專(zhuān)利名稱：具有集成光功率監(jiān)控器的光纖陣列單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成到光纖陣列單元(FAU)中的光功率監(jiān)控功能元件，其能夠容易地 組裝于標(biāo)準(zhǔn)平面光波電路(PLC)組件封裝中，而不會(huì)危及質(zhì)量和可靠性。
背景技術(shù)：
用于光纖-光學(xué)鏡的平面波導(dǎo)電路(PLC)中的傳統(tǒng)的光通道監(jiān)控通常分開(kāi)實(shí)施于 PLC產(chǎn)品封裝的外部，導(dǎo)致光網(wǎng)絡(luò)中的光通道監(jiān)控的集成更加復(fù)雜。如果光通道監(jiān)控功能元 件集成到PLC組件中，則需要專(zhuān)門(mén)的PLC設(shè)計(jì)，并且整個(gè)PLC組件封裝應(yīng)當(dāng)氣密地密封，以 使典型地與半導(dǎo)體光檢測(cè)器器件關(guān)聯(lián)的任何潮濕相關(guān)的可靠性免受影響。
例如，如果考慮外光通道監(jiān)控器，它們需要與PLC封裝分開(kāi)的封裝；和經(jīng)由光纖 接合的光路徑連接，或其它PLC外部的光連接器化(connectorization)和光纖陣列單元 (FAU)，該陣列單元沿PLC芯片邊緣提供至PLC的光纖連接。整個(gè)封裝的尺寸將增加，并且 光連接路徑也增加。需要光檢測(cè)器和低損耗、零斜率熔融耦合器組件，需要至少兩個(gè)熔融接 合操作。這導(dǎo)致較高的成本、較大的尺寸和繁瑣的組裝。 沿PLC芯片的邊緣直接聯(lián)接至監(jiān)控器波導(dǎo)的PLC封裝內(nèi)部的功率監(jiān)控器檢測(cè)器芯 片也是可行的。然而，這需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的PLC，利用專(zhuān)用監(jiān)控通道波導(dǎo)(從操作波導(dǎo)開(kāi)始在 芯片上分接(tapped))來(lái)驅(qū)動(dòng)聯(lián)接至芯片的功率監(jiān)控器檢測(cè)器。檢測(cè)器與光纖陣列單元 (FAU)分開(kāi)，檢測(cè)器總是需要沿芯片邊緣至操作波導(dǎo)的聯(lián)接，用于網(wǎng)絡(luò)功能性。在此情況下， 不能應(yīng)用傳統(tǒng)的現(xiàn)成的PLC芯片，因?yàn)樗鼈兺ǔ２痪哂蟹珠_(kāi)的監(jiān)控器波導(dǎo)。還有，分開(kāi)的光 功率監(jiān)控器檢測(cè)器芯片需要抗潮濕環(huán)境保護(hù)，以提供長(zhǎng)期可靠性。需要專(zhuān)門(mén)的技術(shù)，以聯(lián)接 該檢測(cè)器芯片至與監(jiān)控器波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)的PLC芯片的邊緣。并且，整個(gè)PLC封裝仍需要?dú)饷苊?封，這顯著地增加了封裝成本。 本發(fā)明通過(guò)提供集成到光纖陣列單元的功率監(jiān)控功能元件、無(wú)需專(zhuān)門(mén)的PLC新設(shè) 計(jì)、且方便氣密密封來(lái)解決這些問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明處理了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并提供了附加的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明一方面為一種與平面 波導(dǎo)電路(PLC) —起使用的具有光功率監(jiān)控器能力的光纖陣列單元(FAU)。所述FAU包括 基底；至少一個(gè)光信號(hào)傳輸通道，置于所述基底內(nèi)，且終止于所述基底的邊緣，用于將信號(hào) 傳輸至所述PLC和/或傳輸來(lái)自所述PLC的信號(hào)。提供了分接濾光器和用于監(jiān)控所述光信 號(hào)的光檢測(cè)器通道，分接濾光器置于所述基底內(nèi)，且中斷所述至少一個(gè)通道，由此分接來(lái)自所述通道的至少一些光功率并引導(dǎo)所分接的光功率朝向所述光檢測(cè)器通道以用于其中的 檢測(cè)，同時(shí)容許其它光功率在所述至少一個(gè)通道中繼續(xù)傳輸。 