本實用新型涉及一種具有導膠功能的V型槽，屬于光纖通信的技術領域。

背景技術：

隨著光電子集成技術研究的不斷升溫，支持多通道耦合的光無源器件也日益受到科研人員和商家的矚目。而利用V型槽陣列研制成的光纖陣列，成為與多通道波導器件耦合的最佳器件，例如，它與陣列波導光柵的耦合、與半導體激光器陣列、半導體光探測器陣列的耦合。光纖陣列是光學集成器件和光信號多通道傳輸不可缺少的耦合器件。

通過光纖把外部光源引入集成波導器件時，為減少偶然因素對耦合效率的影響，需要解決光纖定位問題，以及為提高多通道波導型器件、半導體激光器陣列、光開關陣列等與光纖的耦合效率問題，都需要光纖定位用V型槽。當光纖與波導器件耦合時，光纖與波導準確對準是實際工件中的最大問題。因為單模光纖的芯徑和波導端面的尺寸都在微米量級，所以精確對準是很困難的。如果能夠實現(xiàn)精密對準，則可實現(xiàn)高效耦合。因此，設計并制造出質量很好的具有高精度定位功能的V型槽及其陣列將十分重要，利用它制成的光纖陣列成為重要的光無源器件。光纖陣列有著重要的應用價值和廣闊的市場前景，它可用于集成光電子和光波導器件、波分復用和密集型波分復用器、陣列波導光柵、探測器陣列、光開關、光隔離器等，集成光器件通過與光纖陣列的耦合連接實現(xiàn)了與光纖傳輸網(wǎng)絡的連接。

光纖陣列是采用V型槽做下基板，將光纖一端剝去包層，露出裸光纖，將其放入V型槽內，涂上epoxy環(huán)氧膠，然后將平整玻璃蓋片做上基板，放于光纖上面，壓緊，對齊，使膠固化，再將下基板、光纖、上基板的端面拋光，即為光纖陣列。

國內外生產(chǎn)光纖陣列V型槽大都分為二類。第一類采用機械加工的方法，采用金剛砂切割刀在玻璃片上切割出所需的V型槽，玻璃成本低，但切割過程中金剛刀被磨損，需不斷修磨，磨損的金剛刀也導致V型槽形狀改變，不能滿足精度要求；制作多槽的V型槽時，如大于32槽時，由于設備不斷積累的誤差從而導致精度降低，良率下降，因此采用機械方法加工大于32槽的V型槽的成本很高。第二類采用的硅晶片作為基材用濕法腐蝕的方法加工V型槽，此方法采用光刻的技術，各向異性濕法刻蝕硅晶片，沒有機械加工導致的累積誤差，故精度不受V型槽數(shù)量的限制，利用硅片的各向異性的特點，腐蝕出的V 型槽形狀一致。這種濕法腐蝕的V型槽，定位精度高，重復性好，更加適用于低成本、批量化生產(chǎn)的要求，是目前光纖定位用V型槽的主流制作方法。

目前商用的V型槽及光纖陣列的上基板的尺寸都比較大，幾個毫米的量級， V型槽的上表面、玻璃蓋片上基板的下表面都是平面。V型槽、光纖及玻璃蓋片之間是通過epoxy膠固定在一起的，環(huán)氧膠的流動性有限，通常情況下，三者之間的很多區(qū)域，環(huán)氧膠不能充分地流進去。在尺寸較大的情況下，這種情形在實際使用中，不會帶來明顯的問題，光纖仍然能夠穩(wěn)定可靠地固定在V型槽內。但是，隨著信息通信量的不斷增加，光通信正在走向集成化的道路。傳統(tǒng)的器件在向體積更小、功能更多、性能更強的方向發(fā)展。光集成(OIC)和光電子集成(OEIC)是光電子器件發(fā)展的必然趨勢。在光通信、測量和其他相關領域，由于光波導器件的廣泛應用，與之耦合的光纖陣列的應用越來越廣泛，制作方法也隨之越來越多，制作質量、技術、效率和集成度也不斷提高。在V 型槽、玻璃蓋片的尺寸越來越小，減小到1個毫米、甚至亞毫米量級的時候， V型槽、光纖及玻璃蓋片之間的接觸面積大大縮小，由于環(huán)氧膠的有限流動性而帶來的三者之間不能充分接觸的弊端，充分顯露出來，從而使光纖不再穩(wěn)定可靠地固定在V型槽內。

現(xiàn)有V型槽的頂端表面都是平整的表面，在V槽的尺寸小到亞毫米量級的時候，原有平整的V型槽表面不再能夠滿足穩(wěn)定可靠地固定光纖，從而產(chǎn)生可靠性問題(光纖翹起來，頂起壓塊等等)。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有存在的技術問題，本實用新型提出了一種“米”字型、具有引導環(huán)氧膠充分流動的V型槽，增加V型槽、光纖、蓋玻片之間的接觸面積，從而實現(xiàn)穩(wěn)定可靠地固定光纖的作用。

