CN103616750A - 气密光纤及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气密光纤，包括光纤（401），还包括：设置于所述光纤（401）去除涂覆层的部位外侧的中间金属管（201），所述中间金属管（201）与所述光纤（401）之间填充有玻璃焊料（501）；套设于所述中间金属管（201）的一端的前金属套管（202），所述前金属套管（202）与所述光纤（401）之间填充环氧胶水（301）；套设于所述中间金属管（201）的另一端的后金属套管（203），所述后金属套管（203）与所述光纤（401）之间填充环氧胶水（301）。本发明实施例提供的气密光纤，有效地提高了密封效果。本发明还提供了一种气密光纤的制造方法。

Description

气密光纤及其制造方法

技术领域

本发明涉及光纤制造技术领域，特别涉及一种气密光纤及其制造方法。

背景技术

随着科技和经济的飞速发展，光网络遍布全球各地。其中，相当多的光网络是在野外使用，为了避免野外环境气候的影响，光网络需要选用可靠性高的光学器件。

以在光网络中使用的激光器和光探测器为例，其必须远离湿气，否则极容易失效。为了解决这一问题，需要将激光器和光探测器密封起来。但是，激光器和光探测器均靠光纤将光引出或者导入。因此，需要对光纤进行高可靠性的气密密封。

请参考图1，图1为一种现有技术中的气密光纤的结构示意图；图2为另一种现有技术中的气密光纤的结构示意图。

如图1所示，第一种气密光纤的制造方式为：先将光纤02涂覆层剥去，然后将剥去外皮的地方进行镀金01，然后通过锡焊04将光纤02与需要引入或引出光纤的金属壳体03焊接，完成光纤与金属壳体03的密封。但是，将光纤镀金处理，其工艺复杂，这直接导致其成本居高不下。同时这种镀金的光纤和其它器件采用焊锡焊接后如果再次焊接，传导的热量将导致焊锡软化，从而导致器件密封光纤移位，从而影响光路插入损耗，并且密封效果不高。

如图2所示，第二种气密光纤的制造方式为：先将光纤10涂覆层剥去，再采用环氧胶水11密封光纤，但是环氧胶水11其热膨胀系数和金属壳体12的热膨胀系数差异较大，在极端天气情况下，环氧胶水11极易和金属剥离，从而导致气密性变差。

因此，如何提高密封效果，已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种气密光纤，以提高密封效果。本发明还提供了上述气密光纤的制造方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种气密光纤，包括光纤，还包括：

设置于所述光纤去除涂覆层的部位外侧的中间金属管，所述中间金属管与所述光纤之间填充有玻璃焊料；

套设于所述中间金属管的一端的前金属套管，所述前金属套管与所述光纤之间填充环氧胶水；

套设于所述中间金属管的另一端的后金属套管，所述后金属套管与所述光纤之间填充环氧胶水。

优选地，上述气密光纤中，所述中间金属管内设置有定位孔，所述玻璃焊料填充于所述定位孔与所述光纤之间。

优选地，上述气密光纤中，还包括填充于所述阶梯孔与所述光纤之间的填充物质；所述填充物质为硅胶或硅脂。

优选地，上述气密光纤中，所述前金属套管插接于所述中间金属管的一端；

所述后金属套管插接于所述中间金属管的另一端。

优选地，上述气密光纤中，所述前金属套管的内壁与所述中间金属管之间设置有高温胶水层；

所述后金属套管的内壁与所述中间金属管之间设置有高温胶水层。

本发明还提供了一种如上述任一项所述的气密光纤的制造方法，包括步骤：

1）光纤预处理；

2）将所述光纤去除涂覆层的部位设置于所述中间金属管内，并在所述中间金属管与所述光纤之间添加玻璃焊料；

3）将所述中间金属管的一端设置前金属管，并在所述前金属管与所述光纤之间填充环氧胶水；

4）将所述中间金属管远离所述前金属管的一端设置后金属管，并在所述后金属管与所述光纤之间填充环氧胶水；

5）放置于高低温循环箱中循环。

优选地，上述气密光纤的制造方法，

所述步骤1）与所述步骤2）之间还包括步骤12）：将所述光纤设置于定位对中夹具中，并将所述定位对中夹具装入所述中间金属管内。

优选地，上述气密光纤的制造方法，所述步骤3）与所述步骤4）之间还包括步骤34）：撤出所述定位对中夹具，在所述中间金属管与所述光纤的空隙之间填充硅脂或硅胶。

优选地，上述气密光纤的制造方法，所述定位对中夹具包括定位对中夹具底块、定位对中夹具盖及用于固定两者的锁紧环；

所述步骤12）中将所述光纤设置于定位对中夹具中具体为：将所述光纤设置于所述定位对中夹具底块的固定槽内，将所述定位对中夹具盖扣设于所述定位对中夹具底块上，然后在所述定位对中夹具底块和所述定位对中夹具盖的组合体外套设锁紧环固定。

