專利名稱：光纖陣列耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖光學(xué)裝置，更具體地，本發(fā)明涉及一種將一組光纖陣列排列并固定在精確位置上的物品。
目前，研究人員開發(fā)了一種光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置，該裝置不需要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，從而保持了高速轉(zhuǎn)換所需的光信號帶寬。參見Bishop等人于2001年1月在《美國科學(xué)》雜志上發(fā)表的文章“The Rise ofOptical Switching，Scientific American”第88至94頁。該光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置使用自由空間光學(xué)原理，用基于微電機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)(MEMS)的微鏡直接將光信號從一根光纖轉(zhuǎn)換到另一根光纖中。為了適應(yīng)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)通常所傳輸?shù)亩鄠€(gè)光信號，轉(zhuǎn)換裝置一般包含兩組密集纖維陣列(輸入與輸出)和一組微鏡陣列。
為提供輸入和輸出纖維陣列之間的低損耗自由空間光學(xué)轉(zhuǎn)換，纖維陣列必須有高的位置和角度容差。尤其對于光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)所用的典型的單模光纖(纖芯直徑為6-9微米，包層直徑為125微米)，纖維陣列中每根纖維的位置距真實(shí)位置的容差應(yīng)小于±2微米，而角度容許誤差應(yīng)小于0.5度。
為達(dá)到所述誤差要求，纖維陣列一般包括帶有精確定位的小孔陣列的扁平面板。每個(gè)小孔容納一根纖維并對其定位。為提供對帶有直徑125微米包層的纖維的準(zhǔn)確排列，小孔的直徑不得大于126微米。因此裝配過程需要高度精確，以保證能將光纖插入只比其自身的光纖包層稍大的小孔中。
這就需要一種器件，通過精確度要求較低的裝配過程在插入這樣的光纖時(shí)，能提供光纖陣列所需的精確的空間和角度定位。
每塊板上都包括有固定尺寸的小孔陣列，盡管小孔的形狀尺寸跨度很大，仍然有很多形狀可供選擇，如三角形、淚滴形(推薦使用)等。在兩個(gè)或更多板上的固定小孔對齊，以限定可調(diào)尺寸的小孔陣列。通過移動可移動平行板，可以調(diào)節(jié)可調(diào)尺寸的小孔的尺寸，以縮小或擴(kuò)大開口。
在一些改進(jìn)中，光纖陣列耦合器由兩塊帶有淚滴狀小孔的板組成。一塊板相對于另一塊板做180度面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在一種構(gòu)造中，使兩塊板上淚滴狀小孔的較大區(qū)域?qū)χ校瑥亩薅ㄟm于接收裸光纖(不帶任何外皮的光纖)的最大尺寸的開口。另一種構(gòu)造中，至少移動兩塊板中的一塊，使兩塊板上淚滴狀小孔的較小區(qū)域?qū)χ?，從而限定適合固定裸光纖的最小尺寸的開口。
在此處描述的其他實(shí)施例中，板結(jié)構(gòu)的每個(gè)板上小孔具有不同的形狀，并且小孔的數(shù)目也可以不同。
圖2是淚滴狀小孔的具體形狀。
圖3是

圖1和圖2中的兩塊板，圖中不含框架，并將兩塊板分離了一定的距離，以顯示插入光纖時(shí)的相對方位。
圖4是圖3中兩塊板的正視圖。
圖5A-5E是移動兩塊板中的一塊以改變小孔定位的情況，從適于接收光纖的定位狀態(tài)(圖5A)，到適于將多個(gè)光纖固定于精確空間位置的狀態(tài)(圖5E)。
圖6是光纖陣列面板，具有框架和三塊板的板結(jié)構(gòu)，每塊板含有小孔陣列。圖6中的板上小孔以適于固定多個(gè)光纖的構(gòu)造排列。
圖7是圖6中的三塊板的側(cè)視圖。
