可显微制作光学组件制造技术

一用于连接两条或更多条光纤，具有一整体形成于带有一接合元件的相同基板上可显微制作的波导元件的光学组件。在一个实施例中，组件有三块在同一壳体内的板，即，一底板、一盖板和一顶板。底板在它的端部有光纤接纳槽和光纤对准槽，光纤对准槽与在底板中间部分形成的波导通道以对准。当形成波导通道芯部时使用盖板来迫使残余的可凝固波导材料流入与波导通道相邻的流动通道，当这种材料凝固时，将底板与盖板粘结在一起。顶板被用来夹紧固定于光纤对准槽内的光纤，光纤的中心对准波导槽的芯部。组件的壳体包括独自启动以可再配合的形式将光纤固定在组件任一端的楔形物。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于有效地连接诸如光纤之类波导元件末端的装置，尤其涉及使至少一根光纤与至少另一根光纤相互连接，并且具有显微制作的平面结构，且其内形成有光学波导元件的产品。2.对现有技术的描述随着光纤网络的日益商业化，提供不但能方便可靠地使用，而且能被大量廉价地生产的光学连接装置已经变得日益重要了。光学分路器具有特殊的意义，因为它们可使一单条(输入)光纤与多条(输出)光纤相互连接，或者可使多条输入光纤的信号合并于一单个波导中。分路器在用于通信、有线电视和数据输送的光纤中起着重要的作用。通常用熔融的光纤，或通过使光纤永久地固定于一可将输入光纤传出的光导向输出光纤(引出)的平面的、玻璃成形的光学装置上来形成光学分路器。引出在生产平面的玻璃成形的光学器件中是决定性的步骤，因为器件的成本是与所要求的光纤接头的数目成正比的。引出步骤包括使在分路器中的光纤波导通道与离子扩散或通道波导路径对准，和将光纤引出端固定于元件的端面上。对准必须非常精确，固定也必须保证在不同的环境下对准的稳定性。而精确地对准常常是困难的，特别是其芯部直径大约为8微米的单模波导。这种劳力集中的引出加工过程不允许经济地大规模生产平面的整件光学装置。为了降低主动地将光纤与一光学波导装置或耦合器对准的成本，我们已知光纤可首先插入并被永久固定于一光纤对准基板上，随后基板与光学波导基板对准并被永久地固定于其上。由于以一个步骤实现多条光纤的对准，所以是经济的。这种光纤固定方法需要将光纤永久地固定在光学波导装置上，还需在光纤对准基板和光学波导基板相互固定前将它们抛光。见美国专利No.5,197,109。在专利合作条约申请No.WO 93/21550中公开了一种用于生产一具有完整的光纤-薄片耦合机构的光学聚合物组件的加工过程。这个申请说明了一通过模制聚合材料来制造一完整的光学组件的加工过程。光纤导槽被模制并精确地与完整的光学通道波导管对齐以提供光纤引线与通道波导装置的被动对准。此本明还描述了将玻璃光纤端置于被模制的聚合组件的定位槽中并且开口被填充了一可聚合的单体的加工过程，使用一盖板时，材料在原处聚合。但此专利技术既未描述快速或可靠地将多条光纤接合或连接到显微制作的波导装置的方法，也未说明任何包围或支撑可显微制作装置的壳体。在美国专利No.5,311,604中描述了一种类似的生产具有光纤导向结构，并使用模制聚合材料的整个光学波导装置的方法。这个专利技术涉及同时生产整个光学波导管和用于光纤导向的显微机械组件。一光学基板包括至少一个聚合物的波导结构，并通过模制一聚合物的基板以凹槽的形态提供。凹槽被一种材料填充，这种材料具有比基板更高的折射率。还公开了包含有至少一个具有至少一个聚合物光纤导向结构的波导结构的光学基板。通过采用与WO 93/21550中相同的机构可实现光纤的固定，其中光纤末端被置于模制的聚合组件的定位槽中。还描述了一种通过将光纤插入光纤导向凹槽内而将光纤联接到整体光波导管上的方法；在光纤导向凹槽上方固定一盖板。没有说明用于在光纤和通道波导管之间提供一低损失、低背反射连接的装置，也没有说明使光纤相对于通道波导管精确定向而被固定的任何装置。在那个专利技术的另一形式中，光纤被插入导向槽内并且开口被填充一可聚合单体；当使用一盖板时，材料仍在原处被聚合。光纤固定的方法仍是不变的并且要求一清洁的空间环境以消除使用高衍射率的可聚合材料时波导通道内有污染物的可能性。地面安装即使不是不可能的，也是相当困难的。‘604仍既未说明使多条光纤以一种可再配合方式快速或可靠地与显微制作的波导装置联接或连接的方法，也未说明一围绕或支撑装置的壳体。欧洲专利申请560,043公开了一种生产用于光纤网络的平面波导元件的方法，和根据这种方法生产的组件。