CN202735593U - 微机电***可调式光衰减器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微机电***可调式光衰减器，包括底座、微机电***可调式光衰减器芯片和双纤准直器，以及呈管状封装管，所述封装管分为芯片部和双纤准直器部，芯片部与双纤准直器部由一个间隔部隔开，间隔部上设置有一个通孔，底座与封装管的芯片部一端密封连接，使得所述微机电***可调式光衰减器芯片被容纳在所述芯片部中，双纤准直器由双纤准直器部的一端***所述封装管，使得所述双纤准直器前段被容纳在所述双纤准直器部中，封装管内部与外界密封隔离。本实用新型通过采用上述技术方案，使得微机电***可调式光衰减器性能更好、成本更低、工艺更简便。

Description

微机电***可调式光衰减器

技术领域

本实用新型涉及一种可调式光衰减器，尤其是一种反射式微机电***可调式光衰减器。

背景技术

（MEMS）微机电***可调式光衰减器（VOA）可以按照使用者的需要通过外加电压来调节光强度的衰减，微机电***可调式光衰减器（MEMS VOA）能广泛应用于控制和调节光通讯***中光强度的场合中。基于微机电***技术的可调式光衰减器是可调式光衰减器的主要解决方案之一，具有体积小、功耗低的优势。反射式微机电***可调式光衰减器通过静电或者电磁力驱动一个扭转微机电***反射镜芯片，使入射光束偏转以减少耦合进输出光纤的光功率来实现衰减。微机电***可调式光衰减器通常以一个双光纤准直器与微机电***芯片进行耦合，实现紧凑的封装结构。

微机电***可调式光衰减器芯片必须要在适当的净化环境中进行密封，以保证微机电***可调式光衰减器芯片的反射镜不被灰尘颗粒与水汽污染，微电机械转轴不被灰尘颗粒与水汽腐蚀卡住而影响转动。在现有产品中有以下方式实现微机电***可调式光衰减器的气密封装。

如图1所示为一种现有微机电***可调式光衰减器，先把微机电***可调式光衰减器芯片2固定在底座1的凸台12上，将芯片2上的正负接线端与底座1上相应的管脚连接。管帽组件5包括标准金属管帽51和镀膜玻璃52，用胶53固定；将管帽组件5的圆环面54与底座1的圆环面11采用金属熔焊的方法焊接，这样组成了一个密闭的组件来保护微机电***可调式光衰减器芯片2。双光纤准直器4的一根光纤通入光后，光线经双纤准直器4准直后，经过管帽组件5上的镀膜玻璃52到达微机电***可调式光衰减器芯片2上的镀金反射镜21，而反射回的光再经过管帽组件5上的镀膜玻璃52到达双纤准直器4的另一根光纤。管帽组件5和底座1做成的密闭组件，与双光纤准直器4再固定在外部的另一个封装管内（图中未示出）。这种实施方案，在光的通路中间有玻璃片的影响，微机电***可调式光衰减器的插损、偏振相关损耗等性能会变差。

如图2所示为另一种现有的微机电***可调式光衰减器。这种微机电***可调式光衰减器，先把微机电***可调式光衰减器芯片2固定在底座1的凸台12上，将芯片2上的正负接线端与底座1上相应的管脚连接。管帽组件6包括金属管帽61和C-Lens 62，用胶63固定；再把管帽6圆环面64与底座1的圆环面11采用金属熔焊的方法焊接，这样组成了一个密闭的组件来保护微机电***可调式光衰减器芯片2。双光尾纤(Pigtail)组件7包括具有平行排列且相距很小间距的双光纤毛细管与一对光纤组成的双纤尾纤71，玻璃管72，以及外封金属套管73，调节双纤Pigtail组件7与C-Lens 62斜面间的距离，并使两者的斜面平行。这样双纤Pigtail组件7的一根光纤通入光后经C-Lens 62准直后出来的光到达微机电***可调式光衰减器芯片2上的镀金反射镜21，反射回的光经过C-Lens 62到达双纤Pigtail组件7的另一根光纤。管帽组件6和底座1做成的密闭组件，与双纤Pigtail组件7再固定在外部的另一个封装管内（图中未示出）。这种技术方案中，C-Lens 62安装固定在金属管帽61时，因金属管帽61与C-Lens 62外径的公差，会产生一定的偏转，而使得双纤Pigtail组件7与C-Lens 62调整耦合时很困难，生产效率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微机电***可调式光衰减器，使得该微机电***可调式光衰减器性能更好、成本更低、工艺更简便。

