本實(shí)用新型涉及一種具有導(dǎo)膠功能的V型槽，屬于光纖通信的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著光電子集成技術(shù)研究的不斷升溫，支持多通道耦合的光無(wú)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(dǎo)器件耦合的最佳器件，例如，它與陣列波導(dǎo)光柵的耦合、與半導(dǎo)體激光器陣列、半導(dǎo)體光探測(cè)器陣列的耦合。光纖陣列是光學(xué)集成器件和光信號(hào)多通道傳輸不可缺少的耦合器件。

通過(guò)光纖把外部光源引入集成波導(dǎo)器件時(shí)，為減少偶然因素對(duì)耦合效率的影響，需要解決光纖定位問(wèn)題，以及為提高多通道波導(dǎo)型器件、半導(dǎo)體激光器陣列、光開關(guān)陣列等與光纖的耦合效率問(wèn)題，都需要光纖定位用V型槽。當(dāng)光纖與波導(dǎo)器件耦合時(shí)，光纖與波導(dǎo)準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)是實(shí)際工件中的最大問(wèn)題。因?yàn)閱文９饫w的芯徑和波導(dǎo)端面的尺寸都在微米量級(jí)，所以精確對(duì)準(zhǔn)是很困難的。如果能夠?qū)崿F(xiàn)精密對(duì)準(zhǔn)，則可實(shí)現(xiàn)高效耦合。因此，設(shè)計(jì)并制造出質(zhì)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(wú)源器件。光纖陣列有著重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景，它可用于集成光電子和光波導(dǎo)器件、波分復(fù)用和密集型波分復(fù)用器、陣列波導(dǎo)光柵、探測(cè)器陣列、光開關(guān)、光隔離器等，集成光器件通過(guò)與光纖陣列的耦合連接實(shí)現(xiàn)了與光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的連接。

光纖陣列是采用V型槽做下基板，將光纖一端剝?nèi)グ鼘?，露出裸光纖，將其放入V型槽內(nèi)，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(duì)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(guó)內(nèi)外生產(chǎn)光纖陣列V型槽大都分為二類。第一類采用機(jī)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(guò)程中金剛刀被磨損，需不斷修磨，磨損的金剛刀也導(dǎo)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(shí)，如大于32槽時(shí)，由于設(shè)備不斷積累的誤差從而導(dǎo)致精度降低，良率下降，因此采用機(jī)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(shù)，各向異性濕法刻蝕硅晶片，沒有機(jī)械加工導(dǎo)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(diǎn)，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(fù)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(gè)毫米的量級(jí)， 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(guò)epoxy膠固定在一起的，環(huán)氧膠的流動(dòng)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(jìn)去。在尺寸較大的情況下，這種情形在實(shí)際使用中，不會(huì)帶來(lái)明顯的問(wèn)題，光纖仍然能夠穩(wěn)定可靠地固定在V型槽內(nèi)。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(qiáng)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(shì)。在光通信、測(cè)量和其他相關(guān)領(lǐng)域，由于光波導(dǎo)器件的廣泛應(yīng)用，與之耦合的光纖陣列的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，制作方法也隨之越來(lái)越多，制作質(zhì)量、技術(shù)、效率和集成度也不斷提高。在V 型槽、玻璃蓋片的尺寸越來(lái)越小，減小到1個(gè)毫米、甚至亞毫米量級(jí)的時(shí)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(dòng)性而帶來(lái)的三者之間不能充分接觸的弊端，充分顯露出來(lái)，從而使光纖不再穩(wěn)定可靠地固定在V型槽內(nèi)。

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(jí)的時(shí)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(wèn)題(光纖翹起來(lái)，頂起壓塊等等)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種“米”字型、具有引導(dǎo)環(huán)氧膠充分流動(dòng)的V型槽，增加V型槽、光纖、蓋玻片之間的接觸面積，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠地固定光纖的作用。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種具有導(dǎo)膠功能的V型槽，所述V型槽的頂端表面設(shè)置有多個(gè)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(shè)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(duì)角方向。

所述“米”字型凹槽組合在V型槽的頂端表面設(shè)置有兩組或者兩組以上。

所述V型槽的頂端表面進(jìn)一步包括不位于“米”字型區(qū)域的凹槽。

所述凹槽尺寸設(shè)置為微米量級(jí)或者微米量級(jí)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(shè)置有2個(gè)平行于V型槽方向的凹槽、20個(gè)垂直于V 型槽方向的凹槽，2條對(duì)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(jìn)一步包括光纖、玻璃蓋片上基板，光纖設(shè)置于V型槽內(nèi)，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(shè)置有多個(gè)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(duì)角方向。

