一種超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光纖與光源對接耦合技術(shù)，設(shè)計一種用于小體積低成本開環(huán)光纖陀螺中超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺以光纖作為光的傳播路徑，其體積更小、質(zhì)量更輕;光纖陀螺以半導(dǎo)體激光器作為光源，陀螺內(nèi)部不需要高壓引燃裝置，陀螺效率更高、功耗更低;在光纖陀螺環(huán)形光路內(nèi)不存在反射鏡等引起損耗的裝置，光纖陀螺幾乎不受閉鎖現(xiàn)象任何影響，不需要額外增加偏頻裝置，陀螺可靠性更高。因此，在一些軍用和民用慣性測量領(lǐng)域，光纖陀螺已經(jīng)得到應(yīng)用
[0003]光纖與光源對接耦合方法是光纖陀螺的核心技術(shù)，目前大多數(shù)的光纖與光源對接耦合采用光纖直準(zhǔn)系統(tǒng)，即先將光纖金屬化后在光纖端面增加透鏡，再與光源耦合封裝的方法，此方法耦合效率高，封裝后可直接作為光源器件出售，但光纖金屬化工藝只適用于直徑在Mi以上可熔接光纖，且耦合后器件體積大，不適用于小體積光纖陀螺裝配的缺點。
[0004]開環(huán)光纖陀螺憑借其較低的成本，以及模擬輸出在低速穩(wěn)定裝置的應(yīng)用優(yōu)勢，在中、低精度應(yīng)用領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用，為了滿足其小體積低成本的要求，采用超細(xì)徑保偏光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置及方法，具有下列優(yōu)勢:
[0005]I)開環(huán)光纖陀螺使用40μπι超細(xì)徑保偏光纖太細(xì)無法熔接，此方案是將繞制完成的光纖環(huán)尾纖直接與裸芯片光源對接，在線制作光源器件，省去傳統(tǒng)光源器件與光纖環(huán)熔接的環(huán)節(jié)。
[0006]2)使用裸芯片直接對接耦合光纖環(huán)制作的光源器件體積為(3X5 X2)mm，適用于小體積開環(huán)光纖陀螺裝配。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的解決的技術(shù)問題是:提供一種用于小體積低成本開環(huán)光纖陀螺超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置。
[0008]本實用新型的技術(shù)方案是:一種用于超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置，其包括三維加熱臺、加熱控制器、光源驅(qū)動器、光功率接受器、定位塊、左夾持器、右夾持器、送料導(dǎo)槽，其中光功率接受器用來連接光纖及讀出光纖接收到的光功率數(shù)值，定位塊通過送料導(dǎo)槽加持在三維加熱臺上的左夾持器上，將光纖一端放置在光纖定位器上，另一端接入光功率接收器中，將光纖焊接在定位塊上;光源驅(qū)動連接在三維加熱臺上右夾持器上，光源夾持器安裝在三維移動臺體上，鍍制好的裸芯片光源通過送料導(dǎo)槽加持在右夾持器上，通過三維平臺移動光源，將光源發(fā)出光耦合進(jìn)光纖。
[0009]左夾持器和右夾持器均為石英夾持器。
[0010]定位塊的兩個相鄰面的固定位置上涂覆高、低兩個熔點的焊錫;在光源發(fā)光窗下方涂覆低熔點焊錫。
[0011]光纖與定位塊的固定時，制作完成的定位塊加持在對接耦合裝置上，將光纖一端放置在定位塊高熔點焊錫上。
[0012]本實用新型的技術(shù)效果是:利用不同熔點焊錫的溫度差，首先在定位塊兩相鄰側(cè)面涂覆高低兩種熔點的焊料，使用高熔點焊錫將光纖和定位塊焊接，再將光源定位塊上的光纖對準(zhǔn)，整個過程實時監(jiān)測光功率變化，通過三維臺改變光源的位置，當(dāng)光纖接收光源發(fā)出光最大量時，融化定位塊與光源相鄰側(cè)面的熔點焊料完成焊接。所述對接耦合方案實現(xiàn)了 40μπι超細(xì)徑光纖與體積為(3X3X2 )mm光源裸芯片在線對接耦合，滿足低成本小體積開環(huán)光纖陀螺的光源組件的制作，且滿足低蠕變、長期可靠性高等要求，具有較大的實際應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1的局部不意圖；
[0015]圖3是圖2的局部不意圖；
[0016]圖4是圖2的局部不意圖；
[0017]圖5是圖2的局部不意圖；
[0018]圖6是光纖與光源對接耦合完成后的光源組件圖示；
[0019]圖7為定位塊和光源的剖視圖，
[0020]其中，1-定位塊，2-光源，3-光纖，4-光源驅(qū)動器，5-加熱控制器，6_光功率接收器，7-三維加熱臺，8-預(yù)處理加熱臺，9-右夾持器，10-送料導(dǎo)槽，11-光纖定位器，12-加熱頭。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)說明。
