CN102262268A - 光纤准直器及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤准直器及其生产工艺。光纤准直器包括尾纤组件、套管及自聚焦透镜。尾纤组件包括毛细管与插设于毛细管内的光纤。毛细管及自聚焦透镜固定于套管内。套管及毛细管均由陶瓷材料形成。本发明还提供一种光纤准直器的生产工艺。上述光纤准直器具有性能稳定、生产工艺简单的优点。

Description

光纤准直器及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种光纤领域，尤其是一种光纤准直器及其生产工艺。

背景技术

光纤准直器(Collimator)是由尾纤组件与自聚焦透镜精确定位而成。它可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内。

光纤准直器的主要组成部件是由一尾纤组件、套管及自聚焦透镜组成。传统生产工艺中，毛细管及套管均采用石英玻璃或高硼硅玻璃制成，由于玻璃的生产精度不高，因此容易产生光束偏移，导致同芯度不佳，影响到器件的使用。另外，玻璃材料容易受外围冷热影响产生膨胀变化，造成产品性能不稳定。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种性能稳定的光纤准直器及其生产工艺。

本发明提供一种光纤准直器，包括尾纤组件、套管及自聚焦透镜。尾纤组件包括毛细管与插设于毛细管内的光纤。毛细管及自聚焦透镜固定于套管内。套管及毛细管均由陶瓷材料形成。

本发明还提供一种光纤准直器的生产工艺，其包括以下步骤：清洁陶瓷套管及自聚焦透镜，将自聚焦透镜装入陶瓷套管中，并在自聚焦透镜与陶瓷套管的连接处点胶、烘烤老化；清洁陶瓷套管及透镜组成的组件与尾纤组件，将尾纤组件装入陶瓷套管中配对成光纤准直器；调试光纤准直器；在尾纤组件的陶瓷毛细管与陶瓷套管之间的连接处注胶并老化固定；检验测试上述光纤准直器；以及包装光纤准直器。

本发明的毛细管及套管均采用陶瓷材料制成而非玻璃材料，由于陶瓷材料的毛细管与套管价格都比玻璃的便宜，因此，本发明的光纤准直器成本较低。并且由于陶瓷材料受温度变化影响小，因此，本发明的光纤准直器性能更加稳定，更能确保光纤准直器具有高稳定及高可靠性。另外，本发明的光纤准直器采用陶瓷材料，生产工艺要简单方便很多，由于陶瓷材料制成的管一致性好，公差小，在调试过程中不需要配对调试和测试，其产品也可以随意俩俩互配，容易提高成品率。

附图说明

图1为本发明实施例的光纤准直器的示意图。

图2为本发明实施例的光纤准直器生产过程中的调试步骤的调试光路结构图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的光纤准直器及其生产工艺作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例的光纤准直器包括尾纤组件、套管3及自聚焦透镜4。尾纤组件包括毛细管2与插设于毛细管2内的光纤1。毛细管2及自聚焦透镜4固定于套管3内。套管3可通过胶水分别与毛细管2及自聚焦透镜4相固定。其中，毛细管2及套管3均是由陶瓷材料形成。

与现有技术相比，由于陶瓷材料的毛细管2与套管3价格都比玻璃的便宜，因此可降低本发明实施例的光纤准直器的成本。此外，由于陶瓷材料受温度变化影响小，因此本发明的光纤准直器性能更加稳定，即该种光纤准直器具有高精密度的尺寸，更能保证高稳定及高可靠性。

本发明实施例的光纤准直器生产工艺包括以下步骤：

步骤1)：清洁陶瓷套管及自聚焦透镜，将自聚焦透镜装入陶瓷套管中，并在自聚焦透镜与陶瓷套管的连接处点胶、烘烤老化；

步骤2)：清洁陶瓷套管及透镜组成的组件与尾纤组件，将尾纤组件装入陶瓷套管中配对成光纤准直器；

步骤3)：调试光纤准直器；

步骤4)：在尾纤组件的陶瓷毛细管与陶瓷套管之间的连接处注胶并老化固定；

步骤5)：检验测试光纤准直器；以及

步骤6)：包装上述光纤准直器。

其中，步骤1)中清洁陶瓷套管的方法可包括：把陶瓷套管放在烧杯内，注入适量的清洁液和无水乙醇，然后放入超声波清洗机中清洗至少30分钟；然后用清水将清洁液漂洗干净，重新将陶瓷套管放入烧杯内，并注入适量的无水乙醇，再次将其放入超声波清洗机中清洗至少1小时，将其清洁干净；之后在玻璃器皿中先垫上一层净化纸，然后将清洗后的陶瓷套管或镀金管用镊子夹在玻璃器皿中并盖上纱布，再把它放入85℃±10℃的烤箱中烘1小时以上，直至陶瓷套管干透为止。