圖8A-8C是具有兩塊板的板結(jié)構(gòu)。每塊板上具有三角形的小孔，作為替換淚滴狀小孔的首選。圖8A-8C描述的是，移動其中一塊板，使小孔從適于接收光纖的定位狀態(tài)(圖8A)到適于將多個(gè)光纖固定于精確空間位置的狀態(tài)(圖8C)。
圖9A-9C是具有兩塊板的板結(jié)構(gòu)，每塊板上具有菱形的小孔，作為替換淚滴狀小孔的第二選擇。圖9A-9C描述的是，移動其中一塊板，使小孔從適于接收光纖的定位狀態(tài)(圖9A)到適于將多個(gè)光纖固定于精確空間位置的狀態(tài)(圖9C)。
圖10A-10C是具有兩塊板的板結(jié)構(gòu)，其中，其中一塊板上的小孔形狀不同于另一塊板上的小孔形狀。圖10A-10C描述的是，移動其中一塊板，使小孔從適于接收光纖的定位狀態(tài)(圖10A)到適于將多個(gè)光纖固定于精確空間位置的狀態(tài)(圖10C)。
圖11A-11B是具有兩塊板的板結(jié)構(gòu)，其中，其中一塊板上的小孔形狀和數(shù)目不同于另一塊板上的小孔形狀和數(shù)目。圖11A-11B描述的是，移動其中一塊板，使小孔從適于接收光纖的定位狀態(tài)(圖11A)到適于將多個(gè)光纖固定于精確空間位置的狀態(tài)(圖11C)。
圖12A-12C是三塊板的板結(jié)構(gòu)，每塊板上都有小孔。圖12A-12C描述的是，移動其中兩塊板后，使小孔從適于接收光纖的定位狀態(tài)(圖12A)到適于將多個(gè)光纖固定于精確空間位置的狀態(tài)(圖12C)。
圖13是具有楔形的板和具有斜角拋光的光纖末端。
圖14是另一種具有楔形的板和具有斜角拋光的光纖末端。
框架102的尺寸以能夠容納前板106和后板108為準(zhǔn)。在框架102上優(yōu)選地安裝銷釘104，與板106和108上的狹槽112配合。圖示的狹槽—銷釘配置允許板106和108在維持與框架102嚙合的時(shí)候，能滑動或移動狹槽112的長度。同時(shí)，狹槽—銷釘配置限制板106和108只能平動，即不能轉(zhuǎn)動。能獲得同樣結(jié)果，即只能平動，代替圖1中的狹槽—銷釘配置的配置，包括具有容納板106和108的槽(未示出)的框架。這些槽限制板沿與裸光纖垂直的單軸方向上的移動。
第一板106和第二板108分別具有小孔陣列110。圖1顯示每個(gè)小孔110插入一根裸光纖101。在此說明書中，術(shù)語“裸光纖”是指纖維芯及其周圍的、不帶任何附加的緩沖材料、涂層或護(hù)套等的包層。
每個(gè)小孔110具有固定的(即不變的)尺寸和形狀。在此說明書中，除非有特別說明，術(shù)語“小孔”均指具有固定尺寸和形狀的開口。在圖1中小孔110為“淚滴狀”。如在本說明書后面描述和示出的，小孔110也可以是其它許多種形狀。
圖2描述了圖1中的小孔110的具體形態(tài)。小孔110包含適于接收裸光纖的第一區(qū)214和適于固定裸光纖的第二區(qū)216。
在圖2中示出的示意性小孔110中，第一區(qū)214定義為“淚滴狀”的較大圓形區(qū)域。通過舉例，而不是限制，該較大圓形區(qū)域直徑為500微米，為單模光纖包層直徑的4倍。裸光纖可以較容易地被稍小于、例如3倍包層直徑的開口，以及大于、例如6倍包層直徑的開口所接收。選擇光纖包層的4倍是一種折中方案。此方案既考慮了小孔陣列的尺寸不能過大，又兼顧小孔太小會使光纖的通過變得困難。輔助預(yù)定位導(dǎo)向裝置可以在將纖維插入小孔100之前將纖維預(yù)分組成(多)線性陣列，從而簡化插入過程，同時(shí)也可使第一區(qū)214的尺寸還有接近更小直徑尺寸的減小的余地。在本說明書中，短語“適于(接收)裸光纖的尺寸”是指開口至少是包層直徑的2.5倍。
在圖2所示的示意性小孔110中，第二區(qū)216是“淚滴狀”的較小圓形區(qū)域。當(dāng)與單模光纖連接時(shí)，該較小圓形區(qū)域較佳地具有直徑126微米，稍大于包層直徑，并適于基本上固定裸光纖。在本說明書中，短語“適于固定裸光纖的尺寸”是指開口不大于包層直徑大約1微米。因此對于包層直徑為125微米的光纖，開口的直徑不能超過126微米。
