光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法技术

本发明专利技术公开了一种光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法，光纤阵列连接器包括基板、光纤和盖板，基板设置有若干个凹槽；光纤放置在凹槽中；光纤的端面设置为倾斜的光学平面；盖板对应光纤的端面的出光区域设置有用于汇聚光线的超构表面透镜；光线在光纤内部传导至端面时，倾斜的光学平面使得光线发生反射后朝向盖板传播，光线在盖板中因传播会发散，当传播至盖板上的对应光纤的端面的出光区域时，由于设置有超构表面透镜，超构表面透镜会使得从该区域出射的光线产生汇聚作用，从而可以调制因传播而变形的模场，以匹配接收光纤模场，提高耦合效率；超构表面透镜设置在盖板上，无需对光纤阵列进行重新设计，可以简化生产制造流程，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法


[0001]本专利技术涉及光电子集成芯片和模块领域，尤其涉及一种光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法。

技术介绍

[0002]常见的光纤阵列是通过在基板上刻划V型槽确定光纤的位置，把一组光纤以一定间隔固定在基板上所构成的阵列。光通信中的光纤阵列主要结构包括基板、盖板和光纤。玻璃或硅是基板、盖板常用的材质，此外也可以根据需求采用陶瓷、塑料等材料。
[0003]光纤或波导出射的光信号在传播时，会在介质中逐渐发散，模场直径增大，当传播距离较长时，到耦合位置的模场直径已经远大于接收光纤纤芯的模场直径。模式的失配会极大地降低耦合效率并带来很大的损耗。有研究表明，采用透镜耦合的方式可以提高耦合效率，但是在光纤阵列上制造微透镜的制造流程复杂，成本高，结构参数较难控制，加工误差带来的影响比较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法，能够提高耦合效率，减少损耗，还可以简化生产制造流程，降低成本。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种光纤阵列连接器，包括基板、光纤、盖板和超构表面透镜，其中：
[0006]所述基板设置有若干个凹槽；所述光纤放置在所述凹槽中；所述盖板位于所述基板设置有所述凹槽的一侧，所述盖板配合所述基板以将所述光纤限定在所述凹槽中；所述光纤的端面设置为倾斜的光学平面，以使在所述光纤内部传播的光线朝向所述盖板反射；所述超构表面透镜位于所述盖板对应所述光纤的端面的出光区域，用于汇聚光线。<br/>[0007]第二方面，本专利技术实施提供一种制造如上第一方面实施例所述的超构表面透镜的方法，包括以下步骤：
[0008]在预设位置沉积预设厚度的硅薄膜；
[0009]在所述硅薄膜上涂光刻胶；
[0010]在所述光刻胶上蚀刻出预设图形；
[0011]显影，定影并沉积预设厚度的保护层；
[0012]通过干法蚀刻将所述预设图形转移到所述硅薄膜。
[0013]本专利技术实施例包括：光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法。根据本专利技术实施例提供的方案，光纤阵列连接器包含基板、光纤、盖板和超构表面透镜，光线在光纤内部传导至端面时，由于设置有倾斜的光学平面，使得光线发生反射，反射后朝向盖板传播，光线在盖板中因传播会发散，当传播至盖板上的对应光纤的端面的出光区域时，由于设置有超构表面透镜，超构表面透镜会使得从该区域出射的光线产生汇聚作用，从而可以调制因传播而变形的模场，以匹配接收光纤模场，提高耦合效率；而且超构表面透镜设置在盖板
上，无需对光纤阵列进行重新设计，可以简化生产制造流程，降低成本。
[0014]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0015]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步地说明；
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种光纤阵列连接器的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例提供的一种光纤阵列连接器的剖视图；
[0019]图3是本专利技术实施例提供的一种光纤阵列连接器的超构表面透镜的示意图；