所述“米”字型的凹槽組合在玻璃蓋片上基板表面設(shè)置有兩組或者兩組以上。

本實(shí)用新型提出了一種具有導(dǎo)膠功能的V型槽及陣列，具有如下特點(diǎn)：

1、本實(shí)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(dǎo)膠的流動(dòng)，而且在對(duì)角方向，都能引導(dǎo)膠的流動(dòng)。

2、本實(shí)用新型凹槽具有微米量級(jí)的微細(xì)尺寸，利用的是毛細(xì)吸管原理。

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

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的光纖陣列的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)的V型槽的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)的V型槽陣列的截面結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是本實(shí)用新型的光纖陣列的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型的V型槽的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型的V型槽及陣列的“米”字型凹槽的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實(shí)用新型的V型槽及陣列的“米”字型凹槽的府視結(jié)構(gòu)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(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具有導(dǎo)膠功能的V型槽及陣列做出詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型提供一種具有導(dǎo)膠功能的V型槽，所述V型槽的頂端表面設(shè)置有多個(gè)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(shí)用新型實(shí)施例具體提供一種具有導(dǎo)膠功能的V型槽，所述V型槽的頂端表面設(shè)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(duì)角方向。用現(xiàn)有技術(shù)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(gè)平整的表面。以濕法腐蝕制作的硅基V型槽為例，介紹說(shuō)明。以單晶硅片為原材料基底，在其上通過(guò)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(duì)稱結(jié)構(gòu)，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(nèi)，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(guò)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(shù)存在一個(gè)弊端，制作光纖陣列的時(shí)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(dòng)性有限，導(dǎo)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(shí)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(shí)用新型在原來(lái)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(dǎo)膠的流動(dòng)，而且在對(duì)角方向，也能引導(dǎo)膠的流動(dòng)。這樣大大增加了單位面積內(nèi)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(xì)吸管原理極大地幫助環(huán)氧膠的流動(dòng)。本實(shí)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(gè)，其一是由于毛細(xì)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(xì)凹槽的個(gè)數(shù)及尺寸，因?yàn)榘疾?內(nèi)都充滿了環(huán)氧膠，微細(xì)凹槽的表面積極大，進(jìn)一步極大地?cái)U(kuò)大了接觸面積。以單個(gè)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(shí)用新型的“米”字型凹槽三種情況下，通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算來(lái)說(shuō)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(jì)算中只計(jì)算這部分。平整表面的情況，假設(shè)V型槽頂端表面長(zhǎng)1000 微米、寬200微米，1個(gè)V型槽有兩個(gè)頂端表面，因此有效接觸面積為2×1000 ×200＝40萬(wàn)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(gè)頂端表面平行于V型槽方向有2個(gè)凹槽、垂直于V型槽方向有20個(gè)凹槽，凹槽截面為10微米×10微米，因此相對(duì)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(wàn)平方微米，有效面積增加90％。本實(shí)用新型的“米”字型凹槽的情況，每個(gè)頂端表面平行于V型槽方向有2個(gè)凹槽、垂直于V型槽方向有20個(gè)凹槽，對(duì)角方向有2條凹槽，凹槽截面為10 微米×10微米，因此相對(duì)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(wàn)平方微米，有效面積增加120.6％。從此計(jì)算結(jié)果可以看出，本實(shí)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(jìn)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(shè)置于V型槽1內(nèi)，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(shè)置有平行于V型槽的方向、垂直于V型槽的方向以及對(duì)角方向的凹槽7，所述三個(gè)方向的凹槽7形成“米”字型。本實(shí)用新型不限于以上的實(shí)施例，所述玻璃蓋片上蓋板的粘接表面上設(shè)置有多個(gè)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(shí)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(gè)，也可以是任意多個(gè)，此時(shí)“米”字型凹槽組合在V型槽的頂端表面設(shè)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(jí)。以上具體的實(shí)施例中，本質(zhì)上都是利用微細(xì)結(jié)構(gòu)的毛細(xì)吸管原理來(lái)促進(jìn)環(huán)氧膠的充分流動(dòng)。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)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(duì)角方向都可以引導(dǎo)環(huán)氧膠的流動(dòng)，增加了單位面積內(nèi)膠與上、下基板的接觸面積，依靠毛細(xì)吸管原理極大地幫助環(huán)氧膠的流動(dòng)。使用本方法，只需要在一側(cè)點(diǎn)膠即可，極大地簡(jiǎn)化了工藝。主要應(yīng)用在光纖通信領(lǐng)域中進(jìn)行波導(dǎo)器件與光纖的耦合、陣列波導(dǎo)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(cè)器與光纖陣列的耦合等等。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到的一個(gè)變動(dòng)，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(dá)到同樣的效果。

雖然本實(shí)用新型已詳細(xì)地示出并描述了相關(guān)的特定的實(shí)施例參考，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)可以在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種改變。這些改變都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求所要求的保護(hù)范圍。