为解决上述技术问题，本实用新型微机电***可调式光衰减器的技术方案是，包括底座、微机电***可调式光衰减器芯片和双纤准直器，所述微机电***可调式光衰减器芯片设置在所述底座上，还包括呈管状封装管，所述封装管分为芯片部和双纤准直器部两部分，所述芯片部与所述双纤准直器部由一个间隔部隔开，所述间隔部上设置有一个通孔，所述底座与封装管的芯片部一端密封连接，使得所述微机电***可调式光衰减器芯片被容纳在所述芯片部中，所述双纤准直器由所述双纤准直器部的一端***所述封装管，使得所述双纤准直器前段被容纳在所述双纤准直器部中，所述双纤准直器通过所述间隔部的通孔对准所述微机电***可调式光衰减器芯片，所述封装管的双纤准直器部一端与所述双纤准直器的外部密封连接，所述封装管内部与外界密封隔离。

本实用新型中双纤准直器与固定了微机电***可调式光衰减器芯片的底座通过封装管连接为一体，内部的密封空间保证了微机电***可调式光衰减器芯片的性能。本实用新型光路中间没有其他光学元件，如玻璃，整个微机电***可调式光衰减器的性能更好更稳定；并且由于省去了现有技术中的密闭微机电***可调式光衰减器芯片组件，既节省了成本，又简化了工艺，能大大提高产能与器件的品质。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明：

图1和图2为现有的微机电***可调式光衰减器的结构示意图；

图3和图4为本发明微机电***可调式光衰减器实施例的结构示意图。

图中附图标记为，1.底座；11.圆环面；12.凸台；2.微机电***可调式光衰减器芯片；21.镀金反射镜；3.封装管；31.圆环面；32.芯片部；33.双纤准直器部；34.间隔部；35.倒角；36.焊接孔；37.球面状的内缘；4.双纤准直器；41.双纤Pigtail；42.柱状C-Lens或G-Lens；43.玻璃管；44.外封套管；45.球面状的外缘；5.管帽组件；51.标准金属管帽；52.镀膜玻璃；53.胶；54.圆环面；6.管帽组件；61.金属管帽；62.C-Lens；63.胶；64.圆环面；7.双光Pigtail组件；71.双纤尾纤；72.玻璃管；73.外封金属套管。

具体实施方式

本发明公开了一种微机电***可调式光衰减器，如图3所示，包括底座1、微机电***可调式光衰减器芯片2和双纤准直器4，所述微机电***可调式光衰减器芯片2设置在所述底座1的凸台12上，还包括呈管状封装管3，所述封装管3分为芯片部32和双纤准直器部33两部分，所述芯片部32与所述双纤准直器部33由一个间隔部34隔开，所述间隔部34上设置有一个通孔，所述底座1与封装管的芯片部32一端密封连接，使得所述微机电***可调式光衰减器芯片2被容纳在所述芯片部32中，所述双纤准直器4由所述双纤准直器部33的一端***所述封装管3，使得所述双纤准直器4前段被容纳在所述双纤准直器部33中，所述双纤准直器4通过所述间隔部34的通孔对准所述微机电***可调式光衰减器芯片2，所述封装管的双纤准直器部33一端与所述双纤准直器4的外部密封连接，所述封装管4内部与外界密封隔离。

本实用新型所采用的双纤准直器与图1所示的现有技术中的双纤准直器类似，所述双纤准直器4包含具有平行排列且相距125um的双纤毛细管与一对光纤组成的双纤Pigtail41、柱状C-Lens或G-Lens 42、玻璃管43和镀金的外封套管44。制作耦合时，双纤准直器4前端放置一块反射镜，光从双纤Pigtail41一根光纤进入柱状C-Lens或G-Lens 42后，经过C-Lens或G-Lens准直作用后到达反射镜，反射回去的光进入双纤准直器4的另一根光纤，这时要求插损达到最小。可以用环氧树脂胶固定双纤准直器4中的零件。

所述封装管采用不锈钢材料。

所述封装管表面有一层镀金层。

如图3所示，所述底座1外圈有一个第一圆环面11，所述封装管3的芯片部32一端的外缘有一个密封连接时与所述第一圆环面11配合的第二圆环面31。

所述封装管双纤准直器部33上设置有焊接孔36，用来在焊接孔36使用焊锡加固所述双纤准直器4。

所述封装管双纤准直器部33的一端设置有向内的焊接倒角35。

在适当的净化环境下，把微机电***可调式光衰减器芯片2固定在底座1的凸台12的中间位置上，将芯片2上的正负接线端与底座1上相应的管脚连接。把封装管3的芯片部32套到底座1上，用金属熔焊将封装管3的第二圆环面31与底座1的第一圆环面11焊接住。再把双纤准直器4套入封装管3的双纤准直器部33，调节双纤准直器4与微机电***可调式光衰减器芯片2的反射镜21的距离与角度，使双纤准直器4的一根光纤通入光后经双纤准直器4准直后出来的光到达微机电***可调式光衰减器芯片2的反射镜21，反射回来的光进入双纤准直器4的另一根光纤，要求插损最小。这时在封装管3的焊接孔36用焊锡将双纤准直器4固定，在封装管3端面上焊接倒角35处用焊锡将焊接倒角35与双纤准直器4接缝整圈焊接密封。这样微机电***可调式光衰减器各零件通过焊接的方法封装固定，其内部密封空间保护了微机电***可调式光衰减器芯片。在底座1的管脚上施加电压，随着电压的改变微机电***可调式光衰减器芯片上反射镜转动的角度改变，反射的光产生偏转，进入双纤准直器4的另一根光纤的光强就会改变，从而产生光强的不同衰减。

