CN105093440A - 光纤接口组件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开的各实施例提供了一种光纤接口组件及其制备方法，其中光纤接口组件用于接收并定位光纤连接器，并包括：壳体，其具有内径d1，以及玻璃器件，位于所述壳体内，其具有直径d2并且包括上表面和下表面，其中，所述上表面为平面或者略带有弧度的曲面，所述曲面的顶点和所述光纤接口组件的中轴线重合，所述上表面和所述光纤连接器的插针接触；其中所述下表面为平面或者是带有一定角度的斜面。

Description

光纤接口组件及其制备方法

技术领域

本公开的各实施方式涉及光通讯技术领域，特别地涉及一种抗反射短长度光纤接口组件(opticalreceptacle)及其制备方法。

背景技术

光纤接口组件(opticalreceptacle)是光学次组件(OpticalSubassembly或OSA)的重要组成部分，用来接收及定位光纤连接器。CN201859235U提到了一种具有抗静电能力的光纤接口组件，CN202149947U提到一种抗摆动性能好的光纤接口组件，这两个专利所提到的都是典型的含陶瓷插芯的传统型光纤接口组件。

一个典型的OSA(见图1)由以下几个部分组成：金属管座400、管芯500(光发射或接收芯片)、金属管帽600、透镜700、光纤接口组件300。在OSA工作的时候，光纤接口组件300会被插入光纤连接器的插针200(ferrule)。目前最常使用的光纤接口组件300主要是由陶瓷插芯340、光纤纤芯350、金属壳体320、金属顶盖310和陶瓷套筒330组成。陶瓷插芯340是一个极其精密的部件，内径外径的精度、圆度以及圆柱度要求非常高，达到纳米精度，所以价格也高，而且陶瓷插芯340内部需要置入光纤纤芯350并通过环氧胶水固定，然后对插芯的两个端面进行精密研磨，造成结构和工艺都比较复杂。

当管芯500为发射管芯时，发出的光线会通过透镜700在陶瓷插芯中的纤芯350下表面351处聚焦，然后光线在纤芯350中传播并导入插针200中纤芯。

当管芯500为接收管芯时，纤芯350下表面351处发出的光线会通过透镜700在管芯500处聚焦，由接收管芯500接收光线，并把光信号转变为电信号。

如图1所示，其总光路长度为透镜光路长度L1加上插芯长度L2，即A＝L1+L2。

此类光纤接口组件由于陶瓷插芯的存在，会造成光路长，价格高，结构复杂等缺点。光路长对光学次组件(OSA)的小型化不利，价格高也会影响光纤通讯的普及，结构复杂更是直接影响到生产效率。

当管芯为光发射芯片时，我们称此OSA为TOSA(transmitterOpticalSubassembly，即光发射次组件)。当管芯为光接收芯片时，我们称此OSA为ROSA(ReceiverOpticalSubassembly，即光接收次组件)。当然还有其他类型的OSA，例如BOSA(单纤双向组件，其同时含有一个光发射管芯和光接收管芯)，Triplexer(单纤三向组件，其同时含有一个光发射管芯和两个光接收管芯)等等。

发明内容

本公开的目的是为了解决现有含标准陶瓷插芯光纤接口组件(opticalreceptacle)光路长、价格高、不抗反射以及结构复杂等问题，而提出一种方法与装置。

根据本公开的第一方面，提供了一种光纤接口组件，其用于接收并定位光纤连接器，所述光纤接口组件包括：

壳体，其具有适合光纤连接器插针插入的内径d1，以及

玻璃器件，位于所述壳体内，其具有长度h，直径d2并且包括上表面和下表面，

其中，所述上表面为平面或者略带有弧度的曲面，所述曲面的顶点和所述光纤接口组件的中轴线重合，所述上表面用于和所述光纤连接器的插针接触；其中所述下表面为平面或者是带有一定角度的斜面。

