CN104991318A - 一种有源光缆光纤耦合器件 - Google Patents

一种有源光缆光纤耦合器件 Download PDF

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杨巧
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Abstract

本发明公开了一种有源光缆光纤耦合器件，用于将激光器的输出光耦合到光缆的光纤中，该有源光缆光纤耦合器件包括透镜组、透镜组封装壳、光纤接头座，透镜组封装壳与光纤接头座卡接，光纤的头部端与透镜组的输出端对应，透镜组将激光器的输出光会聚进入光纤的头部端，光纤固定在所述光纤接头座的上端面。本发明有源光缆光纤耦合器件不仅结构简单，设置合理，易于装配、可满足扩展性需求，而且抗拉性能强，可靠性高，耐受能力强。

Description

一种有源光缆光纤耦合器件
技术领域
本发明属于光纤电子与通信技术领域，尤其涉及一种有源光缆光纤耦合器件。
背景技术
      随着新世纪信息时代的来临，信息技术影响和改变着人们生产方式和生活方式，成为现代经济发展的重要推动力量。通信已渗透到人们的工作生活和社会经济的方方面面。在这个大背景下，更快，更便捷，更实用的通信连接器产品是目前通信连接器产品的发展方向。
光纤连接器与传统电连接器相比的优点在于，它具有抗电磁干扰好，传输效率高，体积小等独特的优点，因此被广泛的应用于光纤通信领域。光纤连接器的主要用途是用以实现光纤的接续。而AOC光电混合连接器与现有的光纤连接器的区别在于，可与现有的集成电路配套整合使用，光电转换模块集成电路安设在连接器中而不需要单独使用设备进行光电转换，节省了数据中心，大型机房等空间，同时能与现有的电脑等终端设备兼容，从而拥有广泛的市场前景。在光纤连接器领域，耦合器件用于将芯片组上的垂直腔面发射激光器射出的激光耦合进有源光缆中的光纤，现有的耦合器件受结构的限制，耦合部件之间承受力和夹持力较小，易受力松脱，接头拉动受力时会使配件分离，这将影响光纤的耦合性能。也正因为如此，现有的耦合器件还难以适应需要经常插拔和拉扯的使用环境要求。由于现有光耦合器件的抗震要求限制，其使用范围仍然有限制，现有光耦合器件不满足自带锁固功能，难以满足通信电子产品对接头的抗拉、抗震、防尘能力的需求。
发明内容
本发明针对现有光耦合器件难以满足通信电子产品对接头的抗拉、抗震、防尘要求的问题，提供一种有源光缆光纤耦合器件，它不仅结构简单，设置合理，易于制作、装配、维修、可满足扩展性需求，而且抗拉性能强，可靠性高，耐受能力强。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种有源光缆光纤耦合器件，用于将激光器的输出光耦合到光缆光纤中，包括透镜组、透镜组封装壳、光纤接头座、光纤，透镜组、激光器设置在透镜组封装壳中，透镜组封装壳与光纤接头座卡接，光纤的头部端与透镜组的输出端对应，透镜组将激光器的输出光会聚进入光纤的头部端，光纤固定在所述光纤接头座的上端面。
按上述技术方案，所述透镜组封装壳与光纤接头座通过卡接件卡接，卡接件包括可相互卡合的第一卡接部、第二卡接部，第一卡接部为2个凸缘，分别设置在光纤接头座的2个外侧壁上；第二卡接部为2个凹槽，透镜组封装壳的侧壁向光纤接头座方向延伸出两臂，用于包覆光纤接头座的外侧壁，2个凹槽分别设置在两臂上。
按上述技术方案，透镜组封装壳与光纤接头座之间由定位机构定位，定位机构由定位插针和定位孔组成，定位插针设置在光纤接头座上，与透镜组封装壳上的定位孔相对设置。
按上述技术方案，所述光纤接头座的上端面设置引导槽，引导槽数量为2～12个，光纤通过胶水粘在引导槽中，每个引导槽中固定一根光纤。
按上述技术方案，透镜组与光纤的头部端之间的耦合区域上方设置挡灰板，挡灰板为可遮覆于耦合区域上方的矩形顶板。
