CN103885138B - 光纤密封工装和光纤密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤密封工装，包括：用于焊接光纤和金属套管的焊接夹具；设置于所述焊接夹具两侧的制冷装置，所述制冷装置的顶部开设有用于容纳所述光纤的卡槽。本发明提供的光纤密封工装，在焊接过程中，通过焊接夹具将热量传递到金属套管再导热到焊料上使焊料熔化，在焊接夹具两侧，靠近金属套管的位置安装制冷装置来实现光纤的降温，保护光纤涂覆层不被烧焦，提高了光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险。本发明还公开了一种光纤密封方法，包括加热金属套管，以将光纤和所述金属套管焊接；同时，冷却所述光纤上位于所述金属套管外并且靠近所述金属套管的端部的部分。该方法利于提高光纤的可靠性，降低产品失效的风险。

Description

光纤密封工装和光纤密封方法

技术领域

本发明涉及光纤密封技术领域，更具体地说，涉及一种光纤密封工装，还涉及一种光纤密封方法。

背景技术

随着现代科学技术的快速发展，光通信技术已经成为全球通信的主要的一种通信方式。在光通信中，激光器发射信号通过光纤传输至探测器上，探测器接收光纤传输的信号。由于激光器和探测器都对湿度非常敏感，故需要对激光器和探测器耦合光纤后进行密封，从而避免湿度对激光器和探测器的影响。

在现有技术当中，密封光纤最普遍的工艺是将光纤用低温玻璃焊料密封于金属管内，然后通过焊锡将金属管焊接于激光器或者探测器的腔体上，从而引出光纤。

如图1所示，对于采用玻璃焊料进行光纤密封的工艺中，光纤与金属套管101之间采用熔点在330℃～380℃的低温玻璃焊料105进行焊接，焊接可通过焊接夹具对金属套管101进行夹持，焊接夹具产生的热量传递至金属套管101，从而通过预先放置在金属套管101相应位置的玻璃焊料对光纤和金属套管101进行焊接。由于密封过程中只对金属套管101内裸光纤102进行焊接，而超出并靠近金属套管101两端的光纤涂覆层在高温的作用下会被烧焦，如图1示出的已经被烧焦的光纤段103，104为涂覆层未被烧焦的光纤。

由于超出并靠近金属套管101两端的光纤涂覆层在高温的作用下，失去涂覆层的保护，在可靠性拉力测试实验时容易造成断纤，从而使产品失效。

因此，如何将光纤涂覆层的烧焦范围控制在金属套管内部，提高光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤密封工装，以将光纤涂覆层的烧焦范围控制在金属套管内部，提高光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险，以及提供一种光纤密封方法，以提高光纤的可靠性、降低产品失效的风险。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光纤密封工装，包括：

用于焊接光纤和金属套管的焊接夹具；

设置于所述焊接夹具两侧的制冷装置，所述制冷装置的顶部开设有用于容纳所述光纤的卡槽。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述焊接夹具包括：

上导热块，所述上导热块的下表面开设有上容纳槽；

与所述上导热块配合的下导热块，所述下导热块的上表面开设有下容纳槽，所述上容纳槽与所述下容纳槽形成容纳所述金属套管的容纳槽；

设置于所述上导热块上的上加热棒；

设置于所述下导热块上的下加热棒。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述上导热块与所述下导热块铰接。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述下导热块的第一侧设置有铰接座；

所述上导热块的第一侧设置有铰接耳，所述铰接座和所述铰接耳通过销轴铰接。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述下加热棒设置于所述下导热块的第一侧；

所述上加热棒设置于所述上导热块的第二侧。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述制冷装置包括：

制冷片；

设置于所述制冷片底部的散热器；

设置于所述制冷片顶部的导热金属片，所述卡槽开设于所述导热金属片上。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述下导热块的顶部平面与所述导热金属片的上表面位于同一平面内。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述散热器的两端设置有安装座，所述安装座上设置有条形安装滑槽。

优选地，在上述光纤密封工装中，还包括底座，所述焊接夹具和所述制冷装置设置于所述底座上。

优选地，在上述光纤密封工装中，所述焊接夹具与所述底座之间设置有隔热片。

一种光纤密封方法，包括：加热金属套管，以将光纤和所述金属套管焊接；同时，冷却所述光纤上位于所述金属套管外并且靠近所述金属套管的端部的部分。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的光纤密封工装，在焊接过程中，通过焊接夹具将热量传递到金属套管再导热到焊料上使焊料熔化，在焊接夹具两侧，靠近金属套管的位置安装制冷装置来实现光纤的降温，保护光纤涂覆层不被烧焦，提高了光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险。