此专利技术要求保护的是一制造被动的整个由聚合材料构成的，至少包括一具有光学波导通道、光纤导向槽的模制部分，和至少一被联接的光纤类光学波导管光学组件的方法。光纤可通过将光纤插入到光纤导管内而被联接到整个的波导管中，盖板从凹槽上方伸出以用于光纤导管和光纤，并将光纤压进凹槽内。它既没有说明能够在光纤和通道波导管间提供一低损失，低背反射连接的任何装置，也没有讨论能使光纤相对于通道波导管精确定向而固定的任何装置。此专利讨论另一种将光纤插入光纤导管内从而光纤通过填充进波导通道的可聚合材料被固定在它们的位置上的方法。这项技术仍遇到困难和‘604与地面安装相关的固有的困难相同。这项欧洲专利申请仍然既未说明使多条光纤以一种可再配合方式快速或可靠地与可显微制作波导装置联接或连接的方法，也未说明一围绕或支撑装置的壳体。德国专利申请4,217,553说明了一种用于将光纤引到一由可聚合材料制成显微制作的整个的光学组件中的方法。聚合波导元件包括被模制的与波导通道精确对准的光纤对准V型槽。将被固定的光纤夹紧在一部件内，且光纤的末端从一个端面伸出。这个带着伸出的光纤末端的安装部件先被放置于波导元件内的光纤对准V型槽的上方，然后再被往下放到V型槽内，被挤压并固定在正确的位置上。一可聚合单体被应用到模制的波导通道，通过流动与光纤接触，并且同时被聚合以在适当的位置形成通道波导管芯部和聚合光纤。这种光纤固定方法是永久性的，并且为了消除使用高反射率的可聚合材料时波导通道中有污染物的可能性还要求一清洁的空间环境；这又使得地面安装不可能了。另外，通过安装部件插入光纤的方法要求所有的光纤被切割到一公差小于10微米的精确长度。‘553申请既没有说明可再配合固定光纤的方法，也不能使光纤能低插入损失，低背反射地连接到模制的波导管产品上。在美国专利No.5,276,755中公开了一光纤耦合器部分，它包括一聚合材料模制的主体和至少一被永久地封在主体的聚合材料中离散的无源整体薄片。这个专利说明将一将被引出的整个的光学薄片封入连接器聚合主体的方法。它既没有说明可再配合地使光纤引线连接或接合到整个的光学薄片上的方法，也没有说明一不使用一永久固定光纤引线，就可直接接合或可配合连接到薄片上的被连接或接合产品。‘755专利还未说明一种能在光纤和模制通道波导管间得到一低损失、低背反射光学连接的方法或产品。在美国专利No.5,265,184中显示出一模制的波导管分路器，它有一用于使一光纤带连接器与一模制的波导管装置对准的槽。此申请也未说明能在光纤和通道波导管间提供一低损失，低背反射的连接的任何装置，或者能在相对于通道波导管的准确的固定方位上夹持光纤的任何装置。连接器与模制波导管装置对准的精确度是通过模制在波导管装置和光纤带上的对准部件的精确度所限定的。另外，在带中的各条光纤间的相对间隙限定了在光纤与通道波导管间光学连接的精确度。‘184专利既未说明使光纤与波导管在亚微米的精度下对准的方法(要求单模件应用)，也未说明光纤对准V型槽或光纤进入通道精确地与模制波导通道对准的模制方法。它也缺乏对连接器壳体的公开。因此，想设计一种能与高性能多光纤接合或连接器相结合的光学波导元件，以用于多条光纤可再配合的现场装配到一整体光学装置上。这样一个装置不必在现场装配前引出光学波导管装置，有效地减小了光纤受损的机会，并保持光纤处置至最小。在显微制作的波导管装置上对高效多光纤联接或连接器的整体化将还能方便和经济的替换或升级波导管装置。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一用于使至少一根光纤与另外至少一根光纤相互连接的产品，包括：一具有第一和第二端的细长基板；一整体形成于所述基板上的光学波导元件，所述波导元件具有至少一个波导通道，在波导通道中填充一光学传导物质，所述波导通道具有第一和第二端；整体 形成于所述基板上的，用于在所述基板的第一端接纳一根第一光纤，并使这第一光纤与所述波导通道的所述第一端对准的第一联接设备；和整体形成于所述基板上的，用于在所述基板的第二端接纳一根第二光纤，并使这第二光纤与所述波导通道的所述第二端对准的第二 联接设备。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JR拜兰德，JB卡彭特，DG多斯，DP希尔，RA帕特森，LA韦勒布罗菲，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]