本實用新型所采用的技術方案是：

一種具有導膠功能的V型槽，所述V型槽的頂端表面設置有多個不同方向的凹槽組合，所述凹槽組合中的凹槽分布于平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及與平行、垂直方向相交的方向。

所述V型槽的頂端表面設置有“米”字型的凹槽組合，所述凹槽組合中的凹槽分布于平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及凹槽對角方向。

所述“米”字型凹槽組合在V型槽的頂端表面設置有兩組或者兩組以上。

所述V型槽的頂端表面進一步包括不位于“米”字型區(qū)域的凹槽。

所述凹槽尺寸設置為微米量級或者微米量級以下。

所述V型槽頂端表面的凹槽截面采用矩形或者V形。

所述V型槽頂端表面設置有2個平行于V型槽方向的凹槽、20個垂直于V 型槽方向的凹槽，2條對角方向的凹槽，所述凹槽截面采用10微米×10微米。

一種陣列，進一步包括光纖、玻璃蓋片上基板，光纖設置于V型槽內，玻璃蓋片上蓋板與V型槽頂端表面貼接，所述玻璃蓋片上蓋板的粘接表面上設置有多個不同方向的凹槽組合，所述凹槽組合中的凹槽分布于平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及與平行、垂直方向相交的方向。

所述凹槽組合為“米”字型的凹槽組合，所述凹槽組合中的凹槽分布于平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及凹槽對角方向。

所述“米”字型的凹槽組合在玻璃蓋片上基板表面設置有兩組或者兩組以上。

本實用新型提出了一種具有導膠功能的V型槽及陣列，具有如下特點：

1、本實用新型V型槽頂端表面具有“米”字型凹槽，不僅在平行和垂直于V 型槽的方向能引導膠的流動，而且在對角方向，都能引導膠的流動。

2、本實用新型凹槽具有微米量級的微細尺寸，利用的是毛細吸管原理。

3、本實用新型V型槽及陣列的尺寸在毫米量級以下時，這種結構更能穩(wěn)定可靠地固定光纖。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術的光纖陣列的截面結構示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術的V型槽的截面結構示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術的V型槽陣列的截面結構示意圖

圖4是本實用新型的光纖陣列的截面結構示意圖；

圖5是本實用新型的V型槽的截面結構示意圖；

圖6是本實用新型的V型槽及陣列的“米”字型凹槽的立體結構示意圖。

圖7是本實用新型的V型槽及陣列的“米”字型凹槽的府視結構示意圖。

其中：

1—V型槽；2—光纖；3—玻璃蓋片上基板；4—環(huán)氧膠；5—V型槽的頂端表面；6—玻璃蓋片上基板的下表面；7—凹槽；

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型的具有導膠功能的V型槽及陣列做出詳細說明。

本實用新型提供一種具有導膠功能的V型槽，所述V型槽的頂端表面設置有多個不同方向的凹槽組合，所述凹槽組合中的凹槽分布于平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及與平行、垂直方向相交的方向