FAU可以包括平行布置且終止于所述基底的所述邊緣的多個(gè)光信號(hào)傳輸通道，用 于將光信號(hào)傳輸至所述PLC和/或傳輸來(lái)自所述PLC的光信號(hào)，其中，所述分接濾光器中斷 每個(gè)傳輸通道并引導(dǎo)分接的光功率朝向相應(yīng)的光檢測(cè)器通道以用于其中的檢測(cè)，同時(shí)容許 其它光功率在每個(gè)傳輸通道中繼續(xù)傳輸。 所述分接濾光器可以是整體平面的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少部分地光透明，且以某一角
度置于穿過(guò)所述基底的狹縫切口內(nèi)并中斷每個(gè)傳輸通道，該角度容許將相應(yīng)的分接的光功
率引導(dǎo)至每個(gè)光檢測(cè)器通道，且其它的光功率在每個(gè)傳輸通道內(nèi)繼續(xù)傳輸?？梢耘cPLC結(jié)合設(shè)置FAU， FAU的邊緣聯(lián)接至所述PLC的邊緣，其中，沿所述基底的
所述邊緣的每個(gè)光傳輸通道的端部與所述PLC的相應(yīng)的傳輸波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)，終止于所述PLC的
所述邊緣處。 所述光纖陣列單元的光監(jiān)控功能元件能夠是用于所述光信號(hào)傳輸通道中的所述 光功率的主要監(jiān)控功能元件，如果不是僅有的監(jiān)控功能元件的話。 通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。于此詳細(xì)描述了本發(fā)明的其它實(shí)施 例和方面，并且它們視為所聲明的發(fā)明的一部分。


說(shuō)明書(shū)的結(jié)尾具體指出并清楚聲明了本發(fā)明的主題。從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描 述，本發(fā)明的其它目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)是明顯的。 圖1是耦合至根據(jù)本發(fā)明的原理形成的光纖陣列單元(FAU)的平面波導(dǎo)電路 (PLC)的示意性視圖； 圖2是本發(fā)明的FAU的透視圖，包括光檢測(cè)器單元；以及 圖3是本發(fā)明的FAU的透視圖，描述分接濾光器(t即ping filter)的放置的附加 細(xì)節(jié)。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)Dl，示出了典型的平面波導(dǎo)電路(PLC)IO，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于實(shí)施范例陣列波導(dǎo) 光柵(AWG)20，輸入和/或輸出波導(dǎo)30朝PLC的邊緣延伸。(AWG和能夠?qū)嵤┰赑LC 10中 的且本發(fā)明能夠指向的許多其它光電路在本領(lǐng)域是公知的) 根據(jù)本發(fā)明，光纖陣列單元(FAU) 100 (以及101)能夠聯(lián)接至PLCIO的邊緣，具有 光信號(hào)傳輸通道110用于攜帶光信號(hào)至PLC 10的波導(dǎo)30和/或攜帶來(lái)自PLC IO的波導(dǎo) 30的光信號(hào)。傳輸通道的范例實(shí)施例包括光纖光學(xué)器件，放置在限定于FAU內(nèi)的溝槽中。 如下面進(jìn)一步討論的，F(xiàn)AU100可以包括與其聯(lián)接的光檢測(cè)器單元120，能夠使用陽(yáng)極/陰極 對(duì)130來(lái)控制/監(jiān)控該光檢測(cè)器單元。光檢測(cè)器單元120使用分接濾光器監(jiān)控通道110內(nèi) 傳輸?shù)闹辽僖恍┕夤夤β?，如以下參照?qǐng)D2和3所討論的。 如圖2中所示(其中，相同的數(shù)字用于表示相同的元件)，并且根據(jù)本發(fā)明，分接 濾光器130置于FAU的基底101內(nèi)，其分接來(lái)自通道110的光信號(hào)，作為分開(kāi)的光流將分接 的光功率從相應(yīng)的通道110引導(dǎo)朝向光檢測(cè)器單元120，由此提供集成到FAU 100的光功率監(jiān)控功能元件。