优选地，上述气密光纤的制造方法，所述步骤34）中，撤出所述定位对中夹具具体为：拆除锁紧环，将所述定位对中夹具盖由所述中间金属管移除，再将定位对中夹具底块由所述中间金属管移除。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的气密光纤，在光纤的局部涂覆层剥去，再将光纤去除涂覆层的部分设置于中间金属管内，并在其中填充玻璃焊料，使其固定；并在中间金属管的两端分别套设前金属套管和后金属套管，在其与光纤之间填充环氧胶水。在气密光纤安装过程中，将中间金属管、前金属套管和后金属套管通过与金属壳的焊接完成了光纤相对于部件的密封。通过内部设置玻璃焊料，两端增加环氧胶水的密封方式，有效地提高了密封效果。

本发明还提供了一种制造上述气密光纤的制造方法，由于上述气密光纤具有上述效果，制造上述气密光纤的制造方法也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有技术中的气密光纤的结构示意图；

图2为另一种现有技术中的气密光纤的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的气密光纤的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的中间金属管的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的中间金属管的剖视示意图；

图6为本发明实施例提供的对中定位夹具底块的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的对中定位夹具盖的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S12的操作示意图；

图9为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S2的操作示意图；

图10为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S3的第一步操作示意图；

图11为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S3的第二步操作示意图；

图12为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S3的第三步操作示意图；

图13为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S34的第一步操作示意图；

图14为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S34的第二步操作示意图；

图15为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S34的第三步操作示意图；

图16为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S34的第四步操作示意图；

图17为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S4的第一步操作示意图；

图18为本发明实施例提供的气密光纤的制造方法的S4的第二步操作示意图。

图1中，

镀金—01，光纤—02，金属壳体—03，锡焊—04；

图2中，

光纤—10，环氧胶水—11，金属壳体—12；

图3-图18中，

定位对中夹具盖—101，定位对中夹具底块—102，锁紧环—103，中间金属管—201，定位孔—211，前金属套管—202，后金属套管—203，环氧胶水—301，填充物质—302，光纤—401，玻璃焊料—501，高温胶水层—601。

具体实施方式

本发明公开了一种气密光纤，以提高密封效果。本发明还提供了上述气密光纤的制造方法。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图3，图3为本发明实施例提供的气密光纤的结构示意图。

本发明实施例提供了一种气密光纤，包括光纤401，还包括：设置于光纤401去除涂覆层的部位外侧的中间金属管201，中间金属管201与光纤401之间填充有玻璃焊料501；套设于中间金属管201的一端的前金属套管202，前金属套管202与光纤401之间填充环氧胶水301；套设于中间金属管201的另一端的后金属套管203，后金属套管203与光纤401之间填充环氧胶水301。

本发明实施例提供的气密光纤，在光纤401的局部涂覆层剥去，再将光纤401去除涂覆层的部分设置于中间金属管201内，并在其中填充玻璃焊料501，使其固定；并在中间金属管201的两端分别套设前金属套管202和后金属套管203，在其与光纤401之间填充环氧胶水301。在气密光纤安装过程中，将中间金属管201、前金属套管202和后金属套管203通过与金属壳的焊接完成了光纤401相对于部件的密封。通过内部设置玻璃焊料501，两端增加环氧胶水301的密封方式，有效地提高了密封效果。

优选地，中间金属管201、前金属套管202及后金属套管203均为可伐合金（KOVAR）管。

光纤401在玻璃焊料501的居中要求很高，光纤401非居中玻璃焊料501将产生非对称应力将导致保偏光纤消光比发生变化。在本实施例中，中间金属管201内设置有定位孔211，玻璃焊料501填充于定位孔211与光纤401之间。通过设置定位孔211，有效地缩小了玻璃焊料501的填充空间，进而降低光纤401产生非对称应力。

为了进一步提高密封效果，还包括填充于阶梯孔与光纤401之间的填充物质302。其中，需要说明的是填充物质302为填充中间金属管201内没有玻璃焊料501的空间。

在本实施例中，填充物质302为硅胶或硅脂。通过采用真空密封材料的硅脂或硅胶，其真空密封度可达6×10^-8amt.cc/s，因此，在中间金属管201与光纤401的空隙之间填充的硅脂或硅胶，与中间金属管201内的玻璃焊料501相配合，有效地提高了中间金属管201与光纤401的密封效果。

