CN103869416B - 一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜 - Google Patents
一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜包括光纤、环氧胶粘接剂、陶瓷插芯、反射膜、管壳、封装粘接剂、尾纤保护硅橡胶7个部分。光纤涂覆层外的紧套管直径范围500μm～900μm；陶瓷插芯的导纤槽包含一段长度为2mm～3.5mm的套筒。光纤剥离断口位于陶瓷插芯的导纤槽内部，用环氧胶粘接剂固定于陶瓷插芯上；反射膜直接蒸镀在陶瓷插芯、环氧胶粘接剂与光纤共同组成的磨抛端面；管壳套在光纤反射镜陶瓷插芯外部，用封装粘接剂粘接固定，封装粘接剂填充在空心管壳的内壁与陶瓷插芯的导纤槽一端及靠近陶瓷插芯的光纤的外壁之间；尾纤保护硅橡胶涂覆在光纤反射镜光纤的根部，以覆盖管壳、封装粘接剂共同组成的端面。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，特别是直径为500μm～900μm紧套管光纤反射镜及封装结构，属于光纤通讯及光纤传感领域中无胶光路或无源光电子器件结构或可靠性设计。
背景技术
光纤反射镜是光纤通信及光纤传感领域中的基本无源器件之一，其功能是实现光路中光的反射。光纤反射镜通常是采用不带紧套管的光纤加工而成，光纤涂覆层直径与裸纤直径相差不大，通常在2倍左右，采用锥形导纤槽结构的陶瓷插芯即可粘接固定裸纤及光纤剥离断口，实现反射镜制备，并满足可靠性使用要求。为适应特殊领域高可靠性的应用需求，反射镜尾部光纤需带紧套管结构的光纤，紧套管直径约在500μm～900μm之间，该直径与裸纤直径的差别约为5～11倍，光纤涂覆层及紧套管剥离后，弯曲时，应力集中在剥离断口处，若采用常规的光纤反射镜结构如图2所示，光纤剥离断口无法沉入到陶瓷插芯锥形槽内，后续加工、流转过程中，光纤剥离断口处极易出现折断现象，从而无法实现该结构的反射镜，更无法满足反射镜的可靠性要求。
发明内容
本发明的技术解决问题是：为适应特殊领域高可靠性的应用需求，光纤反射镜尾纤需选用带紧套管结构的光纤，紧套管直径约在500μm～900μm之间，紧套管直径为裸纤直径的5～11倍，光纤涂覆层及紧套管剥离后，剥离断口是应力集中区，本发明提出了一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，解决了由于紧套管直径与裸纤直径相差大，导致的加工过程中应力集中区光纤极易出现折断的问题，以提高光纤反射镜的可靠性。
本发明的技术解决方案是：一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，其特征在于：包括光纤、环氧胶粘接剂、陶瓷插芯、反射膜、管壳、封装粘接剂、尾纤保护硅橡胶，光纤通过环氧粘接剂粘接在陶瓷插芯上，光纤的剥离断口位于陶瓷插芯的导纤槽内部，环氧胶粘接剂填充于光纤的外壁与陶瓷插芯内壁之间的空隙处；反射膜直接蒸镀在光纤、环氧胶粘接剂及陶瓷插芯共同组成的磨抛端面上；环氧胶粘接剂靠近导纤槽一侧与封装粘接剂的粘接面位于空心管壳的内部，封装粘接剂填充在空心管壳的内壁与陶瓷插芯的导纤槽一端及靠近陶瓷插芯的光纤的外壁之间，尾纤保护硅橡胶涂覆在光纤的根部，以覆盖管壳、封装粘接剂共同组成的端面。
所述光纤包括裸纤、涂覆层和紧套管，紧套管直径范围为500μm～900μm，紧套管为裸纤直径的5～11倍。
所述陶瓷插芯的导纤槽包含一段长度为2mm～3.5mm的套筒。
所述封装用的管壳采用了一端密封的金属管壳，管壳长度比陶瓷插芯（3）长3mm～5mm。
所述的尾纤保护硅橡胶选用了一种耐高温高湿、邵氏硬度在10～80HA之间的硅橡胶。
所述封装粘接剂为石英粉与环氧胶的混合物，以增加环氧胶的粘滞性，避免封装粘接剂流到反射膜上。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
（1）本发明在陶瓷插芯上设计了一段长度为2mm～3.5mm的套筒，固定了光纤剥离断口，解决了由于裸纤与紧套管直径相差大，应力集中导致剥离断口处光纤断裂的问题。
（2）本发明封装管壳结构采用了单封口金属管壳，该结构与尾纤保护硅橡胶共同作用，可保护薄膜与外界环境直接接触。
（3）本发明采用了陶瓷插芯沉入管壳内部的封装方式，粘接固定了陶瓷插芯导纤槽一端及靠近陶瓷插芯一端长度为0.5mm～2mm的光纤，保证了光纤反射镜根部的光纤免受弯曲，避免光纤折断。
附图说明
图1为本发明的一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜示意图；
图2为光纤剥离断口薄弱环节示意图。
具体实施方式
