[发明专利]光纤透镜耦合器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信领域，涉及一种无源光器件，具体是指一种光纤透镜耦合器及其该光纤耦合器的制作方法。

背景技术

光纤透镜是用于激光二极管的耦合，光波导的耦合，并在取样、传感器的探测和医学生物领域都有广泛的应用。光纤透镜在用于光波导或激光二极管的耦合作用时，需要将光纤透镜封装固定在激光二极管或光波导的前端用于接收激光二极管或光波导发出的能量，当在封装固定时，光纤透镜的前端裸光纤段必须做光纤金属化处理，即在裸光纤表面镀上2-3微米的镍金层，然后将金属化后的光纤透镜焊接固定在激光二极管或光波导前端。光纤透镜在焊接固定时为了达到更高的耦合效率，光纤透镜透镜端与激光二极管或光波导之间的匹配距离都在微米级别以下，所以造成光纤透镜焊接固定的技术难度较高，使得激光二极管、光波导与光纤透镜的耦合封装成本太高，不能大规模推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤透镜耦合器及其制作方法，是将光纤透镜预先封埋于玻璃基体内形成一体，在激光二极管或光波导耦合封装时，只需将封装基体与激光二极管或光波导进行耦合对接即可，同时本发明的光纤耦合器的制作方法，工艺简单，有效解决现有光纤透镜与激光二极管或光波导进行耦合带来的技术难度高、封装成本高的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光纤透镜耦合器，是将光纤透镜前端部用粘合剂固定于玻璃系材料构成的长条状基板上，所述的基板具有从基板的一端延伸到基板另一端的并设置与基板上的至少一条的沟槽，在所述的沟槽上设置有与基板形状一致的盖板，所述的盖板和基板之间的沟槽内均设置有光纤透镜，光纤透镜的透镜端在所述的基板端部悬空设置，所述的光纤透镜的尾纤端延伸出所述的基板后端；在所述的沟槽内填充粘合剂将光纤透镜与盖板和基板固定为一体。

上述沟槽前端的基板端面上设置有与所述沟槽相互垂直贯通的并贯穿于基板上下表面的U型凹槽，所述光纤透镜的透镜端悬空在所述的U型凹槽内。

上述的基板为阶梯状，所述的沟槽开设在基板的上阶梯台阶面上，所述的盖板放置在沟槽上与基板上阶梯台阶面相贴合，所述的光纤透镜的尾纤延伸出基板下阶梯台阶面，在所述基板的下阶梯台阶面上粘结有光纤固化胶将所述的光纤透镜尾纤与基板固定为一体。

上述的沟槽的横断面为V型、U型结构。

上述的基板为长方体，基板上端部内设置有贯穿基板前、后端面的通孔，所述光纤透镜容纳与所述的通孔内并通过填充在通孔内的粘合剂与基板固定为一体。

所述光纤透镜容纳与所述的通孔内并通过填充在通孔内的粘合剂与基板固定为一体。

上述通孔横断面为O型、三角形、方型或多边形结构。

上述的光纤透镜包括锥形、楔形、球形光纤透镜。

上述光纤透镜的尾纤上连接有光纤连接器。

上述光纤透镜耦合器的制作方法，包括下述步骤：

1、取一个基板，将其固定在基板夹持器上；

2、取一根光纤透镜，将其固定在基板夹持器后侧的光纤夹持器上；

3、调整光纤夹持器，使光纤透镜的光纤段放置于基板的沟槽内，光纤透镜的透镜端伸出沟槽端部；

4、取一个盖板放置于基板上，盖板外边缘与基板齐平；

5、在盖板和基板之间的沟槽内填充粘合剂；

6、再次调整光纤夹持器，使光纤透镜端部悬空在沟槽的前端并与沟槽的端面距离小于5微米；

7、固化粘合剂，使光纤透镜与盖板和基板固定为一体。

上述光纤透镜耦合器的制作方法，还包括下述步骤：

所述的光纤透镜前端光纤段固定完成后，在所述沟槽外侧的基板上粘结光纤固化胶将光纤透镜的尾纤与基板固定为一体；

在所述光纤透镜的尾纤上连接光纤连接器。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

1、本发明将光纤透镜预先封装在玻璃基材的基板内，当激光二极管或光波导与光纤透镜耦合时，只需通过固定玻璃基板来与激光二极管或光波导匹配，封装后的光纤透镜与玻璃基板为一体，易于耦合操作，封装难度小，成本低廉，适合批量大范围推广。

2、由于大功率光能量输出一般只能寻求大功率光波导或激光二极管与光纤透镜耦合，而大功率光波导或激光二极管成本较高，并且基本上被国外技术垄断，因此本发明可实现多个光纤透镜在玻璃基板上阵列，多个光纤透镜尾纤可融合为一个输出端或多个输出端，容易实现多个光波导或激光二极管的大功率能量输出，降低了为了获得大功率光能量输出而需求的光波导或激光二极管带来的高额成本。