一种免封装的阵列波导光栅温度传感器制造技术

本实用新型专利技术提出一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，包括阵列波导光栅芯片，阵列波导光栅芯片的两端分别设有输入光纤阵列和输出光纤阵列，阵列波导光栅芯片包括芯片主体，芯片主体上粘接有芯片盖板，芯片本体内设有依次连通的输入波导、阵列波导和输出波导。本实用新型专利技术产生的有益效果是：实现温度传感的阵列波导是通过刻蚀生长在芯片中的，所以不存在易损易断的风险，也不需要特殊的封装来保护，也不会引入其他的应力作用，同时也具备了抗电磁干扰、抗腐蚀等优点，且同一芯片有四个输出，当一通道断纤不能用时有其余三通道备用，起到了节约成本、防失效的作用。防失效的作用。防失效的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种免封装的阵列波导光栅温度传感器


[0001]本技术涉及温度传感器
，特别是指一种免封装的阵列波导光栅温度传感器。

技术介绍

[0002]温度传感器在各行各业中都有广泛的应用，其中光纤光栅以其不受电磁干扰、灵敏度高等优点最受青睐。光纤光栅用于温度传感是利用当外界环境温度发生变化或受到应力时光栅的调制周期和有效折射率发生变化，从而导致中心波长发生变化，通过监控中心波长推算环境温度。阵列波导光栅芯片是在硅或二氧化硅基底上生长高掺杂的二氧化硅，再通过刻蚀技术将掩模版上的阵列波导图形转移到掺杂二氧化硅上，最后在阵列波导图形上覆盖上包层。芯片中的阵列波导光栅与光纤光栅类似，外界温度变化导致热膨胀系数和折射率变化，使阵列波导的光程发生变化，从而使阵列波导光栅芯片的输出波长发生变化。
[0003]未经保护的光纤光栅非常脆弱，稍有不慎就发生光纤断裂从而使传感器失效，所以学者们提出了各种特殊封装结构用以保护光纤光栅感温区且不降低其传感功能，但封装过程中会引入应力，应力与温度交叉作用导致测温不准或精度不够。

