随着5G网络的普及、数据中心规模的扩大以及物联网技术的快速发展，高效、可靠的光信号传输技术变得尤为重要。光纤阵列（Fiber Array，FA）作为一种高精度、高性能的光学组件，正在成为光通信、光子集成和激光加工等领域不可或缺的核心组件。
什么是光纤阵列？
光纤阵列是利用V形槽（V-Groove）基片，将一束光纤或光纤带按照规定的间隔排列并固定在基板上，形成的光学器件。它主要由V槽底板、盖板、光纤和胶水等组件构成。光纤阵列的核心优势在于其高精度的光纤排列和低损耗的光信号传输能力，且现已成为平面光波导、阵列波导光栅（AWG）以及微机电系统（MEMS）等领域的关键部件。
光纤FA结构示意图（图片来源网络）
光纤阵列的特点及优势
1、高精度、多通道
光纤阵列最重要的点就是它能在极小的空间下，把几根甚至是几十根光纤封装在一起，且相互之间不干扰，采用V形槽基片，确保光纤间距和位置的精确控制，从而实现高效的光信号耦合与传输。
光纤与V形槽之间的位置关系（图片来源网络）
2、低插入损耗
通过精密加工和抛光工艺，光纤阵列的插入损耗可控制在0.05dB以内，显著提升光信号传输效率。
3、高回波损耗
光纤阵列的回波损耗通常≥55dB（APC），有效减少光信号反射，确保传输稳定性。
4、优异的温度稳定性
制作FA的材料通常是光纤加玻璃基底和盖板，且现在市场上的固化胶水已经有相当好的机械和温度稳定性，跟大多数无源光器件一样，其工作温度和储存温度范围为-40℃到+85℃，能适应各种严苛环境。
5、工艺简单，结构多变
随着技术不断发展，FA的制作工艺已被大众熟知，只要能实现机械上的精密控制，就能达到很好的光学性能和长期稳定性。近年来，高密度光路集成需求越来越多，也催生了不同结构设计的光纤FA产品，如端面角度不再仅仅是平面或者斜8°，还有42.5°等特殊角度，以契合不同产品的封装需求（如垂直耦合）。
6、 定制化
由于市场上应用到光纤FA的器件或模块极多，且均为高密度小体积的封装环境，衍生出了各种结构和功能的产品，如保偏的FA、模斑转换FA、FA+Lens、各种MPO/MT转FA扇出等。
光纤阵列的测试方法及指标
1、插入损耗
使用光源接入FA的一端，另一端使用功率计测试输出功率，按照插损定义计算IL：
2、回波损耗
使用回损仪或（OFDR、OTDR设备）等接入FA的一端，测试回波功率大小，按照回损定义计算RL：
3、 断点或损伤测试
目前使用较多的方法是红光笔通光或者显微镜观察。观察光纤或者波导链路是否有曝光现象，或者通过高倍显微镜直接观察材料上的裂纹、划痕、气泡等。
4、端面检测
特殊的端面检测仪或显微镜，直接观察FA端面研磨抛光情况，确保端面干净无破损、划痕和崩裂等情况。
针对光纤FA现有的指标测试方法，国产自研的分布式回损检测仪（又称OLI光纤微裂纹检测仪）是基于白光干涉，可针对整条FA跳线、连接头、FA末端和内部点胶位置等光链路情况进行全程分布式回损扫描测试，精度达到百μm级别，信号灵敏度达到-100 db。通过设置阈值，系统自动判断超出阈值的点的位置及信号大小，助力产线批量测试。下图为使用OLI光纤微裂纹检测仪设备对某45°的FA跳线进行测试的结果：
其中，红色曲线结果为正常通道，蓝色为异常通道结果。FA的长度约15mm，第一峰为FA前端面，第二峰为FA末端，第三峰为FA末端反射在FA内部反射一次后的结果（因FA末端为45°，反射较强，会导致光在其内部多次反射，多次反射光强度逐次衰减，均被设备检测到）。同理，对于蓝色曲线（异常通道），其异常点距FA前端面约5mm，因内部多次反射原因，在前后两端面（干涉峰）间出现了两个峰值，这两个峰均为同一异常点引起。
除了对FA类的跳线进行物料检测，OLI光纤微裂纹检测仪还可对已经封装好的模块进行光路质量检测，以确保在封装过程中造成的光纤损伤，断裂。下图为OLI光纤微裂纹检测仪对某成品光模块不同通道光路进行扫描的测试结果：
正常光路通道
异常光路通道
通过测试结果，可以清晰看出异常通道的光路异常点位置，产生的回损大小。此设备不仅可以测试断裂，更能测出内部光纤微弯情况、微损伤点。下图为OLI光纤微裂纹检测仪测试弯曲带纤的结果：
模块内正常带纤通道
人为弯曲模块内部带纤
对正常的模块内部带纤进行人为弯曲，当弯曲到一定程度后，带纤内弯曲最大位置的回损明显高于其余部分。此种情况光纤存在较大应力，有长期失效隐患。而OLI光纤微裂纹检测仪可精准测量并识别到这种隐形的微损伤，提高产品质量，降低失效风险。
光纤阵列作为光通信和光学传感领域的核心组件，凭借其高精度、低损耗和优异的稳定性，正在5G、数据中心和物联网等前沿技术中发挥着不可替代的作用。随着光通信技术的持续升级，光纤阵列的应用场景将进一步扩展，市场前景广阔。与此同时，先进的检测技术，如OLI光纤微裂纹检测仪，为光纤阵列的可靠性和性能提供了强有力的保障，助力产业迈向更高标准。
