二维光纤精密定位耦合器

摘要

二维光纤精密定位耦合器及其制作方法，属于光纤耦合连接器件制造领域，为解决现有技术借助机械夹具固定光纤的位置，限制了光纤的定位精度的问题，本发明将光纤逐根插入两片光纤精密定位镍片，且与镍片定位片、定位柱和耦合器封装保护外壳进行装配，并向保护外壳内及裸露光纤端头灌装树脂类材料进行封装；光纤定位微孔的精度可以达到亚微米级甚至更高，利用多组定位片实现高精密定位二维光纤阵列的轴向角定位精度，借助树脂封装固化使得二维光纤阵列得到永久固定，光纤阵列端面经过抛光处理后可达到光学级别的平整度；该方法制作的二维光纤阵列耦合器可以满足与二维点阵光源等高精密光学设备耦合连接的要求，且制造工艺简单，易于实现标准化制作。

主权项

二维光纤精密定位耦合器，包括镍片定位片(1)、光纤定位镍片(2)、耦合器封装保护外壳(3)、定位柱(4)和光纤阵列(5)；镍片定位片(1)中心具有光纤阵列通孔(7)，且在光纤阵列通孔(7)周围均匀分布四个定位柱通孔(6)；光纤定位镍片(2)中心具有方形的光纤阵列定位微孔阵列(8)，且在光纤阵列定位微孔阵列(8)周围均匀分布四个定位柱通孔(6)；耦合器封装保护外壳(3)上部具有凹槽(9)，底部中心具有光纤阵列通孔(7)，且在光纤阵列通孔(7)周围均匀分布四个定位柱通孔(6)；从上到下分别为镍片定位片(1)、光纤定位镍片(2)、镍片定位片(1)、光纤定位镍片(2)和镍片定位片(1)，五层结构之间具有空隙，组成夹层结构，该夹层结构设置在耦合器封装保护外壳(3)上部的凹槽(9)上；所述五层结构中上下层结构上的四个定位柱通孔(6)相对应，定位柱(4)穿过各层定位柱通孔(6)；光纤阵列(5)穿过各光纤阵列通孔(7)和光纤阵列定位微孔阵列(8)；其特征是，所述的二维光纤精密定位耦合器的制作方法，包括以下具体步骤：步骤一，在表面带有导电金属薄膜的基片上涂覆光刻胶，利用紫外光刻技术在该基片上制作出二维微柱阵列，包括与光纤阵列(5)尺寸对应的微柱阵列和与定位柱(4)尺寸对应的微柱阵列，其两者的具体尺寸需要根据光纤与定位微孔的穿插难易程度、定位精度和加工工艺精度方面的具体因素而确定；步骤二，利用精密电镀技术对上述基片进行电镀镍处理，电镀的镀层厚度不能超过步骤一中光刻胶的厚度，将镀层与所述基片分离、超声波清洗后得到带有光纤阵列定位微孔阵列(8)和定位柱通孔(6)的光纤定位镍片(2)；步骤三，将一片镍片定位片(1)放置于两片光纤定位镍片(2)之间；再将光纤逐根插入该两片光纤定位镍片(2)上的光纤阵列定位微孔阵列(8)中，形成光纤阵列(5)；将定位柱(4)安装于耦合器封装保护外壳(3)内的定位柱通孔(6)；将光纤阵列(5)尾端穿入一片镍片定位片(1)上的光纤阵列通孔(7)并通过耦合器封装保护外壳(3)内的光纤阵列通孔(7)引出；在光纤阵列(5)端头方向且在光纤定位镍片(2)上方设置一片镍片定位片(1)，且光纤阵列(5)穿过该镍片定位片(1)的光纤阵列通孔(7)；然后将装配好的镍片定位片(1)、光纤定位镍片(2)、镍片定位片(1)、光纤定位镍片(2)与镍片定位片(1)五层夹层结构安装于定位柱(4)并置于凹槽(9)处，向耦合器封装保护外壳(3)的空腔及裸露光纤端头灌装树脂类材料进行封装，静置直至树脂完全自然固化；步骤四，对光纤端面进行抛光处理，首先要对光纤端面进行初步切削，去除多余的封装树脂材料并使光纤端面暴露出来，获得初步平整的光纤阵列端面；然后再对端面进行精密抛光处理获得表面平整且与轴向垂直的二维光纤精密定位耦合器。