本技術(shù)涉及光纖通信，尤其涉及一種基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件。

背景技術(shù)：

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)于高速率、遠(yuǎn)距離和大容量的傳輸系統(tǒng)的需求不斷增加。當(dāng)前僅僅通過(guò)提高單波長(zhǎng)傳輸速率和開(kāi)拓新的波段資源已經(jīng)受到了限制，這些方法已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的增長(zhǎng)需求。因此，尋求一種新的解決方案來(lái)解決光通信傳輸容量瓶頸的問(wèn)題變得越來(lái)越迫切。多芯光纖空分復(fù)用技術(shù)是在多芯光纖中傳輸多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)的一種技術(shù)，它可以有效地提高光通信系統(tǒng)的傳輸容量和傳輸速率，與傳統(tǒng)的單芯光纖相比，多芯光纖可以在同一條光纖中傳輸多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)，從而極大地提高了光纖的傳輸效率和容量。因此，多芯光纖空分復(fù)用技術(shù)被廣泛應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。在多芯光纖空分復(fù)用系統(tǒng)中，多芯光纖扇入扇出器件是實(shí)現(xiàn)多芯光纖到多個(gè)單芯光纖的光耦合功能的關(guān)鍵，多芯光纖扇入扇出器件可以將多芯光纖中的多個(gè)信號(hào)分別耦合到多個(gè)單芯光纖中，從而實(shí)現(xiàn)多芯光纖的空分復(fù)用。多芯光纖扇入扇出器件具有高耦合效率、低插入損耗、低串?dāng)_和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)多芯光纖空分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2、為了實(shí)現(xiàn)多芯光纖扇入扇出器件的制備，目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種制備方案。這些方案包括熔融拉錐方案、耦合方案和波導(dǎo)方案等，具體如下所述。

3、第一種方案是熔融拉錐方案。首先對(duì)于多芯光纖的纖芯幾何分布相同，且孔徑大小相等的圓柱體管套進(jìn)行第一次拉錐；然后再將多根單芯光纖插入拉錐后的圓柱體管套內(nèi)，在第一次拉錐的位置進(jìn)行第二次和第三次拉錐，使得錐腰的部分和多芯光纖的包層直徑大小一致，最后熔接多芯光纖。使用該方案制作的多芯扇入扇出器件的難點(diǎn)在于拉錐過(guò)程中，模場(chǎng)變化和芯間距的控制。

4、第二種方案是耦合方案。該方案通過(guò)利用透鏡、毛細(xì)管和調(diào)整架等光學(xué)元件使得多芯光纖與多個(gè)單芯光纖耦合，從而形成多芯扇入扇出器件。首先將單芯光纖束和多芯光纖分別制作成插針；再將直角棱鏡置于多芯插針和單芯光纖束插針之間進(jìn)行耦合調(diào)試。使用耦合方案制作多芯扇入扇出器件的難點(diǎn)在于光路的設(shè)計(jì)，當(dāng)芯數(shù)增加時(shí)，光路變復(fù)雜，調(diào)試的難度會(huì)增加，器件的體積也會(huì)增加。