为了便于安装，中间金属管201的一端插接于前金属套管202内；中间金属管201的另一端插接于后金属套管203内。通过插接，有效地提高了中间金属管201与前金属套管202和后金属套管203的连接强度，并且，方便了安装操作。

为了进一步提高密封效果，前金属套管202的内壁与中间金属管201之间设置有高温胶水层601；后金属套管203的内壁与中间金属管201之间设置有高温胶水层601。即在中间金属管201的一端的外边面上涂抹高温胶水层601，并将其套设于前金属套管202内，使其与前金属套管202的内壁粘合；在中间金属管201的另一端的外边面上涂抹高温胶水层601，并将其套设于后金属套管203内，使其与后金属套管203的内壁粘合。

其中，高温胶水层601的工作温度为400℃-600℃；环氧胶水301的工作温度大于200℃。

本发明实施例还提供了上述任一种气密光纤的制造方法，包括步骤：

S1：光纤401预处理；

将光纤401的一部分通过加热剥皮器或刀片等工具去除表面的涂覆层，裸露光纤。

优选地，去除涂覆层的部分的长度约为3mm，也可以根据实际工况设置其他长度；用无尘纸粘取酒精清擦拭裸露光纤，然后用酒精振洗1分钟，然后氮气吹干，以避免裸露光纤沾染灰尘及杂质。

S2：将光纤401去除涂覆层的部位设置于中间金属管201内，并在中间金属管201与光纤401之间添加玻璃焊料501；

S3：将中间金属管201的一端设置前金属管并在前金属管与光纤401之间填充环氧胶水301；

优选地，将中间金属管201的一端添加高温胶水，再与前金属管通过插接连接，高温胶水置于前金属管的内壁与中间金属管201的外壁之间，通过高温胶水连接两者。

S4：将中间金属管201远离前金属管的一端设置后金属管，并在后金属管与光纤401之间填充环氧胶水301；

优选地，将中间金属管201的另一端添加高温胶水，再与后金属管通过插接连接，高温胶水置于后金属管的内壁与中间金属管201的外壁之间，通过高温胶水连接两者。

S5：放置于高低温循环箱中循环。

通过在高低温循环箱中循环20小时以上，完成产品制造。优选地，在循环箱中循环24小时左右。

本发明实施例提供的气密光纤的制造方法，制造的气密光纤通过中间玻璃焊料501密封，两端环氧胶水301密封，有效的提高了其密封性。

光纤401在玻璃焊料501的居中要求很高，光纤401非居中玻璃焊料501产生非对称应力将导致保偏光纤消光比发生变化。因此，在本实施例中，步骤S1与所述步骤S2之间还包括步骤S12：将光纤401设置于定位对中夹具中，并将定位对中夹具装入中间金属管201内。

如图4和图5所示，中间金属管201内设置有定位孔211；将定位对中夹具装入中间金属管201内，定位对中夹具具有插入定位孔211的定位管，光纤401即由定位管内穿出；步骤S2中，向中间金属管201的定位孔211与光纤401之间添加玻璃焊料501。其中，定位管的轴向长度小于定位孔211的轴向长度，当定位管插入定位孔211后，定位孔211的剩余空间即为填充玻璃焊料501的空间。通过定位对中夹具对光纤401进行定位，并将定位对中夹具置于中间金属管201内，通过定位对中夹具的外表面与中间金属管201的配合，完成了光纤401的对中操作，通过定位孔211与定位管的端面配合，完成了光纤401的轴向定位。

步骤S3与步骤S4之间还包括步骤S34：撤出定位对中夹具，在中间金属管201与光纤401的空隙之间填充硅脂或硅胶。

如图6-图9所示，定位对中夹具包括定位对中夹具底块102、定位对中夹具盖101及用于固定两者的锁紧环103；步骤S12中将光纤401设置于定位对中夹具中具体为：将光纤401设置于定位对中夹具底块102的固定槽内，将定位对中夹具盖101扣设于定位对中夹具底块102上，然后在定位对中夹具底块102和定位对中夹具盖101的组合体外套设锁紧环103固定。定位对中夹具底块102上设置有阶梯槽，去除表面涂覆层的光纤401设置于浅槽内，没有去除表面涂覆层的光纤401设置于深槽内，以便于对光纤401进行轴向定位；在定位对中夹具底块102上盖设定位对中夹具盖101，并将锁紧环103设置于定位对中夹具底块102与定位对中夹具盖101的外侧，使定位对中夹具底块102与定位对中夹具盖101固定，以便于对光纤401进行对中定位；将对光纤401完成定位操作后的定位对中夹具置于中间金属管201内，通过定位对中夹具与中间金属管201的配合完成光纤401相对于中间金属管201的对中操作。

