。因此，光纤16在沟槽20中被从所有四个方面自动地对准。
[0005]由于沟槽20足够深以四个方面保持光纤16的定位，因此该设计比V形槽设计更坚固，从而高重复性。然而，沟槽以往对开关的应用仅限于使用带有静电驱动的反射镜。这种方法有几个缺点，由于需要插入反射镜，耦合光纤之间的间隙较大，从而增加了损耗。裸光纤耦合需要极为精确的镜面，从而在降低产量的同时增加成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是一种微型光纤准直器自动校准器件，能够有效解决现有技术中的不足。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种微型光纤准直器自动校准器件，包括第一和第二对边的硅基，光纤对准区域设置在该硅基上，第一光纤和第二光纤从对应两侧
面插入该光纤对准区,两侧面为第一侧面和第二侧面；
[0008]一驱动区域制造在该硅基上,并靠近光纤对准区域；以及驱动区域中的柱塞通过驱动区域中的间隙接触第一光纤，其中，柱塞的移动使得第一光纤相对于第二光纤位移。
[0009]作为优选的技术方案，光学器件由硅晶圆制备而成。
[0010]作为优选的技术方案，硅晶圆包含绝缘体上的硅晶圆。
[0011]作为优选的技术方案，光纤对准区域包括：第一光纤沟槽蚀刻在基座中，并延盖整个基座底部的宽度，该沟槽上面是开口、平的沟槽底部,第一对准壁平的侧面，第一沟槽还具有第一和第二沟槽区域，第一和第二沟槽区域分别具有第一和第二所述基座的相应侧面开口外端，所述第一和第二光纤可通过相应侧进行插入；
[0012]第一沟槽区域有着多个第一弹簧片固定在槽沟壁指向第一对准壁；第二沟槽区域有着多个第二弹簧片固定在槽沟壁指向第一对准壁；
[0013]盖板，其配置至少覆盖第一沟槽区域的一部分；
[0014]其中，当第一和第二光纤通过相应开口端彼此插入纤沟槽，所述第一和第二弹簧片从侧面推动所述第一和第二光纤接触所述第一对准壁，所述盖板从顶部推动所述第一和第二光纤使他们接触所述沟槽底部并且固定在第一沟槽区域的其中一部分,致使第一和第二光纤彼此对准；
[0015]驱动区域包含：框架，其具有与所述基座的第一和第二侧面相对应的第一和第二侧面；多个横梁支撑框架内的柱塞；和框架内的一个促动器装配成能够通过移动多个横梁来垂直地移动第一光纤，从而使得第一光纤垂直移动。
[0016]作为优选的技术方案，光学器件包含光纤衰减器。
[0017]作为优选的技术方案，所述驱动区域包括在所述框架内以串联装配的间隔、垂直堆叠、小位移的微型装配式弹簧促动器；
[0018]每个促动器至少包含多个横梁中的其中一个；第一弹簧促动器包括第一柱塞；第二弹簧促动器，包括与所述第一弹簧促动器连接的第二柱塞；
[0019]其中：所述第二弹簧促动器的位移通过所述第一参数以小于所述第一参数的第二参数通过所述第二柱塞传输，并且以小于所述第二参数的第三参数传输到所述第一柱塞；并且第一柱塞将第一光纤通过第三个参数的量移动第二光纤。
[0020]作为优选的技术方案，所述驱动区域由多个横梁组成：长度为E+F的第二横梁，第二外端连接到框架的第二侧，并且连接到第一柱塞的内端；
[0021]第三横梁，其第三外端连接到框架的第二侧；第二柱塞，位于与第二外端的距离C处，从第三横梁延伸到与第一柱塞距离F处的第二横梁处；第四横梁，其第一端连接到框架的第一侧；
[0022]第三横梁，位于距框架第一侧距离A，从第四根横梁延伸到与第三根横梁距离第二根柱塞距离D；
[0023]以及与第四横梁连接的杆，距离第三柱塞A的距离B；
[0024]其中，杆的第一位移通过第四、第三、第二和第一横梁传递，以使通过第二位移移动的第一柱塞的位移小于第一位移。
[0025]作为优选的技术方案，从第一位移到第二位移的总位移减少量等于A/B
×ꢀ
C/D
×
E/F。
[0026]作为优选的技术方案，其中每个横梁通过比横梁更细的柔性截面连接到框架的相应一侧。
[0027]作为优选的技术方案，光学器件包含一光纤开关。
