CN103885139B - 一种光纤组件 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种光纤组件，涉及光纤通信领域，可以解决光斑发生偏移时产生的光纤耦合效率较低的问题。所述光纤组件包括：电路板；透镜模组，所述透镜模组固定在所述电路板上；转换光纤，所述转换光纤的一端插入所述透镜模组的光孔内，所述转换光纤的另一端用于连接单模光纤；其中，所述转换光纤的内芯直径大于或等于10μm。

Description

一种光纤组件

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种光纤组件。

背景技术

目前，光模块中光学元件与传输光纤实现光路耦合的方法分为有源耦合和无源耦合两种。有源耦合方法的过程为：将作为光源的激光器固定在电路板上，然后控制激光器发光，使用耦合器调整作为改变光传输路径器件来使用的透镜模组的空间位置，并检测通过该透镜模组耦合到光纤中的光强，当光强达到最大值时，确定此时透镜模组的位置为最佳耦合位置。无源耦合方法的过程为：首先固定激光器，用两个摄像机分别对激光器和透镜模组摄影，然后将两个影像传输到计算机中，调整透镜模组的位置，当两个影像的圆心重合时，确定此时的透镜模组位置为最佳耦合位置。

不管是有源耦合方法还是无源耦合方法，在确定所述透镜模组的最佳耦合位置之后，均需要采用板上芯片封装（chiponboard，简称COB）技术将透镜模组固定在电路板上。在采用COB技术进行固定的过程中需要操作人员会先进行点胶操作，用UV（UltravioletRays，紫外光）胶将所述透镜模组固定在电路板上。由于UV胶是一种当紫外线照射时能够快速固化但强度较低的胶，故接下来还需要用黑胶进行高温固化。在黑胶固化之前的人为操作过程中，由于构成光路的激光器、透镜模组及光纤之间缺少高强度的机械固定，在UV胶由液体变为固体的过程中，在张力和应力的影响下，极容易造成透镜模组在水平方向上偏离最佳耦合位置。而研究表明，现有COB技术中产生的±5μm偏移误差为无法克服的技术瓶颈。

如图1所示，激光器10固定在电路板11上，在将透镜模组在选定的最佳耦合位置固定时，由于现有技术中无法避免的±5μm偏移误差，所述透镜模组12已在y方向上偏离最佳耦合位置。这样激光器10发射的光线在经过透镜模组12时，光线的中轴位置就会偏离透镜模组中透镜122的中心±5μm，这样经透镜122聚焦后的光线形成的光斑中心也会偏离透镜122的中心±5μm，而透镜122的中心与光纤的中心线是重合的，故形成的光斑中心相较于光纤的中心线也会产生±5μm偏移误差。

光纤一般分为单模和多模两种类型，单模的内芯为8-10μm，常见包括内芯直径8.3μm、9μm和10μm，包层后是125μm；多模的内芯直径为50-80μm，常见包括50μm、62.5μm和80μm，包层后也是125μm。光纤的内芯越粗，衰减就越厉害，传输的距离就越近。故在进行远距离传输时，通常采用直径为9μm的单模光纤。

由于在透镜模组12产生±5μm的偏移误差时，激光器10发出的光经透镜122聚焦后形成的光斑中心相较于光纤的中心线也会产生±5μm偏移误差，且形成的光斑中越靠近光斑中心，光强越大。故，若插入图1透镜模组12的光孔121内的光纤为单模光纤时，激光器发出的光经透镜聚焦后的光斑中心偏移±5μm后，光斑中心不会进入单模光纤的内芯，只有周围少部分光强较弱的光线可以进行光纤内芯，这就导致光纤的耦合效率很低。

发明内容

本发明的实施例提供一种光纤组件及制作方法，可以解决光斑发生偏移时产生的光纤耦合效率较低的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种光纤组件，包括：

