一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件制造技术

本发明专利技术提供的是一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件。所述的多芯光纤扇入扇出器件由阵列MEMS反射器基座、基座外壳、阵列MEMS反射器、偏转光窗外壳、准直微透镜阵列、输入输出光纤阵列和MEMS反射器控制驱动板组成。所述输入输出光纤阵列由N芯光纤(N为大于1的整数)和至少N根单模光纤组成。所述阵列MEMS反射器由N片可以沿两个互相垂直的转轴转动的反射器组成。经过输入输出光纤阵列输入的光，经准直微透镜阵列准直，由阵列MEMS反射器偏转后被准直微透镜阵列耦合进输入输出光纤阵列输出。本发明专利技术可广泛用于多芯光纤传感，光通信等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件(一)
本专利技术涉及的是一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，属于光通信、无源光器件、多芯光纤器件和光纤传感
(二)
技术介绍
近年来，随着互联网的崛起和普及，智能终端，物联网和云计算等新兴业务与应用的蓬勃发展，现代社会进入了一个信息爆炸的时代，网络带宽需求日益增长。然而，随着包括波分复用技术，时分复用技术，偏振复用技术等的各种传统复用技术和高级调制格式的研究到达瓶颈，单根光纤的传输速率已经逐渐接近了理论极限，光纤传输系统出现了容量瓶颈。以多芯光纤等为载体的新型空分复用技术充分地利用了“空间”这个维度，能够有效地提高单根光纤的传输容量并解决上述瓶颈问题，这在超高容量长距离光纤传输系统中已经得到了验证并吸引了业界广泛的关注。多芯光纤扇入扇出(Fan-in/out)器件是多芯光纤广泛发展和应用的关键器件，其小结构尺寸，低插损，低串扰，长期稳定性是重要的优点。专利号为CN105589223A的专利提出了一种稳定性好，集成度高，可以同时实现多路光路的相位调制，兼容多种形式纤芯的输入，机械性能和温度扩散有着显著优势具有相位调制功能的多芯光纤分束器，以铌酸锂晶体为衬底制作三条光波导，在光波导两侧嵌入平行电极，对于输出光采用单芯光纤进行引导。这种器件能够实现多芯光纤的分束，但不能对多芯光纤的每个纤芯单一引出。专利号为CN110441862A的专利提出了一种低插入损耗的串扰抑制型多芯光纤分束器，是一种全光纤器件，熔接损耗较低，适用于高空间密度、多纤芯数量的多芯光纤的分束。但是该器件的缺点同样是不能够对多芯光纤的每个纤芯单一引出。随着多芯光纤的发展以及传感技术的提高，通常在一根多芯光纤上的不同纤芯进行一些传感或者信息的采集，然后再对每个纤芯的信息单独分析，以避免不同信息的互相干扰，然后在对采集的信息进行统一分析处理，比如基于多芯光纤的三维形状传感技术，因此对多芯光纤的每个纤芯单一引出提出了巨大的现实需求。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件如图1所示。所述的多芯光纤扇入扇出器件包括阵列MEMS反射器基座1、阵列MEMS反射器2、基座外壳3、偏转光窗外壳4、准直微透镜阵列5、输入输出光纤阵列6、MEMS反射器控制驱动板；通过对多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板的控制，实现多芯光纤扇入扇出器件的功能。所述阵列MEMS反射器由N(N为大于1的整数)片可以沿两个互相垂直的转轴在一定角度内转动的反射器组成，每一片反射器都与其所对应的纤芯和准直微透镜的中心对准。所述阵列MEMS反射器中的每一片反射器转动角度都可被多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板单独控制。所述的多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板由控制器接口和MEMS驱动板组成，MEMS驱动板与阵列MEMS反射器的基座1引出的针脚连接。所述的准直微透镜阵列5由准直微透镜阵列基板5-2和基板上面的准直微透镜5-1组成，每个准直微透镜5-1都与一个光纤纤芯对应，其能将光纤端出射的光准直为平行光入射到阵列MEMS反射器2，也能将阵列MEMS反射器2反射的平行光耦合进光纤纤芯。所述的输入输出光纤阵列由一根位于阵列中心的N芯光纤、围绕N芯光纤的至少N根标准单模光纤以及硬质套管组成，N芯光纤和标准单模光纤固定在硬质套管中。多芯光纤纤芯数N的最大值取决于MEMS反射器2的最大偏转角和分布间距。多芯光纤纤芯距固定时，MEMS反射器2的最大偏转角越大，所述多芯光纤纤芯数N最大值越大；在MEMS反射器2的最大偏转角固定时，多芯光纤纤芯距越小，所述多芯光纤纤芯数N最大值越大。所述的输入输出光纤阵列的光纤排列方式可以是三角形排列也可以是矩形排列、圆形排列；硬质套管截面可以是圆形截面也可以是三角形截面、矩形截面。所述的多芯光纤可以是双芯光纤、三芯光纤等少芯光纤，也可以是密度更高、纤芯数更多的多芯光纤，如38芯光纤等。所述的一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，由多芯光纤输入扇入扇出器件的光信号，从多芯光纤出射后，立即经准直微透镜阵列5准直后通过偏转光窗4-1，再被阵列MEMS反射器2以分别以对应的偏转角度反射回偏转光窗4-1，再经准直微透镜阵列5耦合进入对应的标准单模光纤。