进一步地，定位对中夹具底块102与定位对中夹具盖101的外表面均设置有定位部，用于定位锁紧环103的位置。

进一步地，为了避免拆除定位对中夹具的过程中对光纤401的位置造成影响，步骤S34中，撤出定位对中夹具具体为：拆除锁紧环103，将定位对中夹具盖101由中间金属管201移除，再将定位对中夹具底块102由中间金属管201移除。

如图9-图18所示，在具体制造过程中，将光纤401置于定位对中夹具底块102，将定位对中夹具盖101盖于定位对中夹具底块102上并通过锁紧环103锁紧；将定位对中夹具置于中间金属管201内，在其远离定位对中夹具的插入端填充玻璃焊料501；在中间金属管201填充玻璃焊料501的一端的外表面添加高温胶水层601，将前金属套管202套设于中间金属管201的一端，并通过高温胶水层601粘合；在前金属套管202内添加环氧胶水301；拆除锁紧环103，并将定位对中夹具盖101及定位对中夹具底块102依次由中间金属管201内拆除；补充硅胶或硅脂到中间金属管201拆除定位对中夹具后产生的空腔内；在中间金属管201的另一端的外表面添加高温胶水层601，将后金属套管203套设于中间金属管201的一端，并通过高温胶水层601粘合；在后金属套管203内添加环氧胶水301，完成气密光纤的封装。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气密光纤，包括光纤（401），其特征在于，还包括：

设置于所述光纤（401）去除涂覆层的部位外侧的中间金属管（201），所述中间金属管（201）与所述光纤（401）之间填充有玻璃焊料（501）；

套设于所述中间金属管（201）的一端的前金属套管（202），所述前金属套管（202）与所述光纤（401）之间填充环氧胶水（301）；

套设于所述中间金属管（201）的另一端的后金属套管（203），所述后金属套管（203）与所述光纤（401）之间填充环氧胶水（301）。

2.如权利要求1所述的气密光纤，其特征在于，所述中间金属管（201）内设置有定位孔（211），所述玻璃焊料（501）填充于所述定位孔（211）与所述光纤（401）之间。

3.如权利要求2所述的气密光纤，其特征在于，还包括填充于所述中间金属管（201）与所述光纤（401）之间的填充物质（302）；所述填充物质（302）为硅胶或硅脂。

4.如权利要求1所述的气密光纤，其特征在于，所述前金属套管（202）插接于所述中间金属管（201）的一端；

所述后金属套管（203）插接于所述中间金属管（201）的另一端。

5.如权利要求4所述的气密光纤，其特征在于，所述前金属套管（202）的内壁与所述中间金属管（201）之间设置有高温胶水层；

所述后金属套管（203）的内壁与所述中间金属管（201）之间设置有高温胶水层。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的气密光纤的制造方法，其特征在于，包括步骤：

1）光纤（401）预处理；

2）将所述光纤（401）去除涂覆层的部位设置于所述中间金属管（201）内，并在所述中间金属管（201）与所述光纤（401）之间添加玻璃焊料（501）；

3）将所述中间金属管（201）的一端设置前金属管，并在所述前金属管（202）与所述光纤（401）之间填充环氧胶水（301）；

4）将所述中间金属管（201）的另一端设置后金属管，并在所述后金属管（203）与所述光纤（401）之间填充环氧胶水（301）；

5）放置于高低温循环箱中循环。

7.如权利要求6所述的气密光纤的制造方法，其特征在于，

所述步骤1）与所述步骤2）之间还包括步骤12）：将所述光纤（401）设置于定位对中夹具中，并将所述定位对中夹具装入所述中间金属管（201）内。

8.如权利要求7所述的气密光纤的制造方法，其特征在于，所述步骤3）与所述步骤4）之间还包括步骤34）：撤出所述定位对中夹具，在所述中间金属管（201）与所述光纤（401）的空隙之间填充硅脂或硅胶。

9.如权利要求7或8所述的气密光纤的制造方法，其特征在于，所述定位对中夹具包括定位对中夹具底块（102）、定位对中夹具盖（101）及用于固定两者的锁紧环（103）；

所述步骤12）中将所述光纤（401）设置于定位对中夹具中具体为：将所述光纤（401）设置于所述定位对中夹具底块（102）的固定槽内，将所述定位对中夹具盖（101）扣设于所述定位对中夹具底块（102）上，然后在所述定位对中夹具底块（102）和所述定位对中夹具盖（101）的组合体外套设锁紧环（103）固定。

10.如权利要求9所述的气密光纤的制造方法，其特征在于，所述步骤34）中，撤出所述定位对中夹具具体为：拆除锁紧环（103），将所述定位对中夹具盖（101）由所述中间金属管（201）移除，再将定位对中夹具底块（102）由所述中间金属管（201）移除。

Images