CN102830467A - 一种高回损衰减可调连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高回损衰减可调连接器，包括前外套、前导光部件、后导光部件、中间外套、第一弹性装置、第二弹性装置、后外套，前导光部件放置于相匹配的前外套，后导光部件放置于相匹配的中间外套，中间外套与前外套扣合后把前导光部件、第一弹性装置限制在其形成的空间里，后外套与中间外套扣合后把后导光部件、第二弹性装置限制在其形成的空间里；前导光部件和后导光部件中的插芯耦合面上均设置有斜面角度且耦合面保持物理接触，前导光部件或者后导光部件连接有使前导光部件或后导光部件沿光轴方向旋转角度的驱动装置；采用本发明结构简单，成本低廉，不仅可以做为常规通用连接器使用，还可以做为光衰减器使用。

Description

一种高回损衰减可调连接器

 

技术领域

本发明涉及一种光纤连接器,特别是涉及一种可实现高回损衰减可调的连接器,本发明属于通信领域。

 

背景技术

光衰减器是一种重要的光无源器件，在光传输过程中可按照实际需要对光功率进行衰减，随着市场对各种不同衰减值器件需求增长速度的加快，市场出现了种类繁多的衰减方案产品，但这些方案或存在成本过高，或性能不稳定，或不适合大批量生产等缺点。

实用新型专利“阴阳式光纤衰减器 ZL200720106709.5”如图1所示，通过挡块使对接的两个光纤端面产生空气间隙来实现光功率的衰减。虽然比常规的使用昂贵衰减光纤方案成本低，但它是一种固定衰减器，产品成型后衰减值不能实现可调。在实际生产时，必须同时生产不同衰减间隙的产品，以应对不同的市场需求，使仓储，运输，订单管理等产生额外的费用及品质风险。

实用新型专利“光纤可调衰减器ZL200720106710.8”如图2所示，通过一个弹片使对接的两个光纤端面的间隙可以变化，从而实现衰减值的可调。但由于弹性体的弹片在外部环境不稳定的时候，例如整个装置受到震动冲击，或整个装置在移动状态工作等情况，事先调好的光纤端面间隙可能会由于弹片的变形发生变化，从而引起整个装置衰减值的不稳定或整个通讯系统的不稳定。

实用新型专利“光衰减器ZL200910203993”，通过安装具有不同衰减值光纤接头来实现衰减可调，但其光纤接头包含昂贵的衰减光纤，并且是通过替换元器件的方法实现可调功能，成本比较高且操作性不够简单使用。

其它使用棱镜，衰减片，滤光片等方案存在成本都过高或者产品封装尺寸过大等技术问题。

 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种可实现高回损衰减可调的连接器，不仅可以做为常规通用连接器使用，还可以做为光衰减器使用。

本发明技术的原理是：本发明高回损可调衰减器包含前导光部件与后导光部件。前导光部件设置在前外套里面，后导光部件设置在中外套里面，前外套与中间外套通过配合结构扣合，中间外套与后外套通过配合结构扣合，前导光部件与后导光部件通过弹性装置相互作用而紧密配合以实现端面接触耦合的稳定。前导光部件与后导光部件端接面都设计为斜面，以保证光传输过程中的高回损特性。使用驱动装置带动前导光部件相对于后导光部件沿光轴方向旋转一定角度的时候，光信号的衰减值就会随着角度的变化而变化，并且遵循一定的规律，同时继续保持高回损特性。

本发明所采用的技术方案是：

一种高回损衰减可调连接器，包括前外套、前导光部件、后导光部件、中间外套、第一弹性装置、第二弹性装置、后外套，前导光部件放置于相匹配的前外套，后导光部件放置于相匹配的中间外套，中间外套与前外套扣合后把前导光部件、第一弹性装置限制在其形成的空间里，后外套与中间外套扣合后把后导光部件、第二弹性装置限制在其形成的空间里；前导光部件和后导光部件中的插芯耦合面上均设置有斜面角度且耦合面保持物理接触，前导光部件或者后导光部件连接有使前导光部件或后导光部件沿光轴方向旋转角度的驱动装置。

所述前导光部件和后导光部件中的插芯耦合面设置的斜面角度相同。

所述驱动装置包含驱动柄、凸台、旋转防滑盘，驱动柄与旋转防滑盘固定连接，凸台位于驱动柄前端且固定连接，与其连接的前导光部件或者后导光部件上设置有同凸台相扣合的凹槽。