根據(jù)本發(fā)明的原理，板結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)或多個(gè)板上的固定小孔對齊以限定可調(diào)尺寸小孔的陣列(參見圖4)。結(jié)合圖3、4和5A-5E，現(xiàn)在描述可調(diào)尺寸的小孔，這些小孔由具有兩塊板，例如圖1中的光纖陣列面板100等加以限定。
圖3是除去框架102的板106、108的“分解”透視圖，這樣從圖中可以看出兩塊板上小孔110的相對位置。在圖3中，“前”板106上的小孔110指向上方，即第二區(qū)216在上面，而“后”板108上的小孔110指向下方。換句話說，一塊板相對于另一塊板做了180°面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
在圖3的構(gòu)造中，板106上的每個(gè)小孔110的較大圓形區(qū)域，即區(qū)域214，疊放或與板108上的每個(gè)小孔110的較大圓形區(qū)域?qū)R。較佳地，通過相對板108向上平移板106做到這一點(diǎn)。在這種構(gòu)造中，由板106和板108中的成錐形的小孔形成的可調(diào)尺寸小孔具有與“淚滴狀”較大圓形區(qū)域的直徑相等(圖中為500微米)的開口。在這種構(gòu)造中，可調(diào)尺寸小孔可獲得其最大尺寸，即適合于容納裸光纖的尺寸。
在圖4的示例中，可能更直觀地看到由成錐形的小孔110形成的可調(diào)尺寸的小孔418，其中圖4是圖3板結(jié)構(gòu)的正視圖。板106，其在圖4中是“前板”“高于”板108。成對的小孔110的較大圓形區(qū)域的對齊使相對較大的圓形或者開口420顯示出來。在該構(gòu)造中，開口420的尺寸即為可調(diào)尺寸小孔418的尺寸。
如果兩塊板上的小孔110的較小圓形區(qū)域(第二區(qū)域216)對齊，則可調(diào)尺寸小孔418的開口尺寸將與“淚滴狀”的較小圓形區(qū)域的直徑相等(本圖例中為126微米)。在該構(gòu)造中，可調(diào)尺寸小孔達(dá)到其最小尺寸，該尺寸適合于將已插入小孔110中的裸光纖固定。僅通過向下(相對于圖3和圖4中的位置關(guān)系而言)平移板106得到這種構(gòu)造。通過系列圖5A-5E，說明了這一平移過程，即可調(diào)尺寸小孔的開口從最大尺寸(適于容納裸光纖的尺寸)變化到最小尺寸(適于固定裸光纖的尺寸)。
圖5A顯示了圖3和圖4的構(gòu)造。即板106置于板108的“前面”，板106上的小孔110指向上方，板108相對于板106面內(nèi)旋轉(zhuǎn)了180度，板106“高于”板108，并且成對的小孔110的較大圓形區(qū)域?qū)R。為了清楚起見，圖中只顯示了一個(gè)可調(diào)尺寸小孔418。在圖5A中可調(diào)尺寸小孔418具有最大尺寸，以開口420表示，該尺寸適于容納裸光纖101。
圖5B為圖5A中在板106向下平移一段距離后的板結(jié)構(gòu)。盡管裸光纖101仍能很容易地插入成對的小孔中，但可調(diào)尺寸小孔418具有稍小的開口。在圖5C中板106再次向下平移，從而使得可調(diào)尺寸小孔418的開口尺寸進(jìn)一步減小。要在這種結(jié)構(gòu)中插入裸光纖會存在一定的困難。
圖5D顯示了圖5C中在板106再次向下平移后的板結(jié)構(gòu)。圖5E描述了這種構(gòu)造，其中板結(jié)構(gòu)中小孔110的較小圓形區(qū)域(第二區(qū)216)對齊以使可調(diào)尺寸小孔418具有最小尺寸，以開口522表示，該尺寸適合于固定裸光纖101。一旦使裸光纖固定，裸光纖就可以很方便地使用諸如環(huán)氧樹脂等粘合劑牢固固定在板106和板108上。
除了具有容納和固定裸光纖的功能外，小孔110還可以方便而精確地將裸光纖定位于預(yù)定位置。換句話說，當(dāng)平移板結(jié)構(gòu)中至少一塊板以破壞可調(diào)開口，即可調(diào)尺寸小孔418，可以很方便地在將裸光纖固定前，將其放在具體位置上。圖1至圖5中所顯示的“淚滴狀”小孔110適于上述目的，其中“淚滴狀”小孔具有大區(qū)域，即區(qū)域214，其逐漸變細(xì)至小區(qū)域，即區(qū)域216。在本說明書中隨后的說明及結(jié)合圖8-12，將說明用于定位功能的許多其它形狀的小孔。