5、第三種方案是波導(dǎo)方案。首先將多芯光纖去除部分涂覆層組成多芯光纖頭，使多芯光纖頭的纖芯分布與三維波導(dǎo)芯片的輸入端的波導(dǎo)排列形狀相同；然后再將多根單模光纖去除部分涂覆層后組成單芯光纖束頭，使單模光纖束頭的纖芯分布與三維波導(dǎo)芯片的輸出端的波導(dǎo)排列形狀相同；最后將多芯光纖與三維波導(dǎo)芯片的輸入端耦合，單芯光纖束與三維波導(dǎo)芯片的輸出端耦合，并將芯片和耦合點(diǎn)封裝在金屬管內(nèi)。此方案的難點(diǎn)在于三維波導(dǎo)芯片的制作，且成本較高。其中，所述三維波導(dǎo)芯片是一種新型的光波導(dǎo)集成芯片，它通過(guò)三維集成技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高集成度、高性能的光波導(dǎo)器件，相比傳統(tǒng)的平面波導(dǎo)集成芯片，三維波導(dǎo)芯片在解決平面波導(dǎo)集成度、光學(xué)電學(xué)連接點(diǎn)、材料等諸多方面限制方面有更大的優(yōu)勢(shì)。三維波導(dǎo)芯片采用三維集成技術(shù)，將多個(gè)功能不同的芯片層疊起來(lái)，通過(guò)層間的耦合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光波的傳輸和控制，可以實(shí)現(xiàn)更高的集成度，更小的體積和更低的功耗。與傳統(tǒng)的平面波導(dǎo)集成芯片相比，三維波導(dǎo)芯片的設(shè)計(jì)和制造難度更大，需要采用特殊的制造工藝和精密的加工設(shè)備。同時(shí)，三維波導(dǎo)芯片也具有更高的靈活性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)和制造。

6、鑒于此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，解決上述技術(shù)問(wèn)題，是本技術(shù)領(lǐng)域待解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型在于克服現(xiàn)有的多芯光纖扇入扇出器件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不易制備，無(wú)法兼顧對(duì)光器件低成本和小體積需求的問(wèn)題。

2、本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本實(shí)用新型提供一種基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，包括：plc芯片1、第一陣列基板2和第二陣列基板3，所述第一陣列基板2和所述第二陣列基板3分別位于所述plc芯片1的兩側(cè)；

4、所述第一陣列基板2上設(shè)置有多芯光纖20，所述第二陣列基板3上設(shè)置有多個(gè)單芯光纖30，所述多芯光纖20與所述plc芯片1的輸入端耦合，所述單芯光纖30與所述plc芯片1的輸出端耦合；其中，所述多芯光纖20的纖芯數(shù)量與所述單芯光纖30的數(shù)量相同；

5、所述plc芯片1上設(shè)置有光波導(dǎo)10，所述光波導(dǎo)10的數(shù)量與所述多芯光纖20的纖芯數(shù)量和所述單芯光纖30的數(shù)量相等。

6、優(yōu)選的，所述第一陣列基板2上設(shè)置有第一v型槽21，所述多芯光纖20位于所述第一v型槽21內(nèi)。

7、優(yōu)選的，所述第一陣列基板2包括第一蓋板22，所述第一蓋板22用于封閉所述第一v型槽21，固定所述多芯光纖20。

8、優(yōu)選的，所述第二陣列基板3上設(shè)置有多個(gè)第二v型槽31，所述第二v型槽31的數(shù)量與所述單芯光纖30的數(shù)量相等，多個(gè)所述單芯光纖30分別位于所述第二v型槽31內(nèi)。

9、優(yōu)選的，所述第二陣列基板3包括第二蓋板32，所述第二蓋板32用于封閉所述第二v型槽31，固定所述單芯光纖30。

10、優(yōu)選的，所述plc芯片1輸入端的光波導(dǎo)10間距l(xiāng)1和所述多芯光纖20的纖芯間距d1相等。

11、優(yōu)選的，所述plc芯片1輸出端的光波導(dǎo)10間距l(xiāng)2和單芯光纖30之間的間距d2相同。

12、優(yōu)選的，所述plc芯片1為等腰梯形或平行四邊形的一種；

13、當(dāng)所述plc芯片1為等腰梯形時(shí)，所述第一陣列基板2的第一端面23為傾斜面，所述第一端面23與所述第一陣列基板2底面之間的角度，與所述等腰梯形的底角互補(bǔ)；所述第二陣列基板3的第二端面33為傾斜面，所述第二端面33與所述第二陣列基板3底面之間的角度，與所述等腰梯形的底角互補(bǔ)。