所述第一弹性装置和第二弹性装置是弹片或者弹簧。

所述前导光部件包括第一金属尾柄和第一插芯，第一金属尾柄上设置有第一防旋转结构，该第一防旋转结构为凸起的正多边形。

所述前外套同第一防旋转结构相匹配的位置为正多边形内孔，该内孔长度小于前导光部件在衰减调节状态下被沿光轴推后的距离。

所述后导光部件包括第二金属尾柄和第二插芯，第一金属尾柄上设置有第二防旋转结构，该第二防旋转结构为凸起的正多边形。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供一种多功能连接器设计方案，不仅可以做为常规通用连接器使用，还可以做为光衰减器使用；

2、本发明产品结构简单，成本低廉，可以实现现场安装和快速衰减可调功能的实现。

 

附图说明

图1、现有技术阴阳式光纤衰减器结构示意图；

图2、现有技术光纤可调衰减器结构示意图；

图3、本发明LC型高回损可调衰减器剖面示意图；

图4、本发明LC型高回损可调衰减器中的前导光部件结构示意图；

图5、本发明LC型高回损可调衰减器中的后导光部件结构示意图；

图6、本发明LC型高回损可调衰减器中驱动装置结构示意图；

图7、本发明LC型高回损可调衰减器中的前导光部件正视图；

图8、本发明LC型高回损可调衰减器中的前导光部件正视图；

图9、本发明中耦合点211与耦合点511间距为L示意图；

图10、本发明中耦合点211与耦合点511间距为L=Lmin=0时示意图；

图11、本发明通过驱动装置旋转前导光部件调节衰减器衰减值的状态示意图；

图12、本发明驱动装置与前导光部件扣合的局部视图；

图13、本发明SC型高回损衰减可调连接器剖面示意图；

其中：

1、前外套；                         2、前导光部件；

3、第一弹性装置；                   4、中间外套；

5、后导光部件；                     6、第二弹性装置；

7、后外套；                         8、护套；

9、准直套筒；                       26、第一金属尾柄；

28、第一插芯；                      27、第一光纤；

56、第二金属尾柄；                  58、第二插芯；

57、第二光纤；                      21、第一耦合面

51、第二耦合面；                    24、第一防旋转结构；

54、第二防旋转结构；

211、第一耦合点，即：第一耦合面21与光轴的相交点；

212、第一接触点，即：第一耦合面21同后导光部件的接触点；

511、第二耦合点，即：第二耦合面51与光轴的相交点；

512、第二接触点，即：第二耦合面51上与第一接触点212的接触点

L、第一耦合点211与第二耦合点511之间的距离；

具体实施方式

下面结合附图给出具体实施实例，进一步说明本发明是如何实现的。

如图3所示，以LC型高回损可调衰减器为例，本发明这种高回损衰减可调连接器结构包含前外套1、前导光部件2、后导光部件5、中间外套4、第一弹性装置3、第二弹性装置6、后外套7、护套8与准直套筒9，前导光部件2如图4和图7所示，包含第一金属尾柄26，以及在第一金属尾柄26内孔中的第一插芯28，第一插芯28中心内孔中有第一光纤27，第一金属尾柄26上设置有凹槽22；后导光部件5如图5所示，包含第二金属尾柄56，设置在第二金属尾柄56内孔中的第二插芯58，第二插芯58中心内孔中设置有第二光纤57；前导光部件2放置于前外套1中，后导光部件5放置于中间外套4中，中间外套4与前外套1扣合后把前导光部件2限制在中间外套4与前外套1形成的空间里，同时第一弹性装置3也被限制在中间外套4与前外套1形成的这个空间里，第一弹性装置3会施加于前导光部件2向前的预紧力，以满足标准LC连接器对接预紧力的要求。准直套筒9放置于中间外套4中，第一插芯28放置于准直套筒9的内孔中，这样就保证了第一插芯28的光轴与光路光轴的同心度,从而保证了耦合质量与效率。后外套7与中间外套4扣合后把后导光部件5限制在后外套7与中间外套4形成的空间里，第二弹性装置6放置于后外套7与中间外套4形成的空间里，第二弹性装置6会施加于后导光部件5向前的预紧力，这时候第二插芯58穿过中间外套4的内孔，放置于准直套筒9的内孔中，并且与第一插芯28在准直套筒9的内孔中对接耦合。如图7所示，第一插芯28上的第一耦合面21在设计上设置为一个与光轴垂直面夹角为β的斜面，第一耦合面21与光轴的相交点为第一耦合点211，第一耦合面21上始终会与后导光部件5接触的点为第一接触点212，第一接触点212在光轴上的投影点与第一耦合点211的距离为L1，在设计上使第一光纤27与光轴在同一直线上；如图8所示，第二插芯58的第二耦合面51在设计上设置为一个与光轴垂直面夹角为α的斜面，第二耦合面51与光轴的相交点为第二耦合点511，第二耦合面51上与第一接触点212之间的接触点为第二接触点512，第二接触点512在光轴上的投影点与第二耦合点511的距离标记为L2，在设计上使第二光纤57与光轴在同一直线上。其中在本发明结构中，第二接触点512在第二耦合面51上的位置不是固定不变，此点在第二耦合面51的位置会随着产品衰减值不同而不同。α与β的值取决于产品回损的设计，根据不同的系统回损要求，可以设计不同的α与β值来实现。因为第一弹簧装置3和第二弹性装置6的作用，可以保证第二插芯58与第一插芯28的耦合面上总是有一个预紧力存在，此时第二插芯58与第一插芯28的耦合面保持物理接触。