根据本公开进一步的实施例，光纤接口组件还可以包括粘结体，所述粘结体将所述玻璃器件封接在所述壳体内。

根据本公开进一步的实施例，所述壳体由金属，塑料或者陶瓷形成。

根据本公开进一步的实施例，所述玻璃器件由石英玻璃材料或者其他光学玻璃形成。

根据本公开进一步的实施例，所述粘结体包括环氧胶水，为玻璃焊料或者钎焊焊料。

根据本公开进一步的实施例，所述玻璃器件的上表面和下表面的粗糙度不超过100纳米。

根据本公开进一步的实施例，所述的玻璃器件的上表面为曲面时，所述曲面的曲率半径至少要大于4mm。

根据本公开进一步的实施例，所述壳体内包括阻挡平面，所述阻挡平面和所述玻璃器件的上表面齐平，误差不超过±0.1mm，从而使得所述阻挡平面和所述玻璃器件的上表面共同阻挡所述插针的端面。

根据本公开进一步的实施例，当所述光纤接口组件用作接收端时，所述玻璃器件的直径d2和长度h和插入的所述光纤连接器的插针的数值孔径NA之间遵循以下公式：

h＜d2/(2*NA)

从而确保从所述插针发出的光能够全部到达所述玻璃器件的下表面，而不会从所述玻璃器件的圆柱面折射出去。

根据本公开进一步的实施例，所述玻璃器件的直径d2大于、等于或小于所述壳体的内径d1。

根据本公开进一步的实施例，还包括：小零件，其内利用粘结体封接完成研磨抛光的玻璃器件，其中，封接有所述玻璃器件的所述小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述壳体里面。

根据本公开进一步的实施例，所述玻璃器件可以通过模压成型的方式直接在所述壳体或者小零件里面成型，从而省却了粘结体。

根据本公开进一步的实施例，当小零件为桶状结构时，也可以用粘接体将尚未研磨的玻璃圆柱体封接在小零件里面，然后小零件和玻璃圆柱一起研磨并抛光，这样它们的上下表面都是齐平的，它们的上表面为平面或略带有弧度(曲率半径大于4mm)，它们的下表面为平面或者斜面，斜面大于0小于45度度；然后，封接有所述玻璃器件的所述小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述壳体里面。

根据本公开进一步的实施例，所述小零件的材料包括金属、陶瓷或塑料，所述小零件的外径d3大于、等于或者小于所述壳体的内径d1。

根据本公开进一步的实施例，所述玻璃器件的下表面为带有一定角度的斜面时，所述角度大于0小于45度。

根据本公开进一步的实施例，还包括：套筒，其位于所述壳体内以用于接受所述光纤连接器的插针。

根据本公开进一步的实施例，还包括：O型闭口套筒，该O型闭口套筒用来接收光纤连接器插针，只要不影响玻璃器件的位置，上述玻璃器件可以在套筒里面，也可以在套筒下面；或者C型开口套筒，C型开口套筒有弹性，需要握紧封接玻璃器件的小零件的一部分长度。上述套筒材料可以为氧化锆。

根据本公开进一步的实施例，所述光纤连接器包括SC，LC，ST，STII，FC，AFC，FDDI，ESCON和SMA光纤连接器中的任意一种。光纤连接器的具体介绍例如可以参考以下网址：https://zh.wikipedia.org/zh-cn/％E5％85％89％E7％BA％96％E6％8E％A5 ％E9％A0％AD。

以上概述了本公开的光纤接口组件，该光纤接口组件主要应用于光学次组件(OSA)中，所述光学次组件包括光发射次组件(TOSA)、光接收次组件(ROSA)和单纤双向组件(BOSA)和单纤三向组件(Triplexer)等等。光学次组件(OSA)的一个重要问题是光路长度问题。光路的长度决定了OSA的长度。

如背景技术所描述的，传统型含陶瓷插芯光纤接口组件的OSA，其总光路长度A为透镜光路长度L1加上插芯长度L2，即A＝L1+L2，参见图1。

与此相对，采用本公开光纤接口组件的OSA，其总光路长度B为透镜光路长度L1加上光线在长度为h的玻璃器件中传播所产生的光程差d，即B＝L1+d，其中d＝h*(1-1/n)，n为玻璃折射率，因此，本公开的光纤接口组件的总光路长度B比含陶瓷插芯的光纤接口组件的光路长度A要短A-B的长度，即L2-d。

