带标准MPO接口的并行光纤阵列组件制造技术

本发明专利技术涉及一种带标准ＭＰＯ接口的并行光纤阵列组件，该组件包括：标准ＭＰＯ接插口元件、凹形槽基片和上盖基片及光纤，该组件的特点，一端是传统的标准１×Ｎ　　ＭＰＯ接插口，保持同用一致性，另一端与面发射激光阵列ＶＣＳＥＬ芯片、光接收ＰＩＮ芯片直接耦合，在基片上刻蚀并行凹形槽，采用并行凹形槽表面两侧线定位每一条光纤的方法，制作成光纤阵列组件。由于面发射激光阵列ＶＣＳＥＬ和接收ＰＩＮ阵列芯片都是采用光刻技术研制的，其每一个象元的位置定位精度都很高，与之直接耦合相对应的每一条光纤的定位精度达０．２－０．５μｍ，其每一个ＶＣＳＥＬ／ＰＩＮ象元和每一条光纤定位精度完全相同，耦合的效率和均匀性就能完全得到保证。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通讯、并行处理高性能计算机光互连技术等领域中有源和无源光光电子器件输入、输出并行光通道耦合接口的光纤阵列组件，特别涉及一种带标准MPO接口的并行光纤阵列组件。
技术介绍
近几年以来，由于Internet通讯网、移动通讯和多媒体业务的飞速发展，IP数据流迅猛增长，光通信网所需的通讯设备和高性能计算机系统都向着T比特量级发展。在强大的市场驱动下，用于信息领域中各种新型被动器件和主动器件大量涌现。用于宽带高速领域的面发射激光阵列VCSEL芯片、光接收PIN芯片、各种用途的复用、解复用、分束器等平面波导芯片、微光机电开关MEMS芯片、等相继研制成功。上述芯片要封装制作成实用器件时，必须要有极高精度的光纤阵列组件作为芯片的输入和输出耦合接口，将上述芯片中的每一条光通路，和光纤阵列组件中相应的每一条光纤严格准确的对准，才能将光信号输入、输出，制作成长期稳定实用器件。上述器件的封装技术是确保器件的优良光学特性的关键技术，同时，也是最耗费人力的工序，它是器件成本中最高部分之一。特别是面发射激光阵列VCSEL芯片、光接收PIN芯片要研制成并行发射和接收模块，需要带标准MPO接口的并行光纤阵列组件。该组件光纤阵列，不但要求每一条光纤的定位精度很高，而且光纤的一端需要带45°裸光纤头，直接与面发射激光阵列VCSEL阵列、光接收PIN阵列耦合，而另一端需要是1×N的标准MPO接口，该标准接口与带1×N的标准MPO接口的并行光纤微带耦合，传送并行发射和接收模块的每一个光学通道信息。目前，该带标准MPO接口的并行光纤阵列组件是一种采用压模技术研制的。1×N的标准MPO接口一致性较好，但是，另一端带45°裸光纤头的每一条光纤定位精度不是很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述存在的问题和不足，提供一种新型的带标准MPO接口的并行光纤阵列组件，该组件的特点是一端是传统的1×N标准MPO插口，保持与带1×N的标准MPO接口的并行光纤微带耦合的一性，而另一端与面发射激光阵列VCSEL芯片、光接收PIN芯片直接耦合，则采用一种高精度的刻蚀技术，在玻璃基片上刻蚀高精度并行凹形槽，用并行凹形槽表面两侧线定位每一条光纤的方法，制作成光纤阵列组件。由于面发射激光阵列VCSEL和接收PIN阵列芯片都是采用光刻技术研制的，其每一个象元的位置定位精度都很高，约0.2μm，与之直接耦合相对应的每一条光纤的定位，都应采用与面发射激光阵列VCSEL和接收PIN阵列芯片象元单位精度相同的光刻技术，这样，才能保证每一个VCSEL/PIN象元和每一条光纤定位精度完全相同，耦合的效率和均匀性就能完全得到保证。为了一端是标准的MPO插口，而另一端是用光刻技术高精度定位的光纤列阵，本专利技术提出了一种带标准MPO接口的并行光纤阵列组件，包括标准MPO接插口元件、用光刻技术刻蚀的凹形槽基片130和上盖基片140及光纤，将凹形槽基片嵌入标准MPO接插口元件中间，排放在V形槽之后，并且使基片上每一个凹形槽与前面的每一个V形槽一一对应，并胶合固定为一个整体。排放并行光纤时，将1×N光纤微带一端的塑料包层剥离，清洗干净，将每一条裸光纤排放在相应的凹形槽表面两侧线和上基片之间，并沿V型槽分别穿入标准MPO接插口元件前面的每一个定位孔。从V形槽窗口注入紫外胶，让紫外胶沿着裸露光纤向前和向后流动填满光纤、凹形槽基片和上盖基片内，再照射紫外光固化，使得所有元件胶合成一个整。