14、優(yōu)選的，所述多芯光纖20的纖芯排布方式與所述plc芯片1輸入端的光波導(dǎo)10排布方式相同。

15、優(yōu)選的，所述單芯光纖30在所述第二陣列基板3上的排布方式，與所述plc芯片1輸出端的光波導(dǎo)10排布方式相同。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型以plc芯片1為核心，通過(guò)plc芯片1上設(shè)置的光波導(dǎo)10實(shí)現(xiàn)多芯光纖20和單芯光纖30之間的光信號(hào)轉(zhuǎn)換和分配，plc芯片1具有體積小、重量輕、功耗低、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，便于集成和應(yīng)用，符合對(duì)光器件小體積的需求；并且，相較于現(xiàn)有的對(duì)多芯光纖20和單芯光纖30耦合的技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)將多芯光纖20和單芯光纖30分別設(shè)置在第一陣列基板2和第二陣列基板3上，使第一陣列基板2和第二陣列基板3與plc芯片1的耦合，大大降低了光纖與plc芯片1直接耦合的難度，實(shí)現(xiàn)多芯光纖20和單芯光纖30之間的高效耦合和信號(hào)分配，有效提高光通信系統(tǒng)的傳輸容量和效率。本實(shí)用新型所提供的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件的制作工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，適用于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，包括：plc芯片(1)、第一陣列基板(2)和第二陣列基板(3)，所述第一陣列基板(2)和所述第二陣列基板(3)分別位于所述plc芯片(1)的兩側(cè)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第一陣列基板(2)上設(shè)置有第一v型槽(21)，所述多芯光纖(20)位于所述第一v型槽(21)內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第一陣列基板(2)包括第一蓋板(22)，所述第一蓋板(22)用于封閉所述第一v型槽(21)，固定所述多芯光纖(20)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第二陣列基板(3)上設(shè)置有多個(gè)第二v型槽(31)，所述第二v型槽(31)的數(shù)量與所述單芯光纖(30)的數(shù)量相等，多個(gè)所述單芯光纖(30)分別位于所述第二v型槽(31)內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述第二陣列基板(3)包括第二蓋板(32)，所述第二蓋板(32)用于封閉所述第二v型槽(31)，固定所述單芯光纖(30)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述plc芯片(1)輸入端的光波導(dǎo)(10)間距l(xiāng)1和所述多芯光纖(20)的纖芯間距d1相等。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述plc芯片(1)輸出端的光波導(dǎo)(10)間距l(xiāng)2和單芯光纖(30)之間的間距d2相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述plc芯片(1)為等腰梯形或平行四邊形的一種；

9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述多芯光纖(20)的纖芯排布方式與所述plc芯片(1)輸入端的光波導(dǎo)(10)排布方式相同。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于多芯光纖和plc技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，其特征在于，所述單芯光纖(30)在所述第二陣列基板(3)上的排布方式，與所述plc芯片(1)輸出端的光波導(dǎo)(10)排布方式相同。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多芯光纖和PLC技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件，包括：PLC芯片、第一陣列基板和第二陣列基板，第一陣列基板和第二陣列基板分別位于PLC芯片的兩側(cè)；第一陣列基板上設(shè)置有多芯光纖，第二陣列基板上設(shè)置有多個(gè)單芯光纖，多芯光纖與PLC芯片的輸入端耦合，單芯光纖與PLC芯片的輸出端耦合；其中，多芯光纖的纖芯數(shù)量與單芯光纖的數(shù)量相同；PLC芯片上設(shè)置有光波導(dǎo)，光波導(dǎo)的數(shù)量與多芯光纖的纖芯數(shù)量和單芯光纖的數(shù)量相等。本技術(shù)所提供的基于多芯光纖和PLC技術(shù)的多芯光纖扇入扇出器件的制作工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，適用于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：陳麗,王敏,肖清明,宋明,蔣磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢光迅科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240103
技術(shù)公布日：2024/12/19