上面所描述的板結(jié)構(gòu)都包含兩塊板，即板106和108。在根據(jù)本發(fā)明的示意性實(shí)施例的另一實(shí)施例中，板結(jié)構(gòu)由三塊板構(gòu)成，參見圖6、7。
圖6描述了容納三塊板的框架102。在圖6所示的實(shí)施例中，附加的板，板624位于后部，這樣板108夾在“前”板106和后板624之間。每根裸光纖101由每三個(gè)一組的(固定)小孔所容納，該三個(gè)一組的小孔限定一個(gè)可調(diào)尺寸小孔。對于圖6中的板結(jié)構(gòu)，第三塊板624優(yōu)選地按照與前板106相同的方位放置，即淚滴指向下方。這種情況下，優(yōu)選地平移板108以改變可調(diào)尺寸小孔418的大小。
對于具有淚滴狀(其中一種形狀)的小孔110，第三塊板624并不影響(積極地或消極地)可調(diào)尺寸小孔418接收或定位裸光纖的能力。但第三塊板624確實(shí)能對固定接收的光纖起到協(xié)助作用，而且也能提高被固定光纖的角精確度。該第三塊板的功能在圖7中示出，其中圖7是圖6的橫剖面圖。在示出的構(gòu)造中，可調(diào)尺寸小孔418具有其最小開口，第二區(qū)域216，即較小圓形區(qū)域，板108上的每個(gè)小孔110都對裸光纖101施加向下的壓力或作用力726，而板106和板624施加向上的力。由于施加了壓力使得第三板提供了附加“夾緊”功能的更長的通過或貫通小孔，從而減小了光纖偏離其期望軸的可能性。
正如前面所提到的，根據(jù)本發(fā)明目的，小孔110可以采用許多不同于淚滴狀的形狀。這樣一些形狀在以下進(jìn)行了描述，并在圖8-12中示出。為清晰起見，在圖8-10及圖12中只顯示了一個(gè)可調(diào)尺寸小孔。應(yīng)當(dāng)理解圖中的板結(jié)構(gòu)，典型地形成此類可調(diào)尺寸小孔418的陣列。
圖8A-8C描述由板結(jié)構(gòu)形成的可調(diào)尺寸小孔418的幾種構(gòu)造，其中板結(jié)構(gòu)包含兩塊板106和108，每個(gè)具有三角形的小孔110。每塊板相對于另一塊板做60°面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。圖8A中可調(diào)尺寸小孔418位于其最大尺寸位置，其適合接收裸光纖。圖8B中板106向下平移，使可調(diào)尺寸小孔418的開口尺寸稍微減小。圖8C中可調(diào)尺寸小孔418位于其最小尺寸位置，其適合固定裸光纖。
圖9A-9C描述由板結(jié)構(gòu)形成的可調(diào)尺寸小孔418的幾種構(gòu)造，其中板結(jié)構(gòu)包含兩塊板106和108，每塊具有菱形的小孔110。每塊板相對于另一塊板做180度面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。圖9A中可調(diào)尺寸小孔418位于其最大尺寸位置，其適于接收裸光纖。圖9B中板106向下平移，使可調(diào)尺寸小孔418的開口尺寸稍微減小。圖9C中可調(diào)尺寸小孔418位于其最小尺寸位置，其適合固定裸光纖。
在圖1至圖9C中，在每一種板結(jié)構(gòu)中的每個(gè)板中的小孔110具有相同形狀。但根據(jù)本發(fā)明的示意性實(shí)施例中的板結(jié)構(gòu)不限于此。例如，圖10A-10C顯示了由板結(jié)構(gòu)形成的幾種可調(diào)尺寸小孔418的構(gòu)造，其中板結(jié)構(gòu)中的板上包含兩塊具有不同形狀的小孔的板。具體地說，其中一塊板(圖中板106)具有矩形的小孔110A，另一塊板(板108)具有矩形的小孔110B。圖10A中可調(diào)尺寸小孔418位于其最大尺寸位置，其適合容納裸光纖。圖10B中板106向下平移，使可調(diào)尺寸小孔418的開口尺寸稍微減小。圖10C中可調(diào)尺寸418位于其最小尺寸位置，其適合固定裸光纖。