按上述技术方案，透镜组封装壳的下部开设有凹陷区，凹陷区内固定激光器，本发明中的激光器使用微型激光器。通过45°角反射镜将激光器的输出光反射到透镜组中；该45°角反射镜设置在透镜组封装壳内、与透镜组水平的位置处，激光器设置在45°角反射镜的下方，45°角反射镜的反射面与激光器的输出光、透镜组的光轴的夹角均为45°。
按上述技术方案，所述激光器与45°角反射镜之间设置第二透镜组，该第二透镜组用于对激光器的输出光进行准直。 
按上述技术方案，所述激光器为垂直腔面发射激光器。
按上述技术方案，透镜组封装壳、光纤接头座均由树脂材料或工程塑料制成。
本发明产生的有益效果是：1、透镜组封装壳与光纤接头座通过定位机构定位，并有侧面的卡接件卡接。通过使用第一卡接部、第二卡接部，达到透镜组封装壳与光纤接头座牢固夹持的效果，定位机构的使用防止透镜组封装壳与光纤接头座之间横向偏移，确保三维方向上的稳定性，使得整体具备较好的抗拉抗摔打能力；同时也可以精确控制好光纤头部端端面与透镜之间的间距，准确定位，可靠固定；2、将光缆中光纤通过引导槽引入耦合区域，同时增加引导槽内部和后面的空腔的点胶量，光纤与光纤接头座之间的粘结更加紧密且牢固，使得本发明有源光缆光纤耦合器件不仅具有装配简单、连接可靠、对光纤无损等特性，而且抗拉性能强，能耐较恶劣使用环境，确保连接的长期稳定使用效果；3、透镜组的空间耦合区域上方设有防尘盖，使得本发明具有较好的防尘效果，能耐较恶劣使用环境；4、本发明结构设置简单合理，体积小，强度高，制作方便，易于装配和使用；5、适用范围广，适用于多种光纤与激光器的空间耦合，抗拉强度高，尤其适用于需要多次插拔同时受拉力较大的连接器。基于有源光缆光纤耦合器件的有源光耦合器封装体，同时具有有源光缆光纤耦合器件的各项优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例有源光缆光纤耦合器件中透镜组封装壳的结构示意图；
图2是本发明实施例有源光缆光纤耦合器件中光纤接头座的放大示意图；
图3是本发明实施例有源光缆光纤耦合器件中激光器输出光反射、耦合原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，如图1-图2所示，首先提供一种有源光缆光纤耦合器件，用于将激光器的输出光耦合到光缆光纤中，包括透镜组、透镜组封装壳1、光纤接头座2，透镜组封装壳与光纤接头座卡接，光纤的头部端与透镜组的输出端对应，透镜组将激光器的输出光会聚进入光纤的头部端，光纤固定在所述光纤接头座的上端面。
进一步地，透镜组封装壳与光纤接头座通过卡接件卡接，卡接件包括可相互卡合的第一卡接部、第二卡接部，第一卡接部为2个凸缘9，分别设置在光纤接头座的2个外侧壁上；第二卡接部为2个凹槽5，透镜组封装壳的侧壁向光纤接头座方向延伸出两臂，用于包覆光纤接头座的外侧壁，2个凹槽分别设置在两臂上。达到透镜组封装壳与光纤接头座牢固夹持的效果，使得整体具备较好的抗拉抗摔打能力。
其中，透镜组封装壳与光纤接头座之间可由定位机构定位，定位机构由定位插针7和定位孔4组成，定位插针设置在光纤接头座上，与透镜组封装壳上的定位孔相对设置。通过使用定位机构防止透镜组封装壳与光纤接头座之间横向偏移。
进一步地，在光纤接头座的上端面设置引导槽10，光纤通过胶水粘在引导槽中。光缆中的光纤通过引导槽引入耦合区域，点胶时可以使胶水充满引导槽内部和后面的空腔8，使光纤与光纤接头座之间的粘结更加紧密且牢固。引导槽数量可以为2～12个。
另外，在透镜组与光纤的头部端之间的耦合区域上方可设置挡灰板6，挡灰板为可遮覆于耦合区域上方的矩形顶板，起防尘的作用。
该有源光缆光纤耦合器件使用时将剥好涂覆层的光纤（125微米包层直径的石英光纤，可以为单模或多模光纤）沿着引导槽，按对应孔位穿入光纤接头座，光纤头部端的端面使用激光切割或研磨处理，引导槽处使用胶水将光纤和光纤接头座黏在一起，胶水需要充满引导槽两侧及后部空挡区域。然后将制备好的光纤接头座上的定位插针，与透镜组封装壳上相对面上相对位置处的圆柱形定位孔配接,确保透镜组与光纤接头座上处理好的光纤端面正对；光纤接头座两侧的凸缘和透镜组封装壳侧面的两臂上的凹槽相卡接，从而达到透镜组封装壳与光纤接头座牢固夹持住的效果，同时也可以精确控制好光纤头部端端面与透镜组之间的间距。
