[发明专利]无槽式阵列光纤及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信、光学传感技术领域，是一种无槽式的光纤阵列和这种光纤阵列加工制作的方法。

背景技术

现有的光纤阵列是由一块预先刻制有精密槽型结构的基板，光纤带和一块平面基板组成，光纤限定在槽型结构中，上下基板以及光纤采用粘合剂固定。事先在基板上刻制各种精密的槽型结构，如V型、U型等，它的作用是将光纤带中光纤限定在指定的位置。一方面，槽型结构基板是光纤阵列的主要关键部件，槽型结构的精度直接决定了光纤阵列的性能好坏，成为光纤阵列的最主要成本；另一方面，粘合剂在V型槽或U型槽铺张过程中易产生微小气泡，固化过程中易形成应力集中现象，降低光纤阵列的热稳定和可靠性。

中华人民共和国国家知识产权局于2004年04月28日公开了名称为光纤阵列及其制造方法，公开号为CN1492248A的专利文献：光纤阵列由上、下基板以及祼光纤组成，祼光纤与其中一块基板平面接触，在祼光纤与另外一个基板之间设置一个调整层，通过调整层的变化使得光纤阵列中心线与标准面平行，这种光纤阵列仍然存在胶层不对称，热稳定性差等问题，而且加工复杂，制造成本高。

中华人民共和国国家知识产权局于2007年10月10日公开了名称为一种新颖高精度光纤阵列的制造方法，公开号为CN101051105A的专利文献：将精密V型槽状模具或带空的基板，阵列光纤盖板依次放置在工装夹具上，然后将裸光纤放置在V型槽状模具上，盖上基板，利用V型槽状模具进行限位阵列光纤的空间位置，这种方法制备的阵列光纤无需采用V型槽基板。中华人民共和国国家知识产权局于2013年05月1日公开了名称为一种光纤阵列的制作方法，公开号为CN103076651A的专利文献：提出了一种光纤阵列的制作方法，利用V型槽基板作为固定光纤阵列的夹具使用，首先在V型槽的基板上涂覆脱模剂，然后利用V型槽和玻璃基板将光纤带压紧在玻璃基板上，固化后去掉V型槽基板，最后切断玻璃基板，并研磨断面。这两种方法的共同之处是将V型槽作为限定光纤阵列位置的夹具使用，具有光纤阵列加工原料成本低的特点，但是前一种方法V型槽作为夹具与光纤阵列基板分离，V型槽高度与玻璃基高度差可能导致光纤阵列间距定位不精确，后一种方法需要使用脱模剂，且脱模剂对光纤阵列的制造精度和热稳定产生不利的影响，另外还需切割玻璃基板，增加了加工成本。 

发明内容

本发明主要解决现有技术中对槽型结构基板依赖性强、胶层不对称、易产生气泡、热稳定性不足和生产成本较高的缺点，提供一种无槽式的光纤阵列和无槽式光纤阵列制造的方法。

本发明专利示出的无槽式光纤阵列针，对上述技术问题主要通过下述技术方案解决：一种无槽式光纤阵列，包括上下两块平面基板和光纤带，上、下平面基板的光纤接触面为平面，没有事先制备好的用于光纤带定位的V型或U型等槽型结构；去掉光纤带一端的涂覆层形成祼光纤带，采用加工方法将祼光纤带各光纤的间距限定并固定在上、下两块平面基板中，祼光纤带与上、下平面基板的两个平面接触；在上、下平面基板和光纤带的间隙中填充粘合剂并固接；下平面基板的长度大于上平面基板，采用粘合剂将未去涂覆层的光纤带固定在下基板的尾部；光纤带阵列端面研磨成与基板成直角或斜角的平面。

作为优选，下平面基板的长度足够长，大于上平面基板长度3倍以上，祼光纤带的尾部位于下平面基板的后端四分之一处，避免光纤产生过大的弯曲。

作为优选，下平面基板大于上平面基板2倍以上，在下基板的尾部约三分之一处，设计一个台阶，台阶高度大于光纤涂覆层的高度，避免光纤带在光纤阵列中产生弯曲。

本发明示出的无槽式光纤阵列的制造方法，包括两种方法：

第一种光纤阵列制造方法是：将光纤带一端去涂覆层形成裸光纤带，固定放置在下平面基板上；用一块预先刻有至少两个定位槽的槽型基板，将裸光纤带扣压在下平面基板上；裸光纤带的各光纤分别限定在至少两个槽型结构中；为了提高光纤带的定位精度或在上平面基板的另一侧再扣压一块辅助槽型基板；将上平面基板扣压在下平面基板靠近槽型基板的位置上，接着压力装置停止施加压力，松开且移去槽型结构基板；在上平面基板的后侧点胶，即添加粘合剂，利用毛细管力和重力使得粘合剂从一端流向另一端；最后固化，研磨制成光纤阵列。这种方法的特点是光纤阵列制作过程虽然使用了槽型结构的基板，但是槽型基板仅作为祼光纤带定位的工具，并不构成光纤阵列的组件；槽型基板与上平面基板扣压在下平面基板上，避免了多块基板高度不一致导致的扣压力不均匀的缺陷，提高了槽型基板的定位精度；点胶、固化前移去定位槽型基板，避免槽型基板被粘合剂污染，提高槽型基板的使用次数。