本发明参照的LC 型高回损衰减器的优选实例，使用一种专用的驱动装置11为衰减可调连接器提供衰减可调的驱动。本驱动装置11如图6所示，包含驱动柄113，驱动柄前端的凸台111，旋转防滑盘112，驱动柄113与旋转防滑盘112固连，凸台111与驱动柄113固连并处于驱动柄113的前端。驱动柄113是中空的，也即非实芯。凸台111同前导光部件2上设置的凹槽22相扣合。该驱动装置可以集成到衰减可调连接器内部结构中，也可以作为单独的旋转工具提供旋转驱动。

如图7所示，本实施例中，同驱动装置相连的前导光部件2上设计有第一防旋转结构24，此第一防旋转结构24可以通过很多方式实现，在本实例中，我们设计第一防旋转结构24是在第一金属尾柄26部分位置上设置有凸起的正多边形，具体实例以正六方形为例，第一防旋转结构24具有防旋转功能的原因是:在前外套1与之匹配的位置，我们对应地设计了正多边形内孔，具体我们以正六方形孔代替来说明。前导光部件2的第一防旋转结构24插入到相匹配的前外套1中的正六方形内孔中后，此时前导光部件2相对于前外套1就不能旋转了。而且前外套1中与前导光部件2的第一防旋转结构24匹配的长度在设计上是有长度限制的，此长度限制是指前外套1上的正六方形内孔位置是与前导光部件2的第一防旋转结构24匹配的位置，前外套1中正六方形内孔长度小于前导光部件2在调节衰减值状态下可被沿光轴推后的距离。那么在正常工作状态下，前导光部件2不会相对于前外套1发生转动，而在调节衰减值状态时，前导光部件被推出前外套上的有长度限制的防旋转结构后，就暂时脱离了防旋转结构的约束，前导光部件2通过旋转驱动装置就可以实现前导光部件2相对于前外套1的转动。而如图8所示,后导光部件5上设计有第二防旋转结构54，第一防旋转结构54可以是第二金属尾柄56部分位置上设置有凸起的正多边形，中间外套4设计有与第二防旋转结构54相匹配的结构，使后导光部件5不能相对于中间外套4旋转，但此处的防旋转结构在设计上是没有长度限制的，也即不管是在工作状态还是非工作状态，此处的防旋转结构持续起作用。第一插芯28的第一耦合面21与第二插芯58的第二耦合面51在准直套筒9的内孔中总是全部或者部分物理接触，并且由于第二弹性装置6的作用，第一插芯58的第二耦合面51与第一插芯28的耦合面会紧紧地接触在一起。所以第一耦合面21与第二耦合面51不会由于外部震动等其他不确定原因产生沿光轴方向的相对位移。也即在正常工作状态下，第一插芯28与第二插芯58不会发生相对旋转并且由于各自对应弹性装置的作用，使第一插芯28的第一耦合面21与第二插芯58的第二耦合面51始终接触在一起，不管这个接触是面与面的接触还是面与点的接触，第一耦合点211与第二耦合点511之间的距离都是不变的。也即第一耦合点211与第二耦合点511之间空气间隙的大小是不变的，此处空气间隙决定光路衰减值大小的理论在现有技术其他文章中有详细描述，在此就不做说明了。所以在正常工作状态下,本发明衰减可调连接器可以保持衰减性能的稳定。