本发明提供的光纤密封方法中，在焊接金属套管和光纤的过程中对光纤上位于金属套管外，且靠近金属套管端部的部分进行冷却，能够将光纤上涂覆层被烧焦的范围控制在金属套管内，提高光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险。

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为现有技术中金属套管与光纤的焊接结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光纤密封工装的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的焊接夹具的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的制冷装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的采用光纤密封工装焊接的金属套管与光纤的焊接结构示意图。

其中：

101为金属套管，102为裸光纤，103为光纤段，104为涂覆层未被烧焦的光纤，105为低温玻璃焊料；

200为底座，300为焊接夹具，400为导热金属片，500为制冷片，600为散热器，700为隔热片，310为上导热块，311为上加热棒，312为上容纳槽，320为下导热块，321为下加热棒，322为下容纳槽，330为铰接座，401为卡槽，601为条形安装滑槽。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种光纤密封工装，以将光纤涂覆层的烧焦范围控制在金属套管内部，提高光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险。本发明实施例还提供一种光纤密封方法，其利于提高光纤的可靠性，降低产品失效的风险。

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。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的光纤密封工装的结构示意图。

本发明实施例提供的光纤密封工装，包括焊接夹具300和制冷装置。

其中，焊接夹具300用于焊接光纤和金属套管，焊接时，可将金属套管夹持在焊接夹具300中，通过焊接夹具300自身产生的热量，传递给金属套管，金属套管内的低温玻璃焊料熔化完成焊接。

制冷装置设置于焊接夹具300的两侧，制冷装置的顶部开设有用于容纳光纤的卡槽401。位于金属套管外侧的光纤设置在卡槽401中，制冷装置可以对设置在卡槽401中的光纤进行冷却。

本发明提供的光纤密封工装，在焊接过程中，通过焊接夹具300将热量传递到金属套管再导热到焊料上使焊料熔化，在焊接夹具300两侧，靠近金属套管的位置安装制冷装置来实现光纤的降温，保护光纤涂覆层不被烧焦，提高了光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险。采用本发明提供的光纤密封工装焊接的金属套管与光纤如图5所示，

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的焊接夹具的结构示意图。

在本发明一具体实施例中，焊接夹具300包括上导热块310、下导热块320、上加热棒311和下加热棒321。

其中，上导热块310的下表面开设有上容纳槽312，下导热块320与上导热块310配合的，下导热块320的上表面开设有下容纳槽322，上容纳槽312与下容纳槽322形成容纳金属套管的容纳槽。

上加热棒311设置于上导热块310上，用于对上导热块310进行传热。下加热棒321设置于下导热块320上，用于对下加热棒321进行传热。

具体操作时，先打开焊接夹具300的上导热块310，把穿好光纤的金属套管放进下导热块320的下容纳槽322中，然后把上导热块310合上，再把光纤调整到合适位置后固定，最后把整个焊接夹具翻转90度，使其处于垂直状态，在金属套管的前端加入玻璃焊料，垂直放置可以让焊料能平稳的放置到金属套管上，更利于熔化后的焊料流进密封孔内形封闭区域。

打开制冷装置的电源，使其处于工作状态，冷却温度可到零下-3℃。然后打开上加热棒311和下加热棒321的电源开始加热，使其升温，升温过程中检测焊接夹具300的温度，待其温度达到370℃～380℃之间即可保持在该温度值一段时间，让玻璃焊料逐渐熔化。

在升温过程中，金属套管内部的光纤温度也会随之而上升，使金属套管内部光纤涂覆层烧焦或者脱落，而接近金属套管外边沿的光纤由于受到制冷装置上传递出来的低温把高温抵消，从而使光纤的涂覆层避免从金属套管内腔传递的出来的高温而损坏。等玻璃焊料完全融化后即可对焊接夹具300进行降温，关闭上加热棒311和下加热棒321的电源直到焊接夹具300完全冷却后，即可取出，最后关闭制冷装置的电源。

为了便于上导热块310与下导热块320的开合动作，在本发明一具体实施例中，上导热块310与下导热块320铰接。具体地，下导热块320的第一侧设置有铰接座330，上导热块310的第一侧设置有铰接耳，铰接座330和铰接耳通过销轴铰接。由于上导热块310与下导热块320铰接，所以在打开焊接夹具300的上导热块310时，只需要上导热块310沿销轴转动，使得上导热块310偏离下导热块320即可。合上上导热块310时，只需要做相反的动作即可。