FAU的邊緣105 (傳輸通道終止處)在FAU和FAU最終對(duì)準(zhǔn)并聯(lián)接的PLC 之間形成平面、光攜帶界面。光檢測(cè)器通道能夠封裝在聯(lián)接至FAU的氣密地或半氣密地密 封的傳感器封裝內(nèi)部；在該情況下，該單元能夠通過(guò)透明玻璃或硅樹(shù)脂密封劑接收光信號(hào)。 封裝的光檢測(cè)器單元120經(jīng)由分接濾光器130在相應(yīng)的光檢測(cè)器通道121中接收來(lái)自相應(yīng) 的波導(dǎo)110的分接的光信號(hào)流，并且將信號(hào)轉(zhuǎn)換成跨電極122的相應(yīng)的電壓，該電壓對(duì)應(yīng)于 每個(gè)通道中分接的光功率的水平。 將光檢測(cè)器封裝放置在圖2中示出的修改的FAU上，以接收分接的光信號(hào)到光檢 測(cè)器感測(cè)表面121中。FAU和光檢測(cè)器傳感器單元設(shè)計(jì)為通過(guò)固定與分接的光流軸的角度 對(duì)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行有效的光檢測(cè)。能夠?qū)瓮ǖ阑蚨嗤ǖ缹?shí)施例中的光檢測(cè)器半導(dǎo)體芯片裸片鍵 合至氣密的或半氣密的傳統(tǒng)傳感器封裝。(實(shí)際的氣密密封可以是金屬密封；但是也能夠 使用諸如環(huán)氧樹(shù)脂密封的半氣密密封。 將光檢測(cè)器通道電連接至光檢測(cè)器芯片襯墊的陽(yáng)極和陰極。能夠以許多方法實(shí)現(xiàn) 電連接，包括背面電裸片鍵合、正面引線鍵合、和/或倒裝鍵合至傳感器封裝。傳感器封裝 能夠具有光透明的帽(蓋)以提供氣密地或半氣密地密封的封裝。 根據(jù)本發(fā)明，集成有0PM(光功率監(jiān)控器)的FAU無(wú)需專(zhuān)門(mén)的監(jiān)控設(shè)計(jì)用于PLC和 封裝級(jí)的組裝工藝(即，F(xiàn)AU)。這是因?yàn)榉纸訛V光器130直接集成到FAU的傳輸通道中，而 不是集成到分開(kāi)的PLC監(jiān)控器波導(dǎo)，或集成到FAU的下游的其它光纖光監(jiān)控模塊。OPM功能 元件因此單獨(dú)集成到FAU中，從而去除了對(duì)PLC或下游光纖的此設(shè)計(jì)限制。因?yàn)镕AU總是 需要至PLC的界面，本發(fā)明提供用于PLC產(chǎn)品的針對(duì)單通道以及多通道OPM功能元件的最 具有成本效益和小尺寸的解決方案，其具有魯棒的、長(zhǎng)壽命可靠性，無(wú)需關(guān)于整個(gè)PLC封裝 的昂貴的氣密方案。 根據(jù)圖3，形成本發(fā)明的FAU的附加細(xì)節(jié)是明顯的(其中，同樣的數(shù)字用于表示同 樣的元件)，其中，示出了置于形成于基底IOI內(nèi)的狹縫內(nèi)的總體平面的分接濾光器130，并 且該狹縫中斷通道110。能夠利用UV固化和/或熱固化以折射率匹配粘接劑固定此濾光 器。分接濾光器能夠設(shè)計(jì)成具有部分光反射功能，產(chǎn)生朝向光檢測(cè)器通道的鍵(tapper)光 流lll，取決于所需的分接比，分接比通常為1%至20%;以及部分光透射，用于通道110中 光功率的繼續(xù)傳輸。 能夠使用傳統(tǒng)的薄膜濾光器技術(shù)形成濾光器。能夠?qū)?shù)層涂層濺射于石英玻璃或 聚合物基底上。 一些波長(zhǎng)被反射，而另一些波長(zhǎng)被透射。還有，能夠以某一百分比反射所有 波長(zhǎng)，諸如1%的百分比等。 本發(fā)明能夠與需要光功率監(jiān)控的PLC產(chǎn)品一起使用。通常，其與AWG—起使用用 于都市ROA匿應(yīng)用以及許多光網(wǎng)絡(luò)，諸如城域網(wǎng)(metro-edge)和接入網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明也能夠 應(yīng)用于任何光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和/或CATV網(wǎng)絡(luò)的分束器產(chǎn)品。 如果以另一 FA單元(例如超薄膜濾光器UTF)替代檢測(cè)器，則能夠使用兩個(gè)FAU