本发明的衰减可调功能实现具体描述如下：以α=β=8°为例，如图10所示，使衰减可调连接器的初始状态为第一耦合面21与第二耦合面51面以面接触的形式对接，此时第一耦合点211与第二耦合点511理论距离为零，也即衰减可调连接器的初始衰减值为零,这个时候此衰减可调连接器可以作为常规的并且无衰减的通用光纤连接器使用。当我们使用驱动装置11从前外套1的内孔穿入，如图11所示，使驱动装置11上的凸台111与前导光部件2上的凹槽22扣合，局部视图如图12所示。然后使驱动装置11沿着如图11所示的A方向产生一个确定的位移，此位移长度大于或等于前导光部件2上第一防旋转结构24与前外套1上的有限匹配长度，这时候前导光部件2推着后导光部件5同样的地沿着A方向也移动了这个确定的位移，由于第二弹性装置6的作用，后导光部件5的第二耦合点511与前导光部件2的第一耦合点211的距离不会发生变化，所以这个时候，衰减可调连接器的衰减值还不会发生变化，这个确定的位移可以通过设计驱动装置11上的凸台111的长度来实现，而这个时候，前导光部件2已经脱离了前外套1上防旋转结构的束缚；然后如图11所示，我们通过驱动装置11使前导光部件2沿B方向旋转一个角度θ的偏移量，而这个时候由于后导光部件5与中间外套4的防旋转结构，后导光部件5不会发生旋转，也即第二耦合面51不会反生旋转。由于第一耦合面21与第二耦合面51都是斜面，在第二耦合面51保持不动的情况下，第一耦合面21以光轴为轴发生了一个角度偏移量θ后，第一耦合点211就会相对与第二耦合点511沿A方向的反方向移动一定的距离Lx, Lx的大小与产品的衰减变化值成一定的正比关系,而Lx是以α,β为常数, θ为自变量的一个周期性函数。从上文对L1,L2的定义可以得出，第一耦合点211与第二耦合点511的距离L=L0 +Lx,而Lx=L1-L2,L0是由产品设计决定的，例如本文预设α=β，那么L0=0,则L=Lx=L1-L2，并且在初始状态设计第一耦合面21和第二耦合面51正好以面与面的形式对接时，如图11所示，L1=L2，也即在初始状态时，Lx= L1-L2=0,也即在初始状态时L=L0+Lx=Lmin=0,也即上文所述的可以作为常规的无衰减的通用连接器使用的情况。当调节衰减值时，驱动装置带动前导光部件发生旋转，由于后导光部件的第二耦合面51不能旋转，前导光部件的第一耦合面21可以旋转，那么第一接触点212在光轴上的投影与第一耦合点211的距离L1是固定的；而随着第一耦合面21的转动，第一接触点212与第二耦合面51的第二接触点512也会在第二耦合面51上移动，那么第二接触点512在光轴上的投影与第二耦合点511的距离L2就发生了变化，在L=L1-L2的关系中，不难看出，随着第一耦合面21的旋转，L的大小就会发生变化，从而实现使产品的衰减值发生改变。

如图13所示，是本发明SC型高回损衰减可调连接器实例的剖面示意图。同样地，根据本发明方案设计的SC型高回损可调衰减器结构与LC型高回损类似，也包含前外套1、前导光部件2、后导光部件5、中间外套4、第一弹性装置3、第二弹性装置6、后外套7、护套8与准直套筒9。前导光部件2放置于前外套1中，后导光部件5放置于中间外套4中，中间外套4与前外套1扣合后把前导光部件2限制在中间外套4与前外套1形成的空间里，同时第一弹性装置3也被限制在中间外套4与前外套1形成的这个空间里，第一弹性装置3会施加于前导光部件2向前的预紧力，以满足标准SC连接器对接预紧力的要求。准直套筒9放置于中间外套4中，前导光部件2与后导光部件5在准直套筒9的内孔中如LC 型高回损衰减可调连接器类似，完成前导光部件2与后导光部件5的对接耦合。后外套7与中间外套4扣合后把后导光部件5限制在后外套7与中间外套4形成的空间里，第二弹性装置6放置于后外套7与中间外套4形成的空间里，第二弹性装置6会施加于后导光部件5向前的预紧力，也类似于LC 型高回损衰减可调连接器，保证后导光部件5与前导光部件2在准直套筒9中对接稳定可靠。而LC型高回损衰减可调连接器与SC 型高回损衰减可调连接器的区别仅仅在于：它们所要使用的场所不同，光系统的接口形状不一样而已。

