[发明专利]一种光电元件与光纤的高效耦合方法

说明书

本发明公开了一种光电元件与光纤的高效耦合方法。包括一个打孔的光电元件和一根光纤，光电元件在发光区或光敏面设置打孔，光纤插入光电元件的孔中，通过UV胶胶合固定使得光电元件与光纤耦合。本发明所提出的结构增强了光纤与发光二极管、光敏探测器耦合的机械强度和直接耦合效率，在不引入其余器件的情况下简便地构成耦合结构和天然的保护结构；在一定程度下提高了不使用透镜进行光电二极管、光敏探测器与光纤进行直接耦合的效率，具有简便、高效、低成本、强鲁棒性等优点。

技术领域

本发明属于光纤技术领域的一种光学元件之间的耦合方法，更具体地，涉及一种光电元件与光纤的高效耦合方法。

背景技术

光纤作为一种低损耗、低色散的光传输介质，应用于光通信、光纤器件、光纤传感等多个领域。由于光纤数值孔径较小，通常选用激光这类光束发散角较小的光作为光源，但是即使是半导体激光器这种发展较为成熟、系统尺寸较小的激光系统也是十分不便携，一定程度上限制了基于光纤的面向智能可穿戴设备的应用。

光电二级管作为一种由半导体材料制作的发光器件，有着高亮度、小体积、低成本的特点，但由于其光束发散角大、宽光谱等特性，通常不会被选作光纤光源，通常光电二极管与光纤的耦合需要借助物镜等光学器件，这些措施无疑增加了耦合系统的复杂性和不稳定性，且光学性能较好的镜头通常都是比较昂贵的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种光电元件与光纤的高效耦合方法，目的在于简化光纤与光电二极管、光敏探测器的耦合方式，提高耦合系统的效率与稳定性。

本发明所采用的技术方案如下：

包括一个打孔的光电元件和一根光纤，光电元件在发光区或光敏面设置打孔，光纤插入光电元件的孔中，通过UV胶胶合将两者固定使得光电元件与光纤耦合，从而构成一种简便高效的、鲁棒性强的耦合和保护结构。

所述的光电元件在设置有环氧树脂材料处作为发光区或光敏面，在发光区或光敏面使用环氧树脂等聚合物封装。

所述的光电元件的打孔方向平行于光电元件的引脚。

所述的光电元件为光电二极管或者光敏探测器。

所述的光电元件为直插型光电二极管或者直插型光敏探测器。

根据光强设置调整不同的打孔深度，进而调整光电元件与光纤进行不同程度的耦合。

所述的光电元件为带有直插针脚的光电元件，包含一字直脚型、圆头直插型、平头直插型、方形直插型、草帽直插型等直插型光电二极管及光敏探测器。

所述光纤为石英光纤、聚合物光纤、导光弹性绳等圆柱形导光纤维。

本发明仅通过在直插型光电二极管或直插型光敏探测器聚合物头部钻一个孔槽，将平整切割的光纤端面插入该孔中，通过一定的粘合，就可以简单地将光耦合入光纤中或接收出射光到光敏面，实现了高效耦合且具有一定的保护作用，使得耦合系统不易受外界机械扰动影响，提升了系统整体的鲁棒性、实用性。

光敏二极管与光电二极管极为类似，在探测系统中，一个充当“发射器”，一个充当“接收器”，因此本发明所适用的光电元件既包含光电二极管，也含有二极管型光敏探测器。

本发明具体实施所用到的材料与仪器有钻孔吊磨机、光纤切割刀、直插型光电二极管和光敏探测器、玻璃光纤、不同尺寸的PMMA聚合物光纤、透明弹性绳、不同规格钻头、UV胶。

本发明的有益效果是：

本发明将平整切割过后的光纤插入该打孔的光电二极管或光敏探测器中，实现了一种高效的耦合方式且构成了一种天然的保护结构，拉近了光纤端面与发光区的距离，提高了耦合效率，再通过UV胶的粘合作用，可以牢牢固定该耦合结构，简化了耦合方式、提高了抗干扰能力。

附图说明