實(shí)現(xiàn)WDM薄膜濾光器功能元件。因此，此發(fā)明能夠延伸至如下的雙窗口 WDM產(chǎn)品 參1. 31um范圍通過(guò)，1. 55um范圍隔離。 參1. 55um范圍通過(guò)，1. 31um范圍隔離。 參1. 31um范圍通過(guò)，1. 55um禾P 1. 65um范圍隔離。 雖然于此詳細(xì)描繪和描述了優(yōu)選實(shí)施例，但是明顯地，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，能夠不脫離本發(fā)明的精神進(jìn)行各種修改、增加、替代等并且這些因此視為以下所附的權(quán)利要 求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種與平面波導(dǎo)電路(PLC)一起使用的具有光功率監(jiān)控器能力的光纖陣列單元，包括基底；至少一個(gè)光信號(hào)傳輸通道，置于所述基底內(nèi)，且終止于所述基底的邊緣，用于將信號(hào)傳輸至所述PLC和/或傳輸來(lái)自所述PLC的信號(hào)；用于監(jiān)控所述光信號(hào)的光檢測(cè)器通道；以及分接濾光器，置于所述基底內(nèi)，且中斷所述至少一個(gè)通道，由此分接來(lái)自所述通道的至少一些光功率并引導(dǎo)所分接的光功率朝向所述光檢測(cè)器通道以用于其中的檢測(cè)，同時(shí)容許其它光功率在所述至少一個(gè)通道中繼續(xù)傳輸。
2. 如權(quán)利要求1所述的光纖陣列單元，其中，所述至少一個(gè)光信號(hào)傳輸通道包括平行布置且終止于所述基底的所述邊緣的多個(gè)光信號(hào)傳輸通道，用于將光信號(hào)傳輸至所述PLC和/或傳輸來(lái)自所述PLC的光信號(hào)，其中，所述分接濾光器中斷所述多個(gè)傳輸通道的每個(gè)傳輸通道并引導(dǎo)分接的光功率朝向相應(yīng)的光檢測(cè)器通道以用于其中的檢測(cè)，同時(shí)容許其它光功率在每個(gè)傳輸通道中繼續(xù)傳輸。
3. 如權(quán)利要求2所述的光纖陣列單元，其中，每個(gè)光傳輸通道包括置于所述基底中的光纖光學(xué)器件。
4. 如權(quán)利要求3所述的光纖陣列單元，其中，所述分接濾光器包括整體平面的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少部分地光透明，且以某一角度置于穿過(guò)所述基底的狹縫切口內(nèi)并中斷每個(gè)傳輸通道，該角度容許將相應(yīng)的分接的光功率引導(dǎo)至每個(gè)光檢測(cè)器通道，且其它光功率在每個(gè)傳輸通道內(nèi)繼續(xù)傳輸。
5. 如權(quán)利要求4所述的光纖陣列單元，其中，所述光檢測(cè)器通道布置在光檢測(cè)器單元中，所述光檢測(cè)器單元安裝在所述基底上并與所述分接濾光器對(duì)準(zhǔn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的光纖陣列單元，其中，所述光檢測(cè)器單元?dú)饷艿鼗虬霘饷艿孛芊狻?br> 7. 如權(quán)利要求5所述的光纖陣列單元，其中，所述光纖陣列單元?dú)饷艿鼗虬霘饷艿孛芊狻?br> 8. 如權(quán)利要求2所述的光纖陣列單元，與所述PLC結(jié)合，所述光纖陣列單元的邊緣聯(lián)接至所述PLC的邊緣，其中，沿所述基底的所述邊緣的每個(gè)光傳輸通道的端部與所述PLC的相應(yīng)的傳輸波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)，終止于所述PLC的所述邊緣。
9. 如權(quán)利要求8所述的結(jié)合，其中，所述光纖陣列單元的所述光監(jiān)控功能元件包括用于所述光信號(hào)傳輸通道中的光功率的主要的或僅有的監(jiān)控功能元件。
10. —種用于形成與平面波導(dǎo)電路(PLC) —起使用的具有光功率監(jiān)控器能力的光纖陣列單元的方法，包括設(shè)置基底；將至少一個(gè)光信號(hào)傳輸通道置于所述基底內(nèi)，且終止于所述基底的邊緣，用于將信號(hào)傳輸至所述PLC和/或傳輸來(lái)自所述PLC的信號(hào)；設(shè)置用于監(jiān)控所述光信號(hào)的光檢測(cè)器通道；以及將分接濾光器置于所述基底內(nèi)，且中斷所述至少一個(gè)通道，由此分接來(lái)自所述通道的至少一些光功率并引導(dǎo)所分接的光功率朝向所述光檢測(cè)器通道以用于其中的檢測(cè)，同時(shí)容許其它光功率在所述至少一個(gè)通道中繼續(xù)傳輸。