所述的一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，由多根标准单模光纤输入扇入扇出器件的光信号，从标准单模光纤出射后，立即经准直微透镜阵列5准直后斜向阵列MEMS反射器2进入偏转光窗4-1，再被阵列MEMS反射器2以分别以对应的偏转角度反射回偏转光窗4-1，再经准直微透镜阵列5耦合进入多芯光纤其中对应的一根纤芯。本专利技术的有益效果是：1、器件集成度高，通过高度集成的器件，能有效的提高多芯光纤的纤芯密度。2、基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，由于每片MEMS反射器都能单独进行调节，且受外界环境的温度湿度等影响小，因此能有效的长期保持各个纤芯通道的一致性或者特殊要求的差异，因此尤其适应于多芯光纤传感应用。3、由于封装完成后，只需要调节阵列MEMS反射器的角度即可完成多芯光纤扇入扇出器件的制作，提升多芯光纤扇入扇出器件的成品率，且方便冗余设计，便于后期器件维护。(四)附图说明图1是一种基于阵列MEMS反射器的七芯光纤扇入扇出器件结构示意图。该实施例是以七芯光纤和八根标准单模光纤组成的输入输出光纤阵列6。图中标号为：阵列MEMS反射器的基座1，阵列MEMS反射器2，基座外壳3，偏转光窗外壳4，偏转光窗4-1，准直微透镜阵列5，准直微透镜5-1，准直微透镜阵列基板5-2，输入输出光纤阵列6，七芯光纤7，七芯光纤纤芯7-1到7-7，标准单模光纤8-1到8-8。图2是一种基于阵列MEMS反射器的七芯光纤扇入扇出器件的阵列MEMS反射器2结构示意图。图中标号为MEMS反射器2-1到2-7。图3是一种基于阵列MEMS反射器的七芯光纤扇入扇出器件的方案框图。图4是一种基于阵列MEMS反射器的七芯光纤扇入扇出器件的一种纤芯光路对应示意图。图5是一种基于阵列MEMS反射器的七芯光纤扇入扇出器件的工作光路图。图6是一种基于阵列MEMS反射器的七芯光纤扇入扇出器件封装图。图7是一种基于阵列MEMS反射器的双芯光纤扇入扇出器件的输入输出光纤阵列6的横截面图。图8是一种基于阵列MEMS反射器的三芯光纤扇入扇出器件的输入输出光纤阵列6的横截面图。图9是一种基于阵列MEMS反射器的四芯光纤扇入扇出器件的输入输出光纤阵列6的横截面图。其中图9(a)中的四芯光纤是中心对称四芯光纤；图9(b)中的四芯光纤是纤芯矩形分布的四芯光纤。图10是一种基于阵列MEMS反射器的五芯光纤扇入扇出器件的输入输出光纤阵列6的横截面图。图11是一种基于阵列MEMS反射器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，其特征是：所述的基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件由阵列MEMS反射器基座、阵列MEMS反射器、基座外壳、偏转光窗外壳、准直微透镜阵列、输入输出光纤阵列和多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板组成，经过输入输出光纤阵列中输入光纤输入的光，经准直微透镜阵列准直后进入偏转光窗，随后被阵列MEMS反射器反射后，由准直微透镜阵列耦合进输入输出光纤阵列中的输出光纤中，通过对多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板的控制，以实现多芯光纤扇入扇出器件的功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，其特征是：所述的基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件由阵列MEMS反射器基座、阵列MEMS反射器、基座外壳、偏转光窗外壳、准直微透镜阵列、输入输出光纤阵列和多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板组成，经过输入输出光纤阵列中输入光纤输入的光，经准直微透镜阵列准直后进入偏转光窗，随后被阵列MEMS反射器反射后，由准直微透镜阵列耦合进输入输出光纤阵列中的输出光纤中，通过对多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板的控制，以实现多芯光纤扇入扇出器件的功能。


2.根据权利要求1所述一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，其特征是：所述阵列MEMS反射器由N(N为大于1的整数)片可以沿两个互相垂直的转轴在一定角度内转动的反射器组成，每一片反射器都与其所对应的纤芯和准直微透镜的中心对准。


3.根据权利要求1所述一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，其特征是：所述阵列MEMS反射器中的每一片反射器转动角度都可被多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板单独控制。


4.根据权利要求1所述一种基于阵列MEMS反射器的多芯光纤扇入扇出器件，其特征是：所述的多芯光纤扇入扇出器件控制驱动板由控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑立波，夏启，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45