特别地，若n≈1.5，则d＝h/3。即有B＝L1+h/3(见图8a)。

本公开的光纤接口组件还往往要求玻璃器件的长度h＜d2/(2*NA)，其中d2为玻璃器件的直径，h为玻璃器件的长度，NA为插入的所述光纤连接器的插针的数值孔径，因此h也不能很长。比较常用的h为1.2mm。因此有d＝1.2/3＝0.4mm。

而传统的含陶瓷插芯光纤接口组件，为了满足插芯被金属件和套筒夹持的要求，一般要求插芯长度L2＞3mm。

由以上可知，本公开的光纤接口组件做成的OSA往往比由含陶瓷插芯光纤接口组件做成的OSA至少短L2-d＝3-0.4＝2.6mm，对于总长度不到10mm的OSA来说，这是一个很可观的数字。

OSA中还有一个重要的问题是光回向反射问题，光回向反射定义为激光管芯发出的光经在光纤链路中由各反射面反射回管芯的光。在光纤传输系统中，连接器、光纤端面、光接口和探测器表面等都会引起回向反射。这些回向反射光对系统的影响包括：引起发射光源的中心波长波动；引起发射光源的光强波动；永久性地损害光源等等。

即使是法布里-珀罗(FP)激光光源，尽管后向反射对光谱特性影响不大，但回射光入光源谐振腔后被激活区放大，造成光强波动，光强波动导致产生相对强度噪声(RIN)，RIN是与发射端而不是接收端相关的噪声，将会限制光纤链路上可能获得的最大信噪比，进而影响接收灵敏度。因而，在光纤接口组件的设计中最好考虑抗回向反射特性。

对于含陶瓷插芯的光纤接口组件，当其用在发射端时(如TOSA)上面时，光纤连接器的端面会在聚焦点351处反射光发射管芯发出的光，根据光路可逆原理，反射光会经过透镜的聚焦作用返回管芯(见图1)。

当其用在接收端(如ROSA)上面时，由于在光纤中传输的光绝大部分垂直于平端面，并在聚焦点351处反射(见图1)，它们发生反射时，反射光将会全部在纤芯中回传，通常回传的反射率可以通过Rf＝(nf-1)^2/(nf+1)^2来计算，其中nf为光纤纤芯材料折射率，取nf＝1.47，得Rf＝3.6％，即回损值为14.4dB，即大概3.6％的光被通过光纤链路反射到了远端的发射端(如TOSA)。所以这种光纤接口组件用在接收端上面时，对于远端反射也没有任何改善。由于其对近远端的反射都没有任何改善。

为了提高含陶瓷插芯型光纤接口组件的抗反射效果，人们往往在插芯下端(光线聚焦点351处)做一个斜面(一般为6度或者8度)，这时回损值会达到50dB甚至60dB以上，但这又以牺牲光线的耦合效率为代价，这里光耦合率指的是光发射管芯发出的光耦合到光纤纤芯210的能力或者光纤纤芯210发出的光耦合到光接收管芯的能力。光耦合效率低，会需要大功率的激光发射芯片，造成成本高，功率损耗大。

对于本发明，当玻璃器件的上下表面都为平面时，当其用在发射端时(如TOSA)时，其反射为近端反射，反射主要发生在玻璃器件的下表面处。由示意图8b我们可以看到，只有玻璃器件下表面的中心点123处，反射光线有可能进入管芯500。由于123处不是发射光线的聚焦点，所以从123处开始发散的反射光线没法通过透镜聚焦在管芯500处。加上管芯的发射面极小(微米量级)，其反射进入管芯的光只有极小的量。根据光路可逆原理，只有聚焦点211处的反射光线可以原路返回聚焦在管芯500处，但是由于玻璃器件120折射率(n2)和光纤插针中的纤芯210折射率(n1)一致，根据反射率公式Rf＝(n1-n2)^2/(n1+n2)^2，消除了211处的反射。所以这种含平面玻璃器件的光纤接口组件对于TOSA的近端反射有很大改善。