11. 如權(quán)利要求io所述的方法，其中，所述至少一個(gè)光信號(hào)傳輸通道包括平行布置且終止于所述基底的所述邊緣的多個(gè)光信號(hào)傳輸通道，用于將光信號(hào)傳輸至所述PLC和/或 傳輸來(lái)自所述PLC的光信號(hào)，其中，所述分接濾光器中斷所述多個(gè)傳輸通道的每個(gè)傳輸通 道并引導(dǎo)分接的光功率朝向相應(yīng)的光檢測(cè)器通道以用于其中的檢測(cè)，同時(shí)容許其它光功率 在每個(gè)傳輸通道中繼續(xù)傳輸。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，每個(gè)光傳輸通道包括置于所述基底中的光纖光 學(xué)器件。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述分接濾光器包括至少部分地光透明的整體 平面的結(jié)構(gòu)；并且所述方法還包括形成穿過(guò)所述基底的狹縫并中斷每個(gè)傳輸通道；以及 以某一角度將所述分接濾光器放置于所述狹縫中，該角度容許將相 應(yīng)的分接的光功率引導(dǎo)至每個(gè)光檢測(cè)器通道，且其它的光功率在每個(gè)傳 輸通道內(nèi)繼續(xù)傳輸。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述光檢測(cè)器通道布置在光檢測(cè)器單元中，所述 方法還包括將所述光檢測(cè)器單元安裝在所述基底上并與所述分接濾光器對(duì)準(zhǔn)。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述光檢測(cè)器單元?dú)饷艿鼗虬霘饷艿孛芊狻?br> 16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述光纖陣列單元?dú)饷艿鼗虬霘饷艿孛芊狻?br> 17. 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括將所述光纖陣列單元的邊緣聯(lián)接至所述PLC的邊緣，其中，沿所述基底的所述邊緣的 所述每個(gè)光傳輸通道的端部與所述PLC的相應(yīng)的傳輸波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)，終止于所述PLC的所述邊 緣。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述光纖陣列單元的所述光監(jiān)控功能元件包括 用于所述光信號(hào)傳輸通道中的所述光功率的主要的或僅有的監(jiān)控功能元件。
19. 一種用于監(jiān)控光纖陣列單元中的光功率的方法，該光纖陣列單元具有終止于其邊 緣的多個(gè)光傳輸波導(dǎo)，用于將光信號(hào)攜帶至PLC和/或攜帶來(lái)自所述PLC的光信號(hào)，該方法 包括使用放置于在所述基底內(nèi)形成的狹縫內(nèi)并中斷所述傳輸通道的分接濾光器，由此分接 來(lái)自所述通道的至少一些光功率并引導(dǎo)所分接的光功率朝向相應(yīng)的光檢測(cè)器通道以用于 其中的檢測(cè)，同時(shí)容許其它光功率在所述至少一個(gè)通道中繼續(xù)傳輸。
全文摘要
一種用于監(jiān)控光纖陣列單元中的光功率的技術(shù)，該光纖陣列單元具有終止于其邊緣的多個(gè)光傳輸波導(dǎo)，用于將光信號(hào)攜帶至平面光波電路PLC和/或攜帶來(lái)自所述平面光波電路PLC的光信號(hào)。分接濾光器放置于形成于所述基底內(nèi)的狹縫內(nèi)并中斷所述傳輸通道，由此分接來(lái)自所述通道的至少一些光功率并引導(dǎo)所分接的光功率朝向相應(yīng)的光檢測(cè)器通道以用于檢測(cè)，同時(shí)容許其它光功率在光纖陣列單元的所述至少一個(gè)通道中繼續(xù)傳輸。
文檔編號(hào)H04B10/12GK101755403SQ200880025434
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者石田謙三 申請(qǐng)人:艾迪株式會(huì)社