电路板；

透镜模组，所述透镜模组固定在所述电路板上；

转换光纤，所述转换光纤的一端插入所述透镜模组的光孔内，所述转换光纤的另一端用于连接单模光纤；

其中，所述转换光纤的内芯直径大于或等于10μm。

可选的，所述转换光纤的内芯直径小于或等于20μm。

可选的，所述转换光纤的内芯直径S满足：S≥d+10μm，其中，所述d为进入所述转换光纤的光线形成的光斑的直径。

可选的，所述转换光纤为多模光纤。

可选的，所述转换光纤通过光纤转接器件与所述单模光纤连接；

所述光纤转接器件包括第一接口和第二接口；其中，所述第一接口用于插入所述转换光纤，所述第二接口用于插入所述单模光纤。

可选的，所述第一接口和所述第二接口的接口类型为FC接口、SC接口或ST接口。

可选的，所述第一接口和所述第二接口的接口类型相同。

可选的，所述第一接口和所述第二接口的中轴线重合。

可选的，所述转换光纤的内芯孔径小于等于20μm。

可选的，所述光纤转接器件包括相互卡合的第一子器件和第二子器件；所述第一接口位于所述第一子器件上，所述第二接口位于所述第二子器件上。

上述技术方案提供的光纤组件，通过应用内芯直径大于等于10μm的转换光纤插入透镜模组，由于转换光纤的内芯孔径大于等于10μm，即使透镜模组偏移了5μm，经凸透镜聚焦后形成的光斑中心偏移出转换光纤中轴线5μm，光斑中心也一定会在转换光纤内，与现有技术中直接采用内芯孔径为9μm以及以下的单模光纤，导致光斑中心不会进入单模光纤的内芯相比，本发明实施例提供的光纤组件使光斑中心在转换光纤内，这样必定使更多的光线进入转换光纤，提高了光纤耦合率。

附图说明

图1为现有技术提供的一种板上芯片封装的光纤组件的结构俯视图；

图2为本发明实施例提供的一种光纤组件的结构俯视图；

图3为图2所示的光纤组件在A1-A2方向上的剖视图；

图4为图2所示的光纤组件在A1-A2方向上的剖视图；

图5为本发明实施例提供的一种光纤连接器件；

图6为本发明实施例提供的一种光信息在光纤中传输的示意图。

附图标识：

11-电路板，12-透镜模组，13-转换光纤，14-光纤转接器件，15-单模光纤；121-光孔，122-凸透镜，141-第一子器件，142-第二子器件，1410-第一转接口，1420-第二转接口。

具体实施方式

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作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。

本发明实施例提供了一种光纤组件，如图2所示，所述光纤组件包括：电路板11；透镜模组12，所述透镜模组12固定在所述电路板11上；转换光纤13，所述转换光纤13的一端插入所述透镜模组12的光孔121内，所述转换光纤13的另一端用于连接单模光纤；其中，所述转换光纤的内芯直径大于或等于10μm。

在这里需要说明的是，所述转换光纤是任意一种内芯直径大于或等于10μm的光纤。由于光纤的内芯越粗，衰减就越厉害，传输的距离就越近，所以通常都会应用内芯较细的单模光纤来进行远距离的信号传输，此时所述转换光纤13的另一端就用于连接单模光纤。

示例的，如图3和图4所示，为图2所示的光纤组件在A1-A2方向上的剖面示意图。图3为所述透镜模组12未发生误差位移时的光线线路示意图，此时，激光器发出的光经凸透镜122聚焦后形成的光斑的中心在所述转换光纤13的中轴线上。图3为所述透镜模组12发生误差位移时的光线线路示意图，在采用COB技术将透镜模组12固定在电路板上时，如图3所示，所述透镜模组12会沿yy方向产生±5μm的精度误差位移，此时，经凸透镜122聚焦后形成的光斑的中心也会发生±5μm的精度误差位移，此时由于转换光纤13的内芯孔径大于等于10μm，故经凸透镜122聚焦后形成的光斑，总会有部分光斑中心进入转换光纤13，与现有技术中直接采用内芯孔径为9μm以及以下的单模光纤，导致光斑中心不会进入单模光纤的内芯相比，本发明实施例提供的光纤组件可以使更多的光线进入转换光纤，提高了光纤耦合率。

优选的，所述转换光纤的内芯直径小于或等于20μm。由于光纤的内芯越粗，衰减就越厉害，故所述转换光纤的内芯孔径不能过大，最好不要超过20μm。

优选的，所述转换光纤的内芯直径S满足：S≥d+10μm，其中，所述d为进入所述转换光纤的光线形成的光斑的直径。这样即使所述透镜模组12存在最大误差位移5μm，也可以保证经凸透镜聚焦后的光线全部进入转换光纤，提高了光纤耦合率。

