一种保偏光纤与波导芯片对准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种对准装置及方法，属于光器件技术领域，具体是涉及一种保偏光纤与波导芯片对准装置及方法。该装置及方法采用电流有源监控方案调节猫眼方向，在进行保偏光纤猫眼旋转同时监控光电流，光电流达到最大值时，即猫眼旋转至最佳位置。调节精度高，重复性好，能够在较小的空间内实现猫眼旋转。

An alignment device and method for polarization maintaining fiber and waveguide chip

The invention relates to a kind of alignment device and method, which belongs to the field of optical device technology, in particular to an alignment device and method of a polarization maintaining fiber and a waveguide chip. The device and method adopt the active current monitoring scheme to adjust the direction of the cat eye. When the polarization maintaining optical fiber cat eye rotation is monitored at the same time, the photocurrent and the photocurrent reach the maximum value, that is, the cat eye is rotated to the best position. High precision and repeatability, the cat eye can be rotated in a small space.

【技术实现步骤摘要】
一种保偏光纤与波导芯片对准装置及方法
本专利技术涉及一种对准装置及方法，属于光器件
，具体是涉及一种保偏光纤与波导芯片对准装置及方法。
技术介绍
随着智能设备以及云计算、物联网的迅速发展，网络带宽需求不断攀升，提高系统传输速率是提高网络带宽最经济有效手段，100G及更高速率传输系统广泛得到应用来替代目前10G及以下系统。在高速率的传输网络中，新型的相位型调制格式得到广泛应用，例如BPSK，QPSK，DP-QPSK，DP-16QAM等。相位调制的光信号在解调时，需要引入与调制信号同频率或者有一定频差的线偏振光信号与信号光在相干接收机中进行混频解调，把调制的相位信息转换为强度调制信号，强度信号经过跨组放大器放大后进行模数转换，然后由数字处理系统进行信号处理，还原出载波信息。由于在相位解调时引入了本振信号，相比强度调制直接检测方式，提高信噪比10～20分贝，光信号相位调制加相干解调方案延长了信号传输距离，减小中继设备和节约了工程费用。相干接收机中的90度混频器是相位解调的关键器件，把本振光信号引入90度混频器中需要保持与信号光相同偏振方向。传统偏振旋转方法是用高倍显微镜观察保偏光纤的猫眼位置，把猫眼预先旋转至设定方向，再与90度混频器进行对准耦合。在相干接收机实际制作工序中，90度混频器与保偏光纤耦合对准是在小型化管壳内部进行的，由于管壳体积大小的限制，一般很难直接用高倍显微镜观察到保偏光纤端面及猫眼位置，而且在管壳较小的空间内部很难进行光纤猫眼旋转的操作。为了解决在管壳内部或者狭小的空间内无法进行猫眼观察和旋转的问题，本专利技术提供一种保偏光纤与90度混频器对准方法，对准过程采用电流有源监控方案调节猫眼方向，对准精度高，重复性好；本专利技术中提供的猫眼旋转夹具，能够把夹持臂的上下位移转换为保偏光纤旋转的角度，实现了在较小的空间内部进行保偏光纤的猫眼旋转功能。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种保偏光纤与波导芯片对准装置及方法。该装置及方法采用电流有源监控方案调节猫眼方向，在进行保偏光纤猫眼旋转同时监控光电流，光电流达到最大值时，即猫眼旋转至最佳位置。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种保偏光纤与波导芯片对准装置，包括：夹持臂，包括相互独立并且纵向相对移动的两个子臂，其中一子臂上设置有用于容纳单芯毛细管的单芯毛细管固定位；单芯毛细管，用于封装待对准保偏光纤，固定于一微调架上，其一端穿过所述单芯毛细管固定位后和待对准波导芯片相对，所述波导芯片耦合于PD阵列；滤光器件，设置于所述单芯毛细管和波导芯片之间，为PBS晶体和/或检偏器件。优选的，上述的一种保偏光纤与波导芯片对准装置，所述滤光器件为PBS晶体，所述PBS晶体由一对高精度直角棱镜胶合而成，其中一个棱镜的斜面上镀有偏振分光介质膜。优选的，上述的一种保偏光纤与波导芯片对准装置，所述滤光器件为检偏器。优选的，上述的一种保偏光纤与波导芯片对准装置，所述夹持臂的一个子臂固定，另一子臂可纵向移动，并且所述单芯毛细管固定位是设置于固定子臂上的半圆柱形凹槽。优选的，上述的一种保偏光纤与波导芯片对准装置，其中未设置单芯毛细管固定位的夹持臂子臂与另一子臂相对一侧设置有橡胶垫。一种利用上述装置进行保偏光纤与波导芯片对准的方法，包括：封装准备步骤，将保偏光纤封装于单芯毛细管中后固定于微调架上，将所述单芯毛细管插入单芯毛细管固定位中；位置调整步骤，保偏光纤接入偏振光源，调节微调架使PD阵列光电流达到最大值；端面对准步骤，在单芯毛细管与波导芯片之间放入滤光器件，调整夹持臂两子臂的纵向相对位置以带动单芯毛细管旋转直至PD阵列光电流达到最大值；耦合调整步骤，将单芯毛细管端面与波导芯片端面相接触，调节微调架至PD阵列光电流达到最大值。优选的，上述的一种利用上述装置进行保偏光纤与波导芯片对准的方法，所述封装准备步骤中，单芯毛细管端面采取90度抛光处理；或者，将单芯毛细管端面与波导芯片输入端面同时采取8度抛光处理。优选的，上述的一种利用上述装置进行保偏光纤与波导芯片对准的方法，端面对准步骤中，所述滤光器件为PBS晶体，且所述PBS晶体放置方向为：镀膜斜面与波导芯片所在的平面垂直，镀膜斜面与保偏光纤成45度夹角。因此，本专利技术具有如下优点：(1)采用电流有源监控方案实现保偏光纤猫眼旋转调节，调节精度高，重复性好；(2)保偏光纤封装固定在单芯毛细管中，毛细管具有较大的外径，更容易夹持，且与波导芯片固化后有较大的接触面，粘接性能更优；(3)保偏光纤猫眼旋转夹具体积小，能够在较小的空间内实现猫眼旋转(如管壳内部)。附图说明图1是现有技术中的的波导与PD阵列耦合方案图2是耦合示意图图3，耦合示意图图4，耦合示意图图5，单芯毛细管与波导芯片耦合完成图6a，猫眼旋转前图6b，猫眼旋转后其中：波导芯片101盖玻片102热沉103透镜支架104PD阵列105透镜阵列106反射棱镜107小型化管壳110第一夹持臂111第二夹持臂112PBS晶体113单芯毛细管114橡胶垫115保偏光纤116具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本专利技术提供了一种保偏光纤116与波导芯片101对准耦合方法，保偏光纤偏振方向的旋转通过PD阵列105产生光电流的有源监控来实现，为波导芯片101提供高偏振度的线偏光源，波导芯片101与PD阵列105之间的耦合结构在本专利技术专利样例中采用专利“光波导芯片和PD阵列透镜耦合装置”(申请号：CN201310433022.2)的结构。在上述专利中，热沉103位于小型化管壳110内，PD阵列105通过导电胶粘贴在热沉103之上，热沉103上设置有透镜支架104，透镜支架104为两个支架组合，两个支架分列于PD阵列105的两侧；透镜支架104上设有长条形的透镜阵列106；波导芯片101输出端盖玻片102上粘接有一输出反射棱镜107，该棱镜作用是使输出光路产生90度转折，经过转折后的光线通过透镜阵列106汇聚射入PD阵列105光敏面中。本专利技术引用专利CN201310433022.2结构中，波导芯片101输入端口没有耦合C透镜。本专利技术涉及到的对准结构包括：单芯毛细管114，单芯毛细管夹持夹具第一夹持臂111，第二夹持臂112，PBS(polarizedbeamsplitter，偏振分束)晶体113等，单芯毛细管夹持夹具(下文简称为夹持夹具)固定在微调架上，夹持夹具设计为：第一夹持臂111固定不动，第二夹持臂112能够进行上下的位移移动。如图2所示，本专利技术保偏光纤116与波导芯片101对准耦合包括以下步骤：1)保偏光纤116封装在单芯毛细管114中，且端面进行90度或者斜8度抛光处理；2)在管壳内部，单芯毛细管114固定在夹持夹具上，且单芯毛细管114位于第一夹持臂111的半圆柱形凹槽内；3)用源表监控PD阵列105电流，保偏光纤116接入偏振光源，调节微调架手轮，带动夹持夹具移动，同时监控PD阵列105光电流，使PD阵列105光电流达到最大值；4)在单芯毛细管114与波导芯片101之间放入PBS晶体113；5)上下移动第二夹持臂112，带动单芯毛细管114发生旋转，同时监控PD阵列105光电流，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保偏光纤与波导芯片对准装置，其特征在于，包括：夹持臂，包括相互独立并且纵向相对移动的两个子臂，其中一子臂上设置有用于容纳单芯毛细管的单芯毛细管固定位；单芯毛细管，用于封装待对准保偏光纤，固定于一微调架上，其一端穿过所述单芯毛细管固定位后和待对准波导芯片相对，所述波导芯片耦合于PD阵列；滤光器件，设置于所述单芯毛细管和波导芯片之间，为PBS晶体和/或检偏器。