[0028]作为优选的技术方案，第一光纤沟槽导向器的第二部分包括了比第一部分更宽的第三部分，该第三部分靠近驱动区域中的间隙，并且在该第三部分中，弹簧片没有从与第一对准壁相对的壁面伸出；
[0029]并且光纤对准区域还包括蚀刻在基座中的第二光纤沟槽导向器，具有开口的一面，一个第二平面对准壁，和第二底面；第三多弹簧片，从与第二对准壁相对的第二沟槽导轨的壁延伸；在基座的第二侧的第三开口外端，第三光纤可通过该第二侧插入，第三开口外端与第二部分中的第一光纤沟槽导向器的第二开口外端隔开；
[0030]并且连接所述第二光纤沟槽导向器和所述第一光纤沟槽导向器的第三部分的内部开口；其中，当第三光纤穿过第三开口外端，面向第一光纤沟槽导向的第二部分插入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型光纤准直器自动校准器件，其特征在于：包括第一和第二对边的硅基，光纤对准区域设置在该硅基上，第一光纤和第二光纤从对应两侧面插入该光纤对准区, 两侧面为第一侧面和第二侧面；一驱动区域制造在该硅基上, 并靠近光纤对准区域；以及驱动区域中的柱塞通过驱动区域中的间隙接触第一光纤，其中，柱塞的移动使得第一光纤相对于第二光纤位移。2.根据权利要求1所述的微型光纤准直器自动校准器件，其特征在于：光学器件由硅晶圆制备而成。3.根据权利要求2所述的微型光纤准直器自动校准器件，其特征在于：硅晶圆包含绝缘体上的硅晶圆。4.根据权利要求1所述的微型光纤准直器自动校准器件，其特征在于：光纤对准区域包括：第一光纤沟槽蚀刻在基座中，并延盖整个基座底部的宽度，该沟槽上面是开口、平的沟槽底部, 第一对准壁平的侧面，第一沟槽还具有第一和第二沟槽区域，第一和第二沟槽区域分别具有第一和第二所述基座的相应侧面开口外端，所述第一和第二光纤可通过相应侧进行插入；第一沟槽区域有着多个第一弹簧片固定在槽沟壁指向第一对准壁；第二沟槽区域有着多个第二弹簧片固定在槽沟壁指向第一对准壁；盖板，其配置至少覆盖第一沟槽区域的一部分；其中，当第一和第二光纤通过相应开口端彼此插入纤沟槽，所述第一和第二弹簧片从侧面推动所述第一和第二光纤接触所述第一对准壁，所述盖板从顶部推动所述第一和第二光纤使他们接触所述沟槽底部并且固定在第一沟槽区域的其中一部分, 致使第一和第二光纤彼此对准；驱动区域包含：框架，其具有与所述基座的第一和第二侧面相对应的第一和第二侧面；多个横梁支撑框架内的柱塞；和框架内的一个促动器装配成能够通过移动多个横梁来垂直地移动第一光纤，从而使得第一光纤垂直移动。5.根据权利要求4所述的微型光纤准直器自动校准器件，其特征在于：光学器件包含光纤衰减器。6.根据权利要求5所述的微型光纤准直器自动校准器件，其特征在于：所述驱动区域包括在所述框架内以串联装配的间隔、垂直堆叠、小位移的微型装配式弹簧促动器；每个促动器至少包含多个横梁中的其中一个；第一弹簧促动器包括第一柱塞；第二弹簧促动器，包括与所述第一弹簧促动器连接的第二柱塞；其中：所述第二弹簧促动器的位移通过所述第一参数以小于所述第一参数的第二参数通过所述第二柱塞传输，并且以小于所述第二参数的第三参数传输到所述第一柱塞；并且第一柱塞将第一光纤通过第三个参数的量移动第二光纤。7.根据权利要求5所述的微型光纤准直器自动校准器件，其特征在于：所述驱动区域由多个横梁组成：长度为E+F的第二横梁，第二外端连接到框架的第二侧，并且连接到第一柱塞的内端；第三横梁，其第三外端连接到框架的第二侧；第二柱塞，位于与第二外端的距离C处，从第三横梁延伸到与第一柱塞距离F处的第二横梁处；第四横梁，其第一端连接到框架的第一侧；
第三横梁，位于距框架第一侧距离A，从第四根横梁延伸到与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵京，
申请(专利权)人：广西安捷讯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：