这种含平面玻璃器件的光纤接口组件用在在接收端(如ROSA)时，光纤连接器射入的光会在玻璃器件的下表面产生反射(图8c)。由示意图8c我们可以看到，整个玻璃器件122面上，只有玻璃器件下表面的中心点123处的光线有可能反射回光纤连接器的玻璃纤芯端面211。由于在点123处反射的激光在玻璃器件120中的发散作用，加上玻璃纤芯210的直径极小(单模光纤纤芯直径一般为9微米)，其反射进入光纤的光只有极小的量。所以这种含平面玻璃器件的光纤接口组件对于消弱ROSA的远端反射有很大改善。以玻璃器件为石英材质为例，据实测回损数据统计，普遍优于38dB，远远大于OSA生产所需的27dB。

当玻璃器件下表面为一个斜面时，见图6，以8度角为例，实测回损数值会高达60dB以上。

总之，传统的含陶瓷插芯型光纤接口组件，其光线的聚焦点也为其反射点。本发明通过用封装一个玻璃器件的方法，消除了光线聚焦点处的反射，把反射点移动到了玻璃器件的下表面。把光线聚焦点和反射点分开，破坏了光线原路返回并聚焦的可能性，使其回向反射光耦合到激光管芯的强度降到了最低。

因此，本公开的上述光纤接口组件通过采用合理的结构和玻璃器件巧妙的折射反射原理，在具有良好抗回向反射性能的同时，不但结构简单，成本低，而且解决了传统的带陶瓷插芯光纤接口组件光路长及价格贵的问题，对光纤通讯器件小型化极具意义。

进一步地，根据本公开的第二方面，提供了一种光学次组件(OSA)，其包括以上任一个实施例所述的光纤接口组件。

根据本公开进一步的实施例，所述光学次组件包括光发射次组件(TOSA)、光接收次组件(ROSA)和单纤双向组件(BOSA)和单纤三向组件(Triplexer)等等中的任意一种.

根据本公开进一步的实施例，所述光学次组件的封装形式为桶状，块状或蝶形等等。

根据本公开的第三方面，提供了一种制作光纤接口组件的方法，所述光纤接口组件用于接收及定位光纤连接器，所述方法包括以下步骤：

步骤1：从直径为d2的玻璃圆棒切割出一个玻璃圆柱小段，所述玻璃圆柱小段的长度略大于所要求的长度h，以便留出研磨余量；

步骤2：将上述步骤1中切割出的玻璃圆柱小段上下两端磨平并抛光，并严格控制所述玻璃圆柱小段的长度，使其抛光完成后的长度为h，其中所述玻璃圆柱小段在所述光纤接口组件内的作用是和光纤连接器的插针接触；

步骤3：在采用粘结体直接将所述玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，先将上述步骤2中制备的玻璃圆柱小段放入所述壳体中，然后把所述粘接体放入壳体中，通过固化所述粘接体而将所述玻璃圆柱小段封接在所述壳体中；

在采用粘结体间接将所述玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，先将所述玻璃圆柱小段固定在小零件内的适当位置，然后把粘接体放入小零件中，通过固化所述粘接体而将所述玻璃圆柱小段封接在所述小零件中，最后再把封接有玻璃圆柱小段的小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述光纤接口部件的壳体内；

可选地，如果玻璃材料是模压成型材料，可以通过模压成型的方法把玻璃器件封接在壳体或者小零件里面，这样就省却了粘接体。

步骤4，对成品光纤接口组件显微镜检查、检测光回损，然后包装。

根据本公开进一步的实施例，还包括以下步骤：

如果需要所述玻璃圆柱小段的一端具有角度，则需要将步骤2中的玻璃圆柱小段的一端磨出斜面并抛光；如果不需要玻璃圆柱一端具有角度，则略过此步骤。

根据本公开进一步的实施例，其中：在采用粘结体间接将所述玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，所述方法代替上述步骤2和3执行以下步骤：