[0020]图4是本专利技术实施例提供的一种光纤阵列连接器的入射偏移量为0微米情况下的光强分布曲线仿真计算结果；
[0021]图5是本专利技术实施例提供的一种光纤阵列连接器的入射偏移量为5微米情况下的光强分布曲线仿真计算结果；
[0022]图6是本专利技术实施例提供的一种光纤阵列连接器的不同偏移量对耦合效率的影响情况示意图；
[0023]图7是本专利技术另一实施例提供的一种光纤阵列连接器的结构示意图；
[0024]图8是本专利技术实施例提供的一种制造超构表面透镜的方法的流程图。
具体实施方式
[0025]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0026]在本专利技术的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0027]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。
[0028]本专利技术实施例提供一种光纤阵列连接器及制造超构表面透镜的方法，能够提高耦合效率，减少损耗，还可以简化生产制造流程，降低成本。
[0029]下面结合附图，对本专利技术实施例作进一步阐述。
[0030]参照图1或者图2，本专利技术的第一方面实施例提供一种光纤阵列连接器，包括基板100、光纤200、盖板300和超构表面透镜400，其中：
[0031]基板100设置有若干个凹槽110；光纤200放置在凹槽110中；盖板300位于基板100设置有凹槽110的一侧，盖板300配合基板100以将光纤200限定在凹槽110中；光纤200的端面设置为倾斜的光学平面，以使在光纤200内部传播的光线朝向盖板300反射；超构表面透
镜400位于盖板300对应光纤200的端面的出光区域，用于汇聚光线。
[0032]根据本专利技术实施例提供的方案，光纤阵列连接器包含基板100、光纤200、盖板300和超构表面透镜400，光线在光纤200内部传导至端面时，由于设置有倾斜的光学平面，使得光线发生反射，反射后朝向盖板300传播，光线在盖板300中因传播会发散，当传播至盖板300上的对应光纤200的端面的出光区域时，由于设置有超构表面透镜400，超构表面透镜400会使得从该区域出射的光线产生汇聚作用，从而可以调制因传播而变形的模场，以匹配接收光纤模场，提高耦合效率；而且超构表面透镜400设置在盖板300上，无需对光纤阵列进行重新设计，可以简化生产制造流程，降低成本。
[0033]如图1所示，基板100上的凹槽110一般为V型槽，可以理解的是，在本专利技术中并不限定凹槽110为V型槽，其他形状的凹槽也可以采用，只要能够定位光纤200即可。基板100、光纤200和盖板300通过粘合剂粘合固定，可以理解的是，基板100和盖板300的固定方式也不限于通过粘合剂粘合固定，也可以采用其他固定方式。盖板300位于基板100之上并与基板100贴合。光纤200的端面通过研磨或切割等方式处理成倾斜的光学平面，使得光线在该倾斜的光学平面上发生全反射，以匹配光栅或光纤的耦合角度。优选地，如图2和图3所示，光纤200的端面设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤阵列连接器，其特征在于，包括：基板，所述基板设置有若干个凹槽；光纤，所述光纤放置在所述凹槽中；盖板，所述盖板位于所述基板设置有所述凹槽的一侧，所述盖板配合所述基板以将所述光纤限定在所述凹槽中；所述光纤的端面设置为倾斜的光学平面，以使在所述光纤内部传播的光线朝向所述盖板反射；超构表面透镜，所述超构表面透镜位于所述盖板对应所述光纤的端面的出光区域，用于汇聚光线。2.根据权利要求1所述的光纤阵列连接器，其特征在于，所述超构表面透镜通过在所述盖板上制作出周期性排列的微结构单元制成。3.根据权利要求2所述的光纤阵列连接器，其特征在于，所述微结构单元为圆形凸柱、方形凸柱、圆形凹槽或者方形凹槽。4.根据权利要求2所述的光纤阵列连接器，其特征在于，所述微结构单元呈矩形阵列排布在所述盖板对应所述光纤的端面的出光区域。5.根据权利要求4所述的光纤阵列连接器，其特征在于，所述微结构单元的行间距和列间距的范围为1.2微米
±
0.3微米。6.根据权利要求2所述的光纤阵列连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勋，杜江兵，沈微宏，赵鹏九，何祖源，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：