本发明的基本思路为：根据特殊领域应用需求，提高使用可靠性，实现带紧套管结构光纤反射镜制备。针对光纤反射镜结构中影响可靠性的关键点，及裸纤与紧套管直径相差较大，光纤剥离断口保护方面，在陶瓷插芯的导纤槽结构上设计了一段长度为2mm～3.5mm的套筒，固定剥离断口；针对反射膜设计，采用了光纤端面直接蒸镀介质高反膜工艺方案；在薄膜保护方面及封装可靠性方面，设计了单封口封装管壳，采用了沉入式封装方式。
如图1所示，本发明的一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，包括光纤1、环氧胶粘接剂2、陶瓷插芯3、反射膜4、管壳5、封装粘接剂6、尾纤保护硅橡胶7。光纤1通过环氧粘接剂2粘接固定在陶瓷插芯3上，光纤1剥离断口位于陶瓷插芯3的导纤槽内部，剥离断口距离陶瓷插芯3的导纤槽末端距离不小于1.5mm，环氧胶粘接剂2填充于光纤1的外壁与陶瓷插芯3内壁之间的空隙处，该粘接方式可以保护光纤1剥离断口免受弯曲，解决由于裸纤与紧套管直径相差大带来的结构薄弱问题。反射膜4直接蒸镀在光纤1、环氧胶粘接剂2及陶瓷插芯3共同组成的磨抛端面上，薄膜蒸镀过程中，采用离子束辅助工艺，提高薄膜牢固度。光纤反射镜封装时，环氧胶粘接剂2靠近导纤槽一侧与封装粘接剂6的粘接面位于空心管壳5的内部，距离管壳5端口距离0.5mm～2mm，通过封装粘接剂6将陶瓷插芯3导纤槽一端及靠近陶瓷插芯3的光纤1粘接固定在管壳5上，该封装方式可保证光纤反射镜根部光纤免受弯曲，避免光纤折断；封装粘接剂6采用了环氧胶与石英粉的混合物，其目的是增加环氧胶的粘滞性，避免封装过程中封装粘接剂6流到反射膜4上；封装采用的管壳5为单封口金属管壳，管壳5的长度比陶瓷插芯3的长度长3mm～5mm，该封装方式既可以保证光纤反射镜封装时，陶瓷插芯3可以沉入到管壳5内部，又能保证反射膜4与管壳5底部不接触。尾纤保护硅橡胶7涂覆在光纤1的根部，以覆盖管壳5、封装粘接剂6共同组成的端面，尾纤保护硅橡胶7是一种耐高温高湿、邵氏硬度在10～80HA之间硅橡胶，尾纤保护硅橡胶7与管壳5共同作用，将反射膜4与外界环境隔离，既可以保护反射膜4免受磕碰及环境气体污染、侵蚀，提高光纤反射镜抗辐照性能及恶劣环境下的工作稳定性，同时，还可以提高反射镜尾纤抗弯折性能。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
Claims (6)
1.一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，其特征在于：包括光纤（1）、环氧胶粘接剂（2）、陶瓷插芯（3）、反射膜（4）、管壳（5）、封装粘接剂（6）、尾纤保护硅橡胶（7），光纤（1）通过环氧粘接剂（2）粘接在陶瓷插芯（3）上，光纤（1）的剥离断口位于陶瓷插芯（3）的导纤槽内部，环氧胶粘接剂（2）填充于光纤（1）的外壁与陶瓷插芯（3）内壁之间的空隙处；反射膜（4）直接蒸镀在光纤（1）、环氧胶粘接剂（2）及陶瓷插芯（3）共同组成的磨抛端面上；环氧胶粘接剂（2）靠近导纤槽一侧与封装粘接剂（6）的粘接面位于空心管壳（5）的内部，封装粘接剂（6）填充在空心管壳（5）的内壁与陶瓷插芯（3）的导纤槽一端及靠近陶瓷插芯（3）的光纤（1）的外壁之间，尾纤保护硅橡胶（7）涂覆在光纤（1）的根部，以覆盖管壳（5）、封装粘接剂（6）共同组成的端面。
2.根据权利要求1所述的一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，其特征在于：所述光纤（1）包括裸纤、涂覆层和紧套管，紧套管直径范围为500μm～900μm，紧套管直径为裸纤直径的5～11倍。
3.根据权利要求1所述的一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，其特征在于：所述陶瓷插芯（3）的导纤槽包含一段长度为2mm～3.5mm的套筒。
4.根据权利要求1所述的一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，其特征在于：所述管壳（5）采用了一端密封的金属管壳，管壳（5）长度比陶瓷插芯（3）长3mm～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，其特征在于：所述的尾纤保护硅橡胶（7）选用了一种耐高温高湿、邵氏硬度在10～80HA之间的硅橡胶。
6.根据权利要求1所述的一种基于深孔陶瓷封装结构的光纤反射镜，其特征在于：所述封装粘接剂（6）为石英粉与环氧胶的混合物，以增加环氧胶的粘滞性，避免封装粘接剂（6）流到反射膜（4）上。
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