在圖1至圖10C中板結(jié)構(gòu)中每塊板上小孔的數(shù)目之間都是一對一的對應(yīng)關(guān)系。但是，這種一對一的對應(yīng)關(guān)系并不是必須的。例如在圖11A和圖11B中，板108上的小孔110B就比板106上的小孔110A少。
圖11A和圖11B顯示了由兩塊板構(gòu)成的板結(jié)構(gòu)所形成的可調(diào)尺寸小孔418。其中一塊板(圖中板106)上有正方形小孔110A。小孔110A相對板106的邊旋轉(zhuǎn)了45度，從而使每個(gè)小孔110A的一個(gè)角指向下方。另一塊板(板108)上有矩形小孔110B，小孔110B的數(shù)目比小孔110A少。圖11A表示可調(diào)尺寸小孔418位于其最大尺寸位置，該尺寸適于接收裸光纖。板106向下移動可獲得如圖11B的構(gòu)造，此時(shí)可調(diào)尺寸小孔418位于其最小尺寸位置，該尺寸適合于固定裸光纖。
根據(jù)本發(fā)明的示意性實(shí)施例，結(jié)合圖6和圖7，描述了帶有三塊板的板結(jié)構(gòu)的光纖陣列面板100。在這個(gè)實(shí)施例中，第三塊板624的主要功能是輔助固定裸光纖，而不是定位裸光纖。但在另外一些具有三塊板的板結(jié)構(gòu)中的改進(jìn)中，例如如圖12A至12C中描述的改進(jìn)，三塊板都具有限定已固定的裸光纖的功能。
在圖12A至12C的板結(jié)構(gòu)中，板106(前)、板108(中間)和板624(后)都有各自的矩形小孔，分別是110A、110B和110C。為清晰起見，圖中的小孔具有不同尺寸，實(shí)際上不同板上小孔的尺寸可以相同也可以不同。從制造角度講，即如成本、效率等方面，相同尺寸的小孔是大家所希望的。
在圖12A至12C的板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)中，板106可在垂直方向平移，板108可在水平方向平移。在圖12A中，小孔110A、110B和110C相互對齊，此狀態(tài)下可調(diào)尺寸小孔418的尺寸最大，適于接收裸光纖。圖12B為板106向下平移從而使可調(diào)尺寸小孔418的開口尺寸減小的構(gòu)造。圖12C為板108橫向平移從而使可調(diào)尺寸小孔418減小到適合于固定裸光纖的最小尺寸的構(gòu)造。
應(yīng)當(dāng)理解在圖12A至12C中所示的板結(jié)構(gòu)的替換實(shí)施例中，對框架102在圖6中的形式進(jìn)行了改進(jìn)以允許橫向平移。此類改進(jìn)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知并可通過各種方法來實(shí)施。
本說明書中所說的可調(diào)尺寸小孔418都是由各種板結(jié)構(gòu)和固定的小孔形狀限定的。每個(gè)小孔可以很容易地接收裸光纖，精確地定位小孔中的光纖，并在所需位置將其固定。應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)本發(fā)明的原理，通過與兩個(gè)或多個(gè)(固定的)限定每個(gè)可調(diào)尺寸小孔的小孔的每個(gè)的邊、緣等接觸，來固定裸光纖。更確切地說，限定每個(gè)可調(diào)尺寸小孔的多個(gè)小孔，方便地共同提供與裸光纖的三個(gè)接觸點(diǎn)來固定裸光纖。盡管在固定光纖后，還可通過環(huán)氧樹脂進(jìn)一步將光纖固定到小孔上以形成永久的附著物，但與多個(gè)小孔的邊緣接觸，已經(jīng)足以固定光纖了。因此，“適合于固定裸光纖的尺寸”(上文定義的)的說法暗示了裸光纖是通過與小孔邊緣的接觸而被固定的，不需要其它任何用于連接小孔的裝置，例如夾具等。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，許多形狀被用于實(shí)現(xiàn)固定接觸。使用兩塊板時(shí)，其中至少一塊板具有能方便地提供兩個(gè)接觸點(diǎn)的小孔陣列，而另一塊板應(yīng)具有能提供至少一個(gè)接觸點(diǎn)的小孔陣列。當(dāng)使用三塊板時(shí)，每塊板上小孔的形狀能提供一個(gè)接觸點(diǎn)即可。