本實用新型實施例具體提供一種具有導膠功能的V型槽，所述V型槽的頂端表面設置有“米”字型的凹槽組合，所述凹槽組合中的凹槽分布于平行于V 型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及凹槽對角方向。用現(xiàn)有技術制作的V型槽及光纖陣列如圖2、圖3及圖1所示，現(xiàn)有V型槽及陣列的頂端表面5沒有凹槽，是一個平整的表面。以濕法腐蝕制作的硅基V型槽為例，介紹說明。以單晶硅片為原材料基底，在其上通過光刻形成V型槽圖案，然后在堿性溶液中濕法腐蝕硅，由于單晶硅的晶體對稱結構，不同晶面具有不同的腐蝕速度，從而在腐蝕區(qū)域形成“V”字形的槽，最后去掉掩膜，就制作成功V型槽。然后將去掉涂覆層的光纖放入V型槽內，涂上epoxy環(huán)氧膠，在其上放置玻璃蓋片上基板，固化。這樣V型槽、光纖、玻璃蓋片上基板三者之間通過環(huán)氧膠固定粘合在一起，就制作成功光纖陣列?，F(xiàn)有這種技術存在一個弊端，制作光纖陣列的時候，由于上、下基板之間的接觸面積較大，而epoxy環(huán)氧膠的流動性有限，導致上、下基板及光纖之間有較多的區(qū)域沒有環(huán)氧膠，在V型槽的尺寸較小的時候，光纖固定不牢。如圖5、圖6、圖7所示，為了解決這種弊端，本實用新型在原來平整的V型槽頂端表面，制作了“米”字型凹槽，這種“米”字型凹槽，不僅在平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向能引導膠的流動，而且在對角方向，也能引導膠的流動。這樣大大增加了單位面積內膠與V型槽表面、光纖、玻璃蓋片上基板之間的接觸面積，依靠毛細吸管原理極大地幫助環(huán)氧膠的流動。本實用新型的“米”字型凹槽大大增加固定光纖2的環(huán)氧膠4 與V型槽表面、光纖2、玻璃蓋片上基板3之間的接觸面積，原因有兩個，其一是由于毛細吸管的作用，環(huán)氧膠與V型槽表面、光纖、玻璃蓋片上基板充分接觸而增加固定面積；其二是取決于微細凹槽的個數(shù)及尺寸，因為凹槽7內都充滿了環(huán)氧膠，微細凹槽的表面積極大，進一步極大地擴大了接觸面積。以單個V型槽為例，在平整表面、僅在平行和垂直于V型槽方向有凹槽及本實用新型的“米”字型凹槽三種情況下，通過簡單計算來說明有效接觸面積的增加。有效接觸面積的增加只體現(xiàn)在V型槽頂端表面與環(huán)氧膠接觸面積的增加，因此在以下計算中只計算這部分。平整表面的情況，假設V型槽頂端表面長1000 微米、寬200微米，1個V型槽有兩個頂端表面，因此有效接觸面積為2×1000 ×200＝40萬平方微米。僅在平行和垂直于V型槽方向有凹槽的情況，每個頂端表面平行于V型槽方向有2個凹槽、垂直于V型槽方向有20個凹槽，凹槽截面為10微米×10微米，因此相對于平整表面的情形，有效接觸面積的增加為2 ×(2×1000×10×3+20×200×10×3)＝36萬平方微米，有效面積增加90％。本實用新型的“米”字型凹槽的情況，每個頂端表面平行于V型槽方向有2個凹槽、垂直于V型槽方向有20個凹槽，對角方向有2條凹槽，凹槽截面為10 微米×10微米，因此相對于平整表面的情形，有效接觸面積的增加為2×(2 ×1000×10×3+20×200×10×3+2×1020×10×3)＝48.24萬平方微米，有效面積增加120.6％。從此計算結果可以看出，本實用新型的“米”字型凹槽能大大增加環(huán)氧膠與V型槽的接觸面積，進而增加固定光纖的穩(wěn)定性與可靠性。

如圖4所示，光纖陣列包括光纖2、玻璃蓋片上基板3、V型槽1，光纖2 設置于V型槽1內，玻璃蓋片上蓋板3與V型槽頂端表面5貼接，所述玻璃蓋片上蓋板的粘接表面5上設置有平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及對角方向的凹槽7，所述三個方向的凹槽7形成“米”字型。本實用新型不限于以上的實施例，所述玻璃蓋片上蓋板的粘接表面上設置有多個不同方向的凹槽組合，所述凹槽組合中的凹槽分布于平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及與平行、垂直方向相交的方向。

采用本實用新型方案，V型槽頂端表面不再是平整的表面，而是具有凸凹不平的表面這種“米”字型凹槽，可以是1個，也可以是任意多個，此時“米”字型凹槽組合在V型槽的頂端表面設置有兩組或者兩組以上；這種“米”字型凹槽的截面，可以是矩形、V形，也可以其它任意形狀；這種“米”字型凹槽截面的尺寸，可以是亞微米、幾十微米，也可以是幾百微米量級。以上具體的實施例中，本質上都是利用微細結構的毛細吸管原理來促進環(huán)氧膠的充分流動。

本實用新型所要解決的技術問題是，在V型槽頂端表面使用“米”字型凹槽，其特征是不但在X和Y方向，而且在對角方向都可以引導環(huán)氧膠的流動，增加了單位面積內膠與上、下基板的接觸面積，依靠毛細吸管原理極大地幫助環(huán)氧膠的流動。使用本方法，只需要在一側點膠即可，極大地簡化了工藝。主要應用在光纖通信領域中進行波導器件與光纖的耦合、陣列波導光柵與光纖的耦合、陣列激光器與光纖陣列的耦合、陣列探測器與光纖陣列的耦合等等。作為本領域技術人員很容易想到的一個變動，這種“米”字型凹槽也可以制作在玻璃蓋片上基板的下表面6上，能達到同樣的效果。

雖然本實用新型已詳細地示出并描述了相關的特定的實施例參考，但本領域的技術人員應該能夠理解，在不背離本實用新型的精神和范圍內可以在形式上和細節(jié)上作出各種改變。這些改變都將落入本實用新型的權利要求所要求的保護范圍。