【技术特征摘要】
1.一种保偏光纤与波导芯片对准装置，其特征在于，包括：夹持臂，包括相互独立并且纵向相对移动的两个子臂，其中一子臂上设置有用于容纳单芯毛细管的单芯毛细管固定位；单芯毛细管，用于封装待对准保偏光纤，固定于一微调架上，其一端穿过所述单芯毛细管固定位后和待对准波导芯片相对，所述波导芯片耦合于PD阵列；滤光器件，设置于所述单芯毛细管和波导芯片之间，为PBS晶体和/或检偏器。2.根据权利要求1所述的一种保偏光纤与波导芯片对准装置，其特征在于，所述滤光器件为PBS晶体，所述PBS晶体由一对高精度直角棱镜胶合而成，其中一个棱镜的斜面上镀有偏振分光介质膜。3.根据权利要求1所述的一种保偏光纤与波导芯片对准装置，其特征在于，所述夹持臂的一个子臂固定，另一子臂可纵向移动，并且所述单芯毛细管固定位是设置于固定子臂上的半圆柱形凹槽。4.根据权利要求1所述的一种保偏光纤与波导芯片对准装置，其特征在于，其中未设置单芯毛细管固定位的夹持臂子臂与另一子臂相对一侧设置有橡胶垫。5.一种利用上述装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川，梁雪瑞，张博，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42