[0022]請參閱圖1，本實用新型超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置包括預(yù)處理加熱臺8、三維加熱臺7、加熱控制器5、光源驅(qū)動器4、光功率接受器6。其中，光功率接受器6用來連接光纖及讀出光纖接收到的光功率數(shù)值，光源驅(qū)動4連接在三維加熱臺7上右夾持器9上，用于給光源供電，加熱控制器用來控制定位器下方的加熱器升降溫。
[0023]其中:三維移動臺行程23mm，精度0.5μπι;臺體基座部分裝載左石英夾具用于加持定位塊，右石英夾持器安裝在三維移動臺上用于加持裸芯片光源，基于杠桿壓片的加熱模塊位于左夾持器下方，用來加熱定位塊。
[0024]下面給出使用本實用新型超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置制作光源組件的工藝方法及過程，其步驟如下:
[0025]步驟I在顯微鏡下將(2X3X2)mm定位塊I放置在預(yù)處理加熱臺8上，在任一 (2X3)mm的面鍍制熔點183°C焊料，然后在其左相鄰面鍍制145°C焊料，在裸芯片光源光窗下方鍍制145焊料。
[0026]步驟2將鍍制好的定位塊I通過送料導(dǎo)槽加持在三維加熱臺7上的左夾持器上，將光纖一端放置在光纖定位器11上，另一端接入光功率接收器6中，將加熱定位塊至183°C，將光纖焊接在定位，I上。
[0027]步驟3將鍍制好的裸芯片光源通過送料導(dǎo)槽10加持在右夾持器9上，打開光源驅(qū)動器4，調(diào)節(jié)三維加熱臺將光功率接收器6數(shù)值調(diào)節(jié)到最大，將加熱器升溫至145°C，再次調(diào)節(jié)三維加熱臺使光功率接收器6數(shù)值最大后降溫，完成焊接。
[0028]本實用新型方案實現(xiàn)了 40μπι超細(xì)徑光纖與體積為(3X3X2)mm光源裸芯片在線對接耦合，特別是通過溫度參數(shù)、位移參數(shù)以及光學(xué)參數(shù)的控制，有效保證了耦合精確性，滿足低成本小體積開環(huán)光纖陀螺的光源組件的制作，且滿足低蠕變、長期可靠性高等要求，具有較大的實際應(yīng)用價值。
【主權(quán)項】
1.一種超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置，其特征在于，包括三維加熱臺、加熱控制器、光源驅(qū)動器、光功率接受器、定位塊、左夾持器、右夾持器、送料導(dǎo)槽，其中光功率接受器用來連接光纖及讀出光纖接收到的光功率數(shù)值，定位塊通過送料導(dǎo)槽加持在三維加熱臺上的左夾持器上，將光纖一端放置在光纖定位器上，另一端接入光功率接收器中，將光纖焊接在定位塊上;光源驅(qū)動連接在三維加熱臺上右夾持器上，光源夾持器安裝在三維移動臺體上，鍍制好的裸芯片光源通過送料導(dǎo)槽加持在右夾持器上，通過三維平臺移動光源，將光源發(fā)出光耦合進(jìn)光纖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置，其特征在于，左夾持器和右夾持器均為石英夾持器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置，其特征在于:定位塊的兩個相鄰面的固定位置上涂覆高、低兩個熔點的焊錫;在光源發(fā)光窗下方涂覆低熔點焊錫D4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置，其特征在于:光纖與定位塊的固定時，制作完成的定位塊加持在對接耦合裝置上，將光纖一端放置在定位塊1?溶點焊錫上。
【專利摘要】本實用新型屬于光纖與光源對接耦合技術(shù)，涉及一種超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置。所述超細(xì)徑光纖與裸芯片光源在線對接耦合裝置包括預(yù)處理加熱臺，對接耦合三維臺加熱臺，加熱控制器，光源驅(qū)動器，光功率接受器。本實用新型利用溫度梯度，使用高熔點焊錫將光纖固定在定位塊上，再使用低熔點焊錫將定位塊與光源焊接，并保證整個焊接過程光功率實時監(jiān)測，達(dá)到最大光功率時完成焊接。本實用新型實現(xiàn)了超細(xì)徑光纖與光源裸芯片在線對接耦合，滿足低成本小體積開環(huán)光纖陀螺的光源組件的制作，且滿足低蠕變、長期可靠性高等要求，具有較佳的實際應(yīng)用價值。
【IPC分類】G02B6/42
【公開號】CN205333918
【申請?zhí)枴緾N201520962296
【發(fā)明人】趙婧, 張佳全, 趙磊, 趙海軍, 趙陽, 張波, 郭衛(wèi)華, 蘇慧, 臘旭輝, 李新飛
【申請人】中國航空工業(yè)第六一八研究所
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年11月26日