在本发明一具体实施例中，下加热棒321设置于下导热块320的第一侧，上加热棒311设置于上导热块310的第二侧。即下加热棒321和上导热块310分别为与加热棒的两侧，与布置在加热棒的同一侧相比，其结构更简洁，能够避免线路互缠带来的缺陷。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的制冷装置的结构示意图。

在本发明一具体实施例中，制冷装置包括制冷片500、散热器600和导热金属片400。

其中，制冷片500也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等。因为制冷片分为两面，一面吸热，一面散热，只是起到导热作用，本身不会产生冷，所以又叫致冷片。

散热器600设置于制冷片500的底部，导热金属片400设置于制冷片500的顶部，卡槽401开设于导热金属片400上。

制冷片500安装方向要求为贴近散热器600方向的为制冷片500的加热面，而贴近导热金属片400的一面为制冷面，安装时必须区分。由于本发明只需用到非常低功率的制冷片500，所以无需安装散热扇即可正常运作，节省更多的空间。

在本发明一具体实施例中，对制冷片500外接合适的电源适配器，对上加热棒311和下加热棒321外接电源与温度控制器。

在本发明一具体实施例中，下导热块320的顶部平面与导热金属片400的上表面位于同一平面内，减少光纤产生内部弯曲的应力以及光纤能更好的与焊接夹具300两侧的制冷装置的卡槽401接触，使制冷片500产生的低温能更好的传递到光纤上，对其进行降温。

在本发明一具体实施例中，散热器600的两端设置有安装座，安装座上设置有条形安装滑槽601。本发明通过在散热器600的安装座上设置安装滑槽601，可以调节散热器600的安装位置，从而调节制冷片500的位置，保证卡槽401与光纤对应。

在本发明一具体实施例中，还包括底座200，焊接夹具300和制冷装置设置于底座200上。焊接夹具300与底座200之间设置有隔热片700，本发明通过设置隔热片700，能够避免焊接夹具300上热能的流失。

本发明实施例还提供一种光纤密封方法，其包括：加热金属套管，以焊接光纤和金属套管；同时，冷却光纤上位于金属套管外，且靠近金属套管的端部的部分。

上述光纤密封方法中，能够将光纤涂覆层的被烧焦范围控制在金属套管内，提高光纤的可靠性，从而降低产品失效的风险。

具体的，应用本实施例提供的光纤密封方法时可采用上述实施例提供的光纤密封工装。当然，还可采用在加热金属套管的过程中将光纤上位于金属套管外，且靠近金属套管端部的部分浸入冷水中的方式实现冷却。

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 (8)

1.一种光纤密封工装，其特征在于，包括：

用于焊接光纤和金属套管的焊接夹具(300)；

设置于所述焊接夹具(300)两侧的制冷装置，所述制冷装置的顶部开设有用于容纳所述光纤的卡槽(401)；

所述焊接夹具(300)包括：

上导热块(310)，所述上导热块(310)的下表面开设有上容纳槽(312)；

与所述上导热块(310)配合的下导热块(320)，所述下导热块(320)的上表面开设有下容纳槽(322)，所述上容纳槽(312)与所述下容纳槽(322)形成容纳所述金属套管的容纳槽；

设置于所述上导热块(310)上的上加热棒(311)；

设置于所述下导热块(320)上的下加热棒(321)。

2.如权利要求1所述的光纤密封工装，其特征在于，所述上导热块(310)与所述下导热块(320)铰接；所述下导热块(320)的第一侧设置有铰接座(330)；

所述上导热块(310)的第一侧设置有铰接耳，所述铰接座(330)和所述铰接耳通过销轴铰接。

3.如权利要求2所述的光纤密封工装，其特征在于，所述下加热棒(321)设置于所述下导热块(320)的第一侧；

所述上加热棒(311)设置于所述上导热块(310)的第二侧。

4.如权利要求1所述的光纤密封工装，其特征在于，所述制冷装置包括：

制冷片(500)；

设置于所述制冷片(500)底部的散热器(600)；

设置于所述制冷片(500)顶部的导热金属片(400)，所述卡槽(401)开设于所述导热金属片(400)上。

5.如权利要求4所述的光纤密封工装，其特征在于，所述下导热块(320)的顶部平面与所述导热金属片(400)的上表面位于同一平面内。

6.如权利要求4所述的光纤密封工装，其特征在于，所述散热器(600)的两端设置有安装座，所述安装座上设置有条形安装滑槽(601)。

7.如权利要求1所述的光纤密封工装，其特征在于，还包括底座(200)，所述焊接夹具(300)和所述制冷装置设置于所述底座(200)上。

8.如权利要求7所述的光纤密封工装，其特征在于，所述焊接夹具(300)与所述底座(200)之间设置有隔热片(700)。