也可以先在刻有平行凹形槽平面玻璃基片和上盖平面玻璃基片之间，在凹形槽表面两侧线排放光纤，制作成一端带长度为S裸露光纤，而另一端在裸露光纤端面已加工成45°角的光纤阵列，然后将长度为S裸露光纤的一端，分别搁置在带标准MPO接插口中的V型槽内，并向前推入，使每一条光纤分别插入每一个定位孔内，从V形槽窗口注入紫外胶，让紫外胶沿着裸露光纤向前或向两侧流动，再固化，使得所有元件胶合成一个整体。注意上盖基片比凹形槽基片短1mm左右，让该1mm光纤裸露在凹形槽基片上，再将该裸露光纤一端加工成45°角，而另一个MPO端面加工成平面，抛光制作成一端带标准MPO接插口，这样，就研制成功了一端带45°裸露光纤头，而另一端是带标准MPO接插口的1×N光纤阵列组件。所述的凹形槽基片的厚度为h-62.5μm，凹形孔的间距与1×N标准MPO接插口元件中的光纤定位孔和V形槽的标准间距基本相同，而精度远高于标准MPO接插口元件中的光纤定位孔的精度，基片的宽带与1×N标准MPO接插口元件中间宽度d相同，凹形槽基片长度与1×N标准MPO接插口元件的长度L相同，其中h为标准MPO接插口元件的光纤定位孔的高度，d为标准MPO接插口元件中间宽度，L为标准MPO接插口元件定位V形槽与尾部端的距离。本专利技术的组件的特点是一端是传统的标准的1×N MPO接插口，保持了同用一致性，而另一端与面发射激光阵列VCSEL芯片、光接收PIN芯片直接耦合，则采用高精度的光刻技术，在玻璃基片上刻蚀并行凹形槽，采用并行凹形槽表面两侧线定位每一条光纤的方法，制作成光纤阵列组件。由于面发射激光阵列VCSEL和接收PIN阵列芯片都是采用光刻技术研制的，其每一个象元的位置定位精度都很高，与之直接耦合相对应的每一条光纤的定位精度可达0.2-0.5μm，每一个VCSEL/PIN象元和每一条光纤定位精度完全相同，耦合的效率和均匀性就能完全得到保证。附图说明图1为1×N标准MPO接插口元件结构示意图。图2为尾部为斜口的1×N标准MPO接插口元件结构示意图。图3为凹形刻蚀槽基片结构示意图。图4为光纤排放方法示意图。图5为中间两基片和光纤端部成45°斜角端面示意图。图6a带标准MPO插口的并行光纤阵列组件结构示意图。图6b一端尾部为斜口，另一端为标准MPO插口的并行光纤阵列组件结构示意图。具体实施例方式首先，用传统的标准压模技术制作出如图1所示传统的1×N标准MPO接插口元件，该元件上有如下三个关键的功能其一，两侧有两个贯通整个器件的定位销孔100，用于两个相对的器件对接时，使两个器件中的所有光学通道一致性完全耦合；其二，一端有1×N芯光纤定位孔110，用于1×N条光纤的严格定位；其三，在1×N定位孔之后，有1×N芯光纤定位V形槽120，它的高度和水平位置严格与前面的光纤定位孔相同，用于排放光纤时，导入每一条光纤到每一个定位孔中，同时，对每一条光纤起到支持作用。该传统的标准1×N MPO接插口元件也可以从市场上采购，将尾部上盖切除，或尾部再改制成斜角形状，其结构如图1和2所示的1×N标准MPO接插口元件。为了更精确地与面发射激光阵列VCSEL和接收阵列PIN芯片中每一个象元耦合、接收，用光刻和反应离子刻蚀技术在一块并行平面基片上刻蚀出一些并行的凹形槽170，如图3所示。该基片的厚度为h-62.5μm，将125μm裸露光纤190嵌在凹形槽两侧线180后，其光纤的中心高度与1×N标准MPO接插口元件中的光纤定位孔110中心高度相同。凹形槽的间距严格为标准的250μm与1×N标准MPO接插口元件中的光纤定位孔110和V形槽的间距相同，但是，精度远高于标准MPO接插口元件中的光纤定位孔的精度。基片的宽带与1×N标准MPO接插口元件中间宽度d相同，并且，将此基片嵌入1×N标准MPO接插本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带标准ＭＰＯ接插口的并行光纤阵列组件，包括：标准ＭＰＯ接插口元件、凹形槽基片（１３０）和上盖基片（１４０）及光纤，其特征在于：将凹形槽基片（１３０）嵌入标准ＭＰＯ接插口元件中间，并且使基片上每一个凹形槽与前面的每一个Ｖ形槽和光纤定位孔一一对应，并胶合固定为一个整体，将每一条裸光纤排放在相应的凹形槽表面两侧线和上基片之间，从Ｖ形槽窗口注入紫外胶，让紫外胶沿着裸露光纤向前和向后流动填满光纤、凹形槽基片和上盖基片上，再固化，使得所有元件胶合成一个整体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍仟，陈鹰，
申请(专利权)人：武汉海博光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]