进一步地，透镜组封装壳的下部开设有凹陷区，凹陷区内固定激光器，通过45°角反射镜将激光器的输出光反射到透镜组中；该45°角反射镜设置在透镜组封装壳内、与透镜组水平的位置处，激光器设置在45°角反射镜的下方，45°角反射镜的反射面与激光器的输出光、透镜组的光轴的夹角均为45°。
其中，激光器与45°角反射镜之间设置第二透镜组，该第二透镜组用于对激光器的输出光进行准直。如图3所示，其中激光器为垂直腔面发射激光器14，垂直腔面发射激光器设置在45°角反射镜的下方，通过45°角反射镜12将垂直腔面发射激光器的输出光反射到透镜组中。激光从垂直腔面发射激光器14出射，方向与光纤方向垂直，经过第二透镜组13变为平行光，然后经过45°反射镜12转为与光纤方向一致的光线，然后经过透镜组11汇聚耦合到光纤中。其中透镜组封装壳、光纤接头座均由树脂材料或工程塑料制成。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种有源光缆光纤耦合器件，用于将激光器的输出光耦合到光缆光纤中，其特征在于，包括透镜组、透镜组封装壳、光纤接头座，透镜组封装壳与光纤接头座卡接，光纤的头部端与透镜组的输出端对应，透镜组将激光器的输出光会聚进入光纤的头部端，光纤固定在所述光纤接头座的上端面。
2.根据权利要求1所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，所述透镜组封装壳与光纤接头座通过卡接件卡接，卡接件包括可相互卡合的第一卡接部、第二卡接部，第一卡接部为2个凸缘，分别设置在光纤接头座的2个外侧壁上；第二卡接部为2个凹槽，透镜组封装壳的侧壁向光纤接头座方向延伸出两臂，用于包覆光纤接头座的外侧壁，2个凹槽分别设置在两臂上。
3.根据权利要求1或2所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，透镜组封装壳与光纤接头座之间由定位机构定位，定位机构由定位插针和定位孔组成，定位插针设置在光纤接头座上，与透镜组封装壳上的定位孔相对设置。
4.根据权利要求3所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，所述光纤接头座的上端面设置引导槽，引导槽数量为2～12个，光纤通过胶水粘在引导槽中。
5.根据权利要求4所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，透镜组与光纤的头部端之间的耦合区域上方设置挡灰板，挡灰板为可遮覆于耦合区域上方的矩形顶板。
6.根据权利要求5所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，透镜组封装壳的下部开设有凹陷区，凹陷区内固定激光器，通过45°角反射镜将激光器的输出光反射到透镜组中；该45°角反射镜设置在透镜组封装壳内、与透镜组水平的位置处，激光器设置在45°角反射镜的下方，45°角反射镜的反射面与激光器的输出光、透镜组的光轴的夹角均为45°。
7.根据权利要求6所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，所述激光器与45°角反射镜之间设置第二透镜组，该第二透镜组用于对激光器的输出光进行准直。
8.根据权利要求7所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，所述激光器为垂直腔面发射激光器。
9.根据权利要求6所述的有源光缆光纤耦合器件，其特征在于，透镜组封装壳、光纤接头座均由树脂材料或工程塑料制成。
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