在这里需要说明的是，所述光斑的直径大小可以根据具体应用的激光器种类和光路模拟计算得出。

本发明实施例中所述转换光纤为多模光纤，本发明实施例中连接所述转换光纤的所述单模光纤的内芯孔径小于等于9μm，以便于进行远距离传输。

在本发明实施例中，所述转换光纤的一端插入所述透镜模组的光孔内，所述转换光纤的另一端用于连接单模光纤。

可选的，所述转换光纤可以直接与所述单模光纤连接。示例的，所述转换光纤的另一端上设置有卡槽结构，所述单模光纤上设置有与所述卡槽对应的卡勾结构，所述卡槽结构和卡勾结构相卡和可以使所述转换光纤连接所述单模光纤。

可选的，如图2所示，所述转换光纤13也可以通过光纤转接器件14与所述单模光纤15连接；所述光纤转接器件14包括第一接口1410和第二接口1420；其中，所述第一接口1410用于插入所述转换光纤13，所述第二接口1420用于插入所述单模光纤15。

在这里，所述第一接口和所述第二接口的接口类型为FC接口、SC接口、LC接口、ST接口等。FC接口是指在插入光纤时，外部加强件采用金属套，紧固方式为螺丝扣的接口，SC接口的外壳采用模塑工艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩型，插入光纤时的紧固方式是插拔销闩式。ST接口为卡接式圆型接口。在这里所述第一接口和所述第二接口的接口类型是本领域技术人员都清除了解的，用于连接光纤的各种接口类型，在这里不作一一介绍。

优选的，所述第一接口和所述第二接口的接口类型相同。即所述光纤转接器件的两个接口都是FC接口或者SC接口等。

可选的，所述转换光纤13可以是包含所述第一接口和所述第二接口的一个独立的结构，也可以由两个器件卡合而成，如图5所示，所述光纤转接器件14包括相互卡合的第一子器件141和第二子器件142；所述第一接口1410位于所述第一子器件141上，所述第二接口1420位于所述第二子器件142上。

本发明实施例中所述光纤转接器件的功能是：使上述的转换光纤和单模光纤精密对接起来，以使转换光纤输出的光能量能最大限度地耦合到单模光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小。可选的，所述光纤转接器件14中所述第一接口和所述第二接口的中轴线重合，这样就会使所述单模光纤15的中轴线和转换光纤13的中轴线重合。进而如图5所示，使转换光纤13内光信息的大部分传输进单模光纤15中，只有转换光纤13内光信息较弱的部分不会进入单模光纤15中。

本发明实施例中通过转换光纤损失少部分的光信息，将光信号转入单模光纤中，比现有技术中直接用单模光纤损失大部分的光信息来说，提高了光纤的耦合效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光纤组件，其特征在于，包括：

电路板；

透镜模组，所述透镜模组固定在所述电路板上；

转换光纤，所述转换光纤的一端插入所述透镜模组的光孔内，所述转换光纤的另一端用于连接单模光纤；

其中，所述转换光纤的内芯直径大于或等于10μm，小于或等于20μm。

2.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述转换光纤的内芯直径S满足：S≥d+10μm，其中，所述d为进入所述转换光纤的光线形成的光斑的直径。

3.根据权利要求1-2任一项所述的光纤组件，其特征在于，所述转换光纤为多模光纤。

4.根据权利要求1所述的光纤组件，其特征在于，所述转换光纤通过光纤转接器件与所述单模光纤连接；

所述光纤转接器件包括第一接口和第二接口；其中，所述第一接口用于插入所述转换光纤，所述第二接口用于插入所述单模光纤。

5.根据权利要求4所述的光纤组件，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口的接口类型为FC接口、SC接口或ST接口。

6.根据权利要求5所述的光纤组件，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口的接口类型相同。

7.根据权利要求4所述的光纤组件，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口的中轴线重合。

8.根据权利要求4所述的光纤组件，其特征在于，所述光纤转接器件包括相互卡合的第一子器件和第二子器件；所述第一接口位于所述第一子器件上，所述第二接口位于所述第二子器件上。