另外，如图4所示，所述封装管双纤准直器部33内侧设置有球面状的内缘37，所述双纤准直器4前段设置有与所述球面状内缘37相配合的球面状外缘45。

在该实施例中，在适当的净化环境下，把微机电***可调式光衰减器芯片2固定在底座1的凸台12的中间位置上，将芯片2上的正负极接线端与底座1上相应的管脚连接。把封装管3的芯片部32套到底座1上，用金属熔焊将封装管3的第二圆环面31与底座1的第一圆环面11焊接住。再把双纤准直器4套入封装管3的双纤准直器部33，在通过设计确保双纤准直器4与微机电***可调式光衰减器芯片2距离恰当时,通过两零件的所述球面状内缘37和所述球面状外缘45，调节双纤准直器4与微机电***可调式光衰减器芯片2的反射镜21的角度，使双纤准直器4的一根光纤通入光后经双纤准直器4准直后出来的光到达微机电***可调式光衰减器芯片2的反射镜21，反射回来的光进入双纤准直器4的另一根光纤，要求插损最小。这时在封装管3的球面状内缘37与双纤准直器4的球面状外缘45接触处用激光焊接的方法固定，在封装管3端面上焊接倒角35处用焊锡将焊接倒角35与双纤准直器4接缝整圈焊接密封。这样微机电***可调式光衰减器各零件通过焊接的方法封装固定，其内部密封空间保护了微机电***可调式光衰减器芯片。在底座1的管脚上施加电压，随着电压的改变微机电***可调式光衰减器芯片上反射镜转动的角度改变，反射的光产生偏转，能进入双纤准直器4的另一根光纤的光就会改变，从而产生光强的不同衰减。

相比于现有的两种微机电***可调式光衰减器的技术方案，本实用新型用一体化的双纤准直器直接对准微机电***可调式光衰减器芯片上的反射镜调整耦合并进行整个器件一体化气密焊接封装，且光路中间没有其他光学元件（如玻璃），整个MEMS可调光衰减器的性能更好更稳定；由于省去了现有两种微机电***可调式光衰减器技术方案中的密闭微机电***可调式光衰减器芯片组件，既节省了成本，又简化了工艺，能大大提高产能与器件的品质。

Claims (7)

1.一种微机电***可调式光衰减器，包括底座、微机电***可调式光衰减器芯片和双纤准直器，所述微机电***可调式光衰减器芯片设置在所述底座上，其特征在于，还包括呈管状封装管，所述封装管分为芯片部和双纤准直器部两部分，所述芯片部与所述双纤准直器部由一个间隔部隔开，所述间隔部上设置有一个通孔，所述底座与封装管的芯片部一端密封连接，使得所述微机电***可调式光衰减器芯片被容纳在所述芯片部中，所述双纤准直器由所述双纤准直器部的一端***所述封装管，使得所述双纤准直器前段被容纳在所述双纤准直器部中，所述双纤准直器通过所述间隔部的通孔对准所述微机电***可调式光衰减器芯片，所述封装管的双纤准直器部一端与所述双纤准直器的外部密封连接，所述封装管内部与外界密封隔离。

2.根据权利要求1所述的微机电***可调式光衰减器，其特征在于，所述封装管采用不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的微机电***可调式光衰减器，其特征在于，所述封装管表面有一层镀金层。

4.根据权利要求1所述的微机电***可调式光衰减器，其特征在于，所述底座外圈有一个第一圆环面，所述封装管的芯片部一端的外缘有一个密封连接时与所述第一圆环面配合的第二圆环面。

5.根据权利要求1所述的微机电***可调式光衰减器，其特征在于，所述封装管双纤准直器部上设置有焊接孔，用来在焊接孔使用焊锡加固所述双纤准直器。

6.根据权利要求1所述的微机电***可调式光衰减器，其特征在于，所述封装管双纤准直器部的一端设置有向内的焊接倒角。

7.根据权利要求1所述的微机电***可调式光衰减器，其特征在于，所述封装管双纤准直器部内侧设置有球面状的内缘，所述双纤准直器前段设置有与所述球面状内缘相配合的球面状外缘。

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