技术实现思路

[0004]本技术提出一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，解决了现有技术中光纤光栅传感器难封装，封装后的产生应力的问题。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，包括阵列波导光栅芯片，阵列波导光栅芯片的两端分别设有输入光纤阵列和输出光纤阵列，阵列波导光栅芯片包括芯片主体，芯片主体上粘接有芯片盖板，芯片主体内设有依次连接的输入波导、阵列波导和输出波导。
[0007]所述阵列波导光栅芯片与输入光纤阵列之间、阵列波导光栅芯片与输出光纤阵列之间均设有折射率匹配层。折射率匹配层可消除分界面相关的反射损失。
[0008]所述阵列波导光栅芯片与输入光纤阵列的连接缝外侧、阵列波导光栅芯片与输出光纤阵列的连接缝外侧均设有补强胶，补强胶保证阵列波导光栅芯片与输入光纤阵列或输出光纤阵列的连接稳定。
[0009]所述阵列波导光栅芯片的输入端面和输出端面均为倾斜8度的斜面。
[0010]所述输入光纤阵列包括输入V槽和输入盖板，输入V槽和输入盖板之间设有与输入波导对应的输入光纤。输入V槽对输入光纤进行定位，输入盖板通过光纤阵列头胶与输入V槽连接，实现对输入光纤进行固定，保证输入光纤与输入波导位置对应。
[0011]所述输出光纤阵列包括输出V槽和输出盖板，输出V槽和输出盖板之间设有与输出波导对应的输出光纤。输出V槽对输出光纤进行定位，输出盖板通过光纤阵列头胶与输出V槽连接，实现对输出光纤进行固定。
[0012]所述输出波导为四通道输出波导，输出光纤为四通道输出光纤。当某一个通道出
现断纤情况时，其余通道也可以使用，保证传感器的使用寿命。
[0013]所述输入光纤阵列和输出光纤阵列的外侧均设有光纤保护胶，光纤保护胶分别与输入光纤和输出光纤对应。光纤保护胶用于保护输入光纤和输出光纤。
[0014]本技术产生的有益效果是：实现温度传感的阵列波导是通过刻蚀生长在芯片中的，所以不存在易损易断的风险，也不需要特殊的封装来保护，也不会引入其他的应力作用，同时也具备了抗电磁干扰、抗腐蚀等优点，且同一芯片有四个输出，当一个通道断纤不能用时有其余三个通道备用，起到了节约成本、防失效的作用。
[0015]输入波导、阵列波导和输出波导通过刻蚀等工艺生长在阵列波导光栅芯片的内部，距离阵列波导光栅芯片表面10
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20um处，既很好的保护了波导不受损，也不需要其他封装形式影响其特性，当环境温度发生变化时，导致热膨胀系数和折射率变化，使阵列波导的光程发生变化，从而使阵列波导光栅芯片的输出波长发生变化，并通过波长的辩护推算出环境温度变化。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为一种免封装的阵列波导光栅温度传感器正视图。
[0018]图2为一种免封装的阵列波导光栅温度传感器侧视图。
[0019]图3为阵列波导光栅芯片正视图。
[0020]图4为阵列波导光栅芯片侧视图。
[0021]图中：1
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阵列波导光栅芯片，2
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输入光纤阵列，3
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输出光纤阵列，4
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芯片主体，5
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芯片盖板，6
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环氧胶，7
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输入波导，8
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阵列波导，9
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输出波导，10
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输入端面，11
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输出端面，12
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折射率匹配胶，13
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补强胶，14
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输入V槽，15
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输入盖板，16
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光纤阵列头胶，17
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输入光纤，18
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光纤保护胶，19
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输出V槽，20
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输出盖板，21
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输出光纤。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]实施例1，如图1~4所示，一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，包括阵列波导光栅芯片1，阵列波导光栅芯片1的两端分别设有输入光纤阵列2和输出光纤阵列3，阵列波导光栅芯片1包括芯片主体4，芯片主体4上粘接有芯片盖板5，芯片主体4内设有从左往右依次连接的输入波导7、阵列波导8和输出波导9，本实施例中，输入波导7、阵列波导8和输出波导9通过刻蚀等工艺生长在阵列波导光栅芯片4的内部，且波导距离阵列波导光栅芯片4表面10~20 um处，能够较好的保护波导不受损，同时不需要其他的封装形式影响阵列波导光栅芯片4的特性。
[0024]进一步，芯片主体4通过环氧胶6与芯片盖板5粘接，环氧胶6保证芯片主体4与芯片盖板5连接稳定。
[0025]进一步，阵列波导光栅芯片1与输入光纤阵列2之间、阵列波导光栅芯片1与输出光纤阵列3之间均设有折射率匹配层。本实施例中，折射率匹配层为折射率匹配胶12，且折射率匹配胶12的折射率范围在1.45~1.55，具体的，折射率匹配胶12为折射率为1.478的丙烯酸胶水，折射率匹配胶12可消除分界面相关的反射损失，并且折射率匹配胶12具有一定粘连性，便于进行阵列波导光栅芯片1的两端分别与输入光纤阵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免封装的阵列波导光栅温度传感器，包括阵列波导光栅芯片（1），阵列波导光栅芯片（1）的两端分别设有输入光纤阵列（2）和输出光纤阵列（3），其特征在于，阵列波导光栅芯片（1）包括芯片主体（4），芯片主体（4）上粘接有芯片盖板（5），芯片主体（4）内设有依次连接的输入波导（7）、阵列波导（8）和输出波导（9）。2.根据权利要求1所述的免封装的阵列波导光栅温度传感器，其特征在于，阵列波导光栅芯片（1）与输入光纤阵列（2）之间、阵列波导光栅芯片（1）与输出光纤阵列（3）之间均设有折射率匹配层。3.根据权利要求1或2所述的免封装的阵列波导光栅温度传感器，其特征在于，阵列波导光栅芯片（1）与输入光纤阵列（2）的连接缝外侧、阵列波导光栅芯片（1）与输出光纤阵列（3）的连接缝外侧均设有补强胶（13）。4.根据权利要求3所述的免封装的阵列波导光栅温度传感器，其特征在于，阵列波导光栅芯片（1）的输入端面（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永贞，胡炎彰，
申请(专利权)人：河南仕佳光子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：