在本發(fā)明的附圖和此處所闡述原理的應(yīng)用過程中，并結(jié)合本發(fā)明的示意性實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以開發(fā)出具有其它形狀的小孔的板結(jié)構(gòu)。因此，這些結(jié)構(gòu)和形狀在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
由于本發(fā)明的光纖陣列面板有精確限定光纖的功能，因此特別適用于有嚴(yán)格位置和角度誤差要求的單模光纖。這種單模光纖的纖芯直徑在6到9微米的范圍內(nèi)，纖芯周圍包層的環(huán)繞纖芯的直徑為125微米。需要說明的是，這里所描述的光纖陣列面板也可用于其它類型的光纖中，例如具有50-85微米纖芯和125微米包層的漸變折射率光纖，以及具有100微米纖芯和140微米包層的階躍折射率多模光纖等。應(yīng)當(dāng)理解，由于此類其它類型的包層直徑不是125微米，因此必須對此處描述的階躍折射率光纖的實(shí)施例進(jìn)行改動。這類改動為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。
板106、108和624優(yōu)選地是薄的，例如大約0.5mm的平整表面。適于用作面板的材料包括，但不限于，硅、金屬、陶瓷和塑料。硅因?yàn)橛幸韵聝?yōu)點(diǎn)而被推薦使用(1)與微透鏡和微鏡相兼容的低膨脹系數(shù)；(2)對精確光刻和蝕刻的可控性；(3)與玻璃纖維兼容的拋光性能。
板上的小孔陣列110可以根據(jù)材料的功能來制造。示意性的鉆小孔技術(shù)包括深度活性粒子蝕刻(DRIE)、激光鉆小孔和機(jī)械鉆小孔技術(shù)，這都為現(xiàn)有技術(shù)所公知。在硅板上形成小孔的DRIE技術(shù)，是等離子蝕刻過程，在此過程中，材料通過化學(xué)反應(yīng)和活性基被去除(蝕刻)。DRIE是在相當(dāng)?shù)偷膲毫?0.1-0.001托)和強(qiáng)電場條件下操作的。
在將光纖插入小孔110之前，最好剝?nèi)ス饫w的任何涂層或外皮，只保留纖芯和包層，即形成裸光纖。為了插入小孔110中，應(yīng)對光纖剝除大約1-3厘米的外皮。
在根據(jù)本發(fā)明原理的一些光纖陣列面板中，圖中“前”板，即板106的表面可以有角度，同時(shí)裸光纖101的端面1330也應(yīng)拋光成相同的角度，見圖13和圖14兩個(gè)不同的實(shí)施例。傾斜表面可以減少“回程”損耗量或者減少反饋到光纖中的反射光的量。
圖13中板106的前表面1332呈“鋸齒”狀，圖14中板106的前表面1434具有從上到下的線性變化或斜度。該斜度可采用光刻法形成，例如通過使用半色調(diào)掩膜，或者根據(jù)申請人的共同待審的美國專利申請中說明的方法制造，該申請題目“Optical Fiber Arrays withRednced Return Loss and Method for Maleing Same”，提交日期為2000年8月3日，申請?zhí)枮?9/631,417，在此引述作為參考。
權(quán)利要求
1.一種物品包括板結(jié)構(gòu)，包含至少兩塊相互平行的板，其中在所述平行板的每一塊上有多個(gè)小孔；將所述平行板中的所述多個(gè)小孔對齊以限定多個(gè)可調(diào)尺寸小孔以使這些可調(diào)尺寸小孔在第一構(gòu)造和第二構(gòu)造之間變動；在所述第一構(gòu)造中，每個(gè)所述平行板中的所述小孔對齊以使所述可調(diào)尺寸小孔具有適于接收裸光纖的尺寸，每根裸光纖對應(yīng)每個(gè)可調(diào)尺寸小孔；以及在所述第二構(gòu)造中，每個(gè)所述平行板中的所述小孔對齊以使所述可調(diào)尺寸小孔具有適于固定所述已接收的裸光纖的尺寸。