在清洁自聚焦透镜的时可包括用棉签蘸适量酒精，在30倍的带分划目镜显微镜下清洁透镜柱面和两端面。

将自聚焦透镜装入陶瓷套管中的可方法包括：首先将自聚焦透镜倾斜的一端装入陶瓷套管中，露出长度以实际要求要求为准(通常来说露出长度可为1.0±0.1mm)；用点胶棒蘸少许UV胶水点在自聚焦透镜与陶瓷管接触处，再用紫外线烤轮照干，紫外线烤枪照射时间为20秒以上；之后将自聚焦透镜及陶瓷套管组成的组件横放到85℃±5℃烤盘上，加热5分钟以上，使陶瓷套管预热，然后从烤盘上取出组件，用点胶棒蘸一小滴胶涂在自聚焦透镜四周，然后在显微镜下检查充胶量是否充足，如没有充满，则补上少许胶，如果胶水过多，则用无尘纸吸去陶瓷套管外多余的胶水，再把点好胶的组件放在85℃±5℃的烤盘上预固化5分钟以上。

此外，烘烤老化的方法可包括：将自聚焦透镜及陶瓷套管组成的组件取出放入玻璃器皿中，并放入高温烤箱老化。其中老化的温度和时间控制过程如下：在45±10℃温度下老化1小时；之后在85±10℃温度下老化1小时；之后在110±10℃温度下老化1小时；再将温度调至45℃逐渐冷却，然后再拿出自聚焦透镜及陶瓷套管组成的组件，并将放在干净的容器中转入下一步骤。

在步骤2)中可取出经过老化后的上述组件，准备好尾纤组件(Pigtail)备用，戴上指套在显微镜下用棉签或净化纸沾适量酒精清洁自聚焦透镜及陶瓷套管，确保其表面无胶印、粉尘颗粒、酒精印，其中，胶印用无尘纸沾酒精擦，粉尘用针尖蘸胶泥粘掉；另外，在显微镜下清洁尾纤组件和成品、半成品自聚焦透镜端面时，先将显微镜底座托盘拿开，再将显微镜的位置调到适当高度，在清洁尾纤组件和自聚焦透镜端面时，将光纤圆圈放进显微镜的底座下面并向外摆放，其中清洁的自聚焦透镜端面与桌面的距离不得小于6cm；保证光纤呈自然弯曲状态，以免造成光纤断裂现象；以及将清洁好的尾纤组件缓缓放入清洁后的自聚焦透镜及陶瓷套管组成的组件里，并将自聚焦透镜高端与尾纤组件的低端对齐，然后在自聚焦透镜高端用红色记号笔作好标识。

在步骤3)中可按如图2所示的预制的调试光路结构，按把第一光路光源端10接光功率计，测试光源的大小，把光功率计回零；把第一光路光源端10与待调准直器30的陶瓷毛细管的尾纤用熔接机熔接，第二光路反射端20连接到光功率计上，把待调准直器30固定在5维调试架上(同时将另外一支参数好的准直器固定到另外一个5维调节架上，准直器也可以是当天调试好的准直器)，并在目镜头下观察，将自聚焦透镜高点与陶瓷毛细管低点对齐，使光功率计的读数最大，达到预定要求，如无法达到预定要求，可用棉签蘸适量酒精清洁自聚焦透镜端面，如果还是不合格，则将陶瓷毛细管拉出上述自聚焦透镜及陶瓷套管组成的组件看陶瓷毛细管的回波损耗(RL)是否大于预定要求，不足时用棉签蘸适量酒精清洁光纤镀膜面，如仍不足则陶瓷毛细管本身反射达不到指标，重新换一根陶瓷毛细管，并将换下的陶瓷毛细管作上标识；以及把上述装好的组件放到5维调节架的V型槽上固定，将光学反射镜40移近自聚焦透镜端面并使读数达到一个较小的数值(通常是小于30db)，调试光学反射镜40离自聚焦透镜端面约工作距离的一半。

详细来说：

1、调节5维调节架，当功率计显示的数据不能再小后，调节5维调节架上自聚焦透镜焦距，重复调节5维调节架，直至光功率计上的读数达到最小，(若为双波长产品可切换波长开关来，重复上述操作)