本发明的前导光部件2与后导光部件5是任何可以传输光信号的光学部件。本发明所述的弹性装置包含可以实现弹性预紧的任何弹性装置，例如弹片，弹簧，弹性材料等，这里参照的LC型高回损衰减器的优选实例，我们使用弹簧来实现本发明所述第一弹性装置和第二弹性装置的弹性预紧功能。本发明所述的衰减可调方案包含在线可调与非在线可调，这里参考的LC型高回损可调衰减器的优选方案通过专用工具非在线旋转前导光部件实现衰减可调；如果前部导光部件与光系统连接，也即在光信号通讯状态，我们也可以通过旋转后导光部件实现前后导光部件沿光轴产生相对的角度变化，从而实现衰减值的变化，这样就实现了衰减可调方案的在线可调。本发明所述的防转结构包含可以实现两个零件的防转的任何防转结构，例如正多边形柱与正多边形孔，凹坑与凸台，销钉与键槽等，本实例LC 高回损衰减可调连接器使用正六边形内孔与正六边形柱实现防转功能。

如上所述，在设计上如果使前导光部件的耦合面斜面角度α等于后导光部件的耦合面斜面角度β,那么在衰减可调连接器的初始状态下,系统传输光信号理论上没有衰减,此时该发明装置就可以作为常规的高回损光纤连接器使用. 该衰减器在这里只是参照LC 型高回损可调衰减器描述，而本发明可以用于任何需要实现高回损特性下的衰减可调功能光连接器，包含LC ,SC ,ST ，MU，MT 型等类型及任何需要实现物理光对接的装置中。因此本发明技术是一种高回损连接器与可调衰减器功能集成的多功能高回损连接器的解决方案。在结构设计上不包含昂贵的衰减光纤及其他复杂的机械结构,因此本发明装置比常规的光纤连接器与常规衰减器方案成本总和还要低,并且实现了产品多种功能的集成化,满足市场上对产品封装小型化,功能集成化的行业要求。

虽然本发明已经详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种高回损衰减可调连接器，其特征在：包括前外套（1）、前导光部件（2）、后导光部件（5）、中间外套（4）、第一弹性装置（3）、第二弹性装置（6）、后外套（7），前导光部件（2）放置于相匹配的前外套（1），后导光部件（5）放置于相匹配的中间外套（4），中间外套（4）与前外套（1）扣合后把前导光部件（2）、第一弹性装置（3）限制在其形成的空间里，后外套（7）与中间外套（4）扣合后把后导光部件（5）、第二弹性装置（6）限制在其形成的空间里；前导光部件（2）和后导光部件（5）中的插芯耦合面上均设置有斜面角度且耦合面保持物理接触，前导光部件（2）或者后导光部件（5）连接有使前导光部件（2）或后导光部件（5）沿光轴方向旋转角度的驱动装置。

2.如权利要求1所述的一种高回损衰减可调连接器，其特征在：所述前导光部件（2）和后导光部件（5）中的插芯耦合面设置的斜面角度相同。

3.如权利要求1所述的一种高回损衰减可调连接器，其特征在：所述驱动装置包含驱动柄（113）、凸台（111）、旋转防滑盘（112），驱动柄（113）与旋转防滑盘（112）固定连接，凸台（111）位于驱动柄（113）前端且固定连接，与其连接的前导光部件（2）或者后导光部件（5）上设置有同凸台（111）相扣合的凹槽（22）。

4.如权利要求1或2或3所述的一种高回损衰减可调连接器，其特征在于：所述第一弹性装置（3）和第二弹性装置（6）是弹片或者弹簧。

5.如权利要求1所述的一种高回损衰减可调连接器，其特征在于：所述前导光部件（2）包括第一金属尾柄（26）和第一插芯（28），第一金属尾柄（26）上设置有第一防旋转结构（24），该第一防旋转结构（24）为凸起的正多边形。

6.如权利要求5所述的一种高回损衰减可调连接器,其持征在于：所述前外套（1）同第一防旋转结构（24）相匹配的位置为正多边形内孔，该内孔长度小于前导光部件（2）在衰减调节状态下被沿光轴推后的距离。

7.如权利要求5所述的一种高回损衰减可调连接器,其持征在于：所述后导光部件（5）包括第二金属尾柄（56）和第二插芯（58），第一金属尾柄（26）上设置有第二防旋转结构（54），该第二防旋转结构（54）为凸起的正多边形。

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