2.如權(quán)利要求1的物品，其特征在于所述板結(jié)構(gòu)包含具有第一小孔陣列的第一塊板；以及所述第一陣列中的所述小孔具有能使所述已接收的裸光纖在兩點(diǎn)或多點(diǎn)上接觸的形狀。
3.如權(quán)利要求2的物品，其特征在于所述板結(jié)構(gòu)包含具有第二小孔陣列的第二塊板；以及所述第一陣列與所述第二陣列具有相同數(shù)目的小孔。
4.如權(quán)利要求2的物品，其特征在于所述板結(jié)構(gòu)包含具有第二小孔陣列的第二塊板；所述第一陣列具有比所述第二陣列多的小孔；以及所述第二陣列中的所述小孔能使所述裸光纖在一點(diǎn)上接觸。
5.如權(quán)利要求2的物品，其特征在于所述第一陣列中的小孔包括具有第一區(qū)和第二區(qū)的形狀；所述小孔的所述第一區(qū)的尺寸適合于接收裸光纖；以及所述小孔的所述第二區(qū)的尺寸適合于固定所述已接收的裸光纖。
6.如權(quán)利要求3的物品，其特征在于所述第一陣列中的所述小孔具有與所述第二陣列中的所述小孔相同的形狀。
7.如權(quán)利要求6的物品，其特征在于所述第一陣列中的所述小孔具有與所述第二陣列中的所述小孔相同尺的寸。
8.如權(quán)利要求2的物品，其特征在于所述第一陣列中的所述小孔的所述形狀可以選取下面幾種淚滴形、三角形、菱形和多邊形。
9.如權(quán)利要求8的物品，其中所述板結(jié)構(gòu)包含具有第二小孔陣列的第二塊板，并且其中所述第二陣列中的所述小孔的形狀與所述第一陣列中的所述小孔的所述形狀相同。
10.如權(quán)利要求5的物品，其特征在于所述板結(jié)構(gòu)包含具有第二小孔陣列的第二塊板；所述第二陣列中的所述小孔的形狀與所述第一陣列中的所述小孔的所述形狀相同；在所述第一塊板中，第一小孔的方位由所述第一陣列中的所述小孔的所述第一區(qū)與所述小孔的所述第二區(qū)的相對位置限定；在所述第二塊板中，第二小孔的方位由所述第二陣列中的所述小孔的所述第一區(qū)與所述小孔的所述第二區(qū)的相對位置限定；以及所述第二小孔的方位相對于所述第一小孔的方位面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°。
11.如權(quán)利要求10的物品，其特征在于所述第一陣列中所述小孔的所述形狀和所述第二陣列中所述小孔的所述形狀可以選擇淚滴形和三角形。
12.如權(quán)利要求11的物品所述第一陣列和所述第二陣列中所述小孔的所述形狀是淚滴形；所述第一區(qū)包含直徑為500微米的圓形區(qū)域；以及所述第二區(qū)包含直徑約為126微米的圓形區(qū)域。
13.如權(quán)利要求1的物品，還包含一個(gè)可以接收所述板結(jié)構(gòu)并建立和保持所述板之間的相互平行關(guān)系的框架，其特征在于，所述板中至少有一塊可以在所述框架中滑動。
14.如權(quán)利要求1的物品，其特征在于在所述板結(jié)構(gòu)中，所述相互平行的板中的前板具有傾斜表面。
15.如權(quán)利要求1的物品，其特征在于所述板結(jié)構(gòu)包含三塊相互平行的板。
16.如權(quán)利要求1的物品，還包含多個(gè)裸光纖，其特征在于，所述相同數(shù)量的每根裸光纖被放置在每個(gè)可調(diào)尺寸的小孔中。
17.一種物品包含具有第一小孔陣列的第一塊板；以及具有第二小孔陣列并與所述第一塊板平行的第二塊板；其中所述第一小孔陣列與所述第二小孔陣列共同限定可調(diào)尺寸小孔陣列；所述第一塊板和第二塊板中至少一塊可以平移，以改變所述第一小孔陣列相對于所述第二小孔陣列的位置，進(jìn)而改變每個(gè)可調(diào)尺寸小孔在第一尺寸和第二尺寸之間的開口尺寸，以及其中所述第一尺寸適合于接收裸光纖，每根裸光纖對應(yīng)每個(gè)可調(diào)尺寸小孔；以及所述第二尺寸適合于固定已接收的裸光纖。
18.如權(quán)利要求17的物品，其特征在于所述第一陣列和所述第二陣列中的所述小孔的形狀具有相對較大開口的第一區(qū)和具有相對較小開口的第二區(qū)。