2、移开光学反射镜40，把另一个装有测试用的准直器的5维调节架与上述先待调光纤准直器的5维调节架对调，两个光纤准直器的端面距离为预定要求(常规工作距离为WD＝5mm)，调节两个5维调节架使功率计读数满足预定要求。

3、挡住自聚焦透镜端面，第二光路端连接到光功率计。所测的回波损耗必须大于预定要求。

4、若插入损耗(IL)和回波损耗达不到指标(一般要求插入损耗＝0.15dB，回波损耗＝65dB)，则返回清洁及配对步骤。

5、将调试完成的光纤准直器从5维调节架上取下，绕成不小于

的圆圈，放在盘子内。

上述步骤完成后，便可在尾纤组件的陶瓷毛细管与陶瓷套管之间的连接处注胶并老化固定，这个过程可包括：当各项参数合格后，用点胶棒粘一小滴胶水涂在陶瓷毛细管与陶瓷套管间隙处；然后使胶水完全固化。其中，在点胶过程中，如回波损耗不能满足预订要求，可立即取出陶瓷毛细管，去除装配物料上的胶，进行返修；之后将光纤准直器进行老化作业。

综上所述，本发明改进了光纤准直器的生产工艺，采用陶瓷套管与陶瓷毛细管后，工艺生产要简单方便很多，由于陶瓷材料制成管一致性好，公差小，在调试过程中不需要配对调试和测试，其产品也可以随意俩俩互配，并可提高成品率。

采用陶瓷毛细管来替代玻璃毛细管后，在做光纤尾纤时不会很容易产品崩口现象，并且工艺从原来玻璃毛细管的5道研磨工艺，减少为现在只需要4道研磨就完全可以达到原来的指标。因此与现有技本相比，本发明实施例的光纤准直器的生产工艺更节省时间，且少一道研磨砂纸，可更加节约成本。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种光纤准直器，包括尾纤组件、套管及自聚焦透镜，该尾纤组件包括毛细管与插设于该毛细管内的光纤，该毛细管及自聚焦透镜固定于该套管内，其特征在于：该套管及该毛细管均由陶瓷材料形成。

2.如权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于：该套管通过胶水分别与该毛细管及该自聚焦透镜相固定。

3.一种光纤准直器的生产工艺，其包括以下步骤：

1)清洁陶瓷套管及自聚焦透镜，将该自聚焦透镜装入该陶瓷套管中，并在该自聚焦透镜与该陶瓷套管的连接处点胶、烘烤老化；

2)清洁上述陶瓷套管及透镜组成的组件与尾纤组件，将该尾纤组件装入该陶瓷套管中配对成光纤准直器；

3)调试上述光纤准直器；

4)在尾纤组件的陶瓷毛细管与陶瓷套管之间的连接处注胶并老化固定；

5)检验测试上述光纤准直器；以及

6)包装上述光纤准直器。

4.如权利要求3所述的光纤准直器的生产工艺，其特征在于，步骤1)中清洁陶瓷套管的方法包括：

将浸于适量的清洁液和无水乙醇中的该陶瓷套管置于超声波清洗机中清洗至少30分钟；

将浸于适量的无水乙醇中的陶瓷套管置于超声波清洗机中清洗至少1小时；以及

在85℃±10℃温度下将陶瓷套管烘烤至少1小时。

5.如权利要求3所述的光纤准直器的生产工艺，其特征在于：步骤1)中清洁该自聚焦透镜的方法包括在30倍的带分划目镜显微镜下用适量酒精清洁该自聚焦透镜柱面和两端面。

6.如权利要求3所述的光纤准直器的生产工艺，其特征在于：步骤1)中该自聚焦透镜装入该陶瓷套管中的方法包括：首先将该自聚焦透镜倾斜的一端装入该陶瓷套管中；然后用紫外线胶水点在该自聚焦透镜与陶瓷套管接触处，再用紫外线照射，其中紫外线照射时间为20秒以上；之后将该自聚焦透镜及陶瓷套管组成的组件置于85℃±5℃烤盘上加热至少5分钟。

7.如权利要求3所述的光纤准直器的生产工艺，其特征在于：步骤1)中烘烤老化的方法包括：在45±10℃温度下老化1小时；然后在85±10℃温度下老化1小时；之后在110±10℃温度下老化1小时；最后将温度调至45℃逐渐冷却。

8.如权利要求3所述的光纤准直器的生产工艺，其特征在于，步骤4)中注胶并老化固定的方法包括：

用胶涂在该陶瓷毛细管与该陶瓷套管间隙处；以及

固化所涂的胶。

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