19.如權(quán)利要求17的物品，其特征在于在所述第一尺寸，所述第一陣列中所述小孔的所述第一區(qū)與所述第二陣列中所述小孔的所述第一區(qū)相互對齊；以及在所述第二尺寸，所述第一陣列中所述小孔的所述第二區(qū)與所述第二陣列中所述小孔的所述第二區(qū)相互對齊。
20.一種方法包括限定多個(gè)可調(diào)尺寸小孔；調(diào)節(jié)所述可調(diào)尺寸小孔到適合于接收裸光纖的第一尺寸；將裸光纖插入所述可調(diào)尺寸小孔中；以及調(diào)節(jié)所述可調(diào)尺寸小孔到適合于固定裸光纖的第二尺寸。
21.如權(quán)利要求20的方法，其特征在于，所述限定步驟包括至少將第一塊板和第二塊板平行放置，每塊板含有多個(gè)在其中限定的小孔；以及將所述板上的所述多個(gè)小孔對齊，以限定所述多個(gè)可調(diào)尺寸小孔。
22.如權(quán)利要求20的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)步驟包括至少平移所述第一塊板和所述第二塊板中的一塊。
23.如權(quán)利要求20的方法，其特征在于，所述第一塊板上的每個(gè)所述小孔和所述第二塊板上的每個(gè)所述小孔都具有相對較大區(qū)域和相對較小區(qū)域，并且其特征還在于，所述調(diào)節(jié)到第一尺寸的步驟包括將所述第一塊板上所述多個(gè)小孔的所述相對較大區(qū)域與所述第二塊板上所述多個(gè)小孔的所述相對較大區(qū)域?qū)R。
24.如權(quán)利要求20的方法，其特征在于，所述第一塊板上的每個(gè)所述小孔和所述第二塊板上的每個(gè)所述小孔都具有相對較大區(qū)域和相對較小區(qū)域，并且其特征還在于，所述調(diào)節(jié)到第二尺寸的步驟包括將所述第一塊板上所述多個(gè)小孔的所述相對較小區(qū)域與所述第二塊板上所述多個(gè)小孔的所述相對較小區(qū)域?qū)R。
25.一種物品包括帶有至少兩塊相互平行的板的板結(jié)構(gòu)，所述多塊板共同限定用于接收裸光纖的裝置，其中，在第一構(gòu)造中，所述裝置具有適合接收所述裸光纖的尺寸；以及在第二構(gòu)造中，所述裝置具有適合固定所述已接收的裸光纖的尺寸。
26.如權(quán)利要求25的物品，還包含用于接收所述板結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述裝置能建立并保持所述多塊板之間的相互平行關(guān)系。
27.如權(quán)利要求26的物品，其特征在于，所述板結(jié)構(gòu)包含三塊相互平行的板。
28.如權(quán)利要求25的物品，還包含所述裸光纖由所述裝置接收。
29.一種物品包含在第一塊板上限定的第一小孔；以及在第二塊板上限定的第二小孔，其特征在于，其中所述第一塊板與所述第二塊板相互平行；以及所述第一小孔與所述第二小孔對齊以限定可在第一構(gòu)造和第二構(gòu)造之間變動的可調(diào)尺寸小孔；以及其中在所述第一構(gòu)造，所述第一小孔和第二小孔對齊，以使所述可調(diào)尺寸小孔具有適合于接收裸光纖的尺寸；在所述第二構(gòu)造，所述第一小孔和第二小孔對齊，以使所述可調(diào)尺寸小孔通過將所述的已接收的裸光纖與所述第一小孔的邊緣和所述第二小孔的邊緣接觸，將已接收的裸光纖固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及光纖光學(xué)裝置。一種用于接收、精確定位并固定裸光纖的光纖陣列面板。該面板包含至少由兩塊相互平行的板組成的板結(jié)構(gòu)，其中每塊板上具有固定的小孔陣列。至少其中一塊板可以平移，從而至少由兩塊板共同限定一個(gè)可調(diào)尺寸小孔陣列。該可調(diào)尺寸小孔能開口足夠?qū)捯苑奖愕亟邮章愎饫w，然后逐漸減小尺寸以固定已接收的裸光纖。
文檔編號G02B6/38GK1393716SQ0212254
公開日2003年1月29日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者納格什·R·巴薩瓦哈利, 羅納德·E·斯科提, 約翰·D·威爾德 申請人:朗迅科技公司