当小零件为桶状结构时，可选地，先用粘接体将尚未研磨的玻璃圆柱小段封接在小零件里面，然后将小零件和玻璃圆柱一起研磨并抛光，使得它们的上下表面都齐平，以便它们的上表面为平面或略带有弧度(曲率半径大于4mm)，它们的下表面为平面或者斜面，所述斜面小于45度；最后再把封接有玻璃圆柱小段的小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述光纤接口部件的壳体内。

根据本公开进一步的实施例，还包括以下步骤之一：

在所述光纤接口部件的壳体内部点胶，放入闭口陶瓷套筒，通过加热或者紫外光固化的方式而将所述闭口陶瓷套筒固定在所述壳体内；

通过过盈配合的方式把所述闭口陶瓷套筒压配到所述壳体内；或者

将C型开口套筒放入所述壳体后并握紧桶状小零件的一段长度后(一般大于1mm)，通过在所述壳体加一个顶盖的方式，将所述套筒封闭在壳体内。

附图说明

在附图中，相似/相同的附图标记通常贯穿不同视图而指代相似/相同的部分。附图并不必按比例绘制，而是通常强调对本公开的原理的图示。在附图中：

图1是传统型含陶瓷插芯光纤接口组件的光学次组件(OSA)的示意图；

图2a是根据本公开的第一实施例的光纤接口组件的示意图；

图2b是根据本公开的与图1的光纤接口组件相配合的光纤连接器插针的示意图；

图3是根据本公开的第二实施例的光纤接口组件的示意图；

图4是根据本公开的第三实施例的光纤接口组件的示意图；

图5a是根据本公开的第四实施例的光纤接口组件的示意图；

图5b是根据本公开的第五实施例的光纤接口组件的示意图；

图6是根据本公开的第六实施例的光纤接口组件的示意图；

图7a是根据本公开的第七实施例的光纤接口组件的示意图；

图7b是根据本公开的第八实施例的光纤接口组件的示意图；

图8a为采用本公开的光纤接口组件的光学次组件(OSA)的示意图；

图8b为采用本公开光纤接口组件的光发射次组件(TOSA)示意图；以及

图8c为采用本公开光纤接口组件的光接收次组件(ROSA)示意图。

具体实施方式

以下将参考附图对本公开的各个实施例进行详细描述。实施例的一个或多个示例由附图所示出。实施例通过本公开的阐述所提供，并且不旨在作为对本公开的限制。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一个实施例中被使用以生成又一进一步的实施例。本公开旨在包括属于本公开范围和精神的这些和其他修改和变化。

图2a是根据本公开的第一实施例的光纤接口组件100的示意图。

本领域技术人员将理解，本公开的光纤接口组件100主要用于光学次组件OSA上，以用于接收及定位光纤连接器(connector)，起到光传播中的连接作用。

本公开的光学次组件OSA可以包括但不限于TOSA，ROSA，BOSA，Triplexer等等；以及OSA的封装形式可以包括但不限于桶状，块状以及蝶形等等。

光纤连接器的类型则包括但不限于SC、LC、ST、STII、FC、AFC、FDDI、ESCON和SMA光纤连接器。关于光纤连接器的具体介绍例如可以参见以下网址https://zh.wikipedia.org/zh-cn/％E5％85％89％E7％BA％96％E6％8E％A5 ％E9％A0％AD。

如图2a所示，光纤接口组件100由壳体110，玻璃器件120和粘结体130所组成。

其中，壳体100内有直径为d1的桶状结构，以用于插入上述光纤连接器中的一种。壳体例如可以由金属或塑料形成，其中金属壳体可由机床加工成型，塑料壳体可由注塑成型。当选择塑料时，可以有效降低本公开的光纤接口组件的成本。

桶状结构的直径d1的大小和深度一般都是个固定的数值，由所对应的光纤连接器种类决定，例如：标准接头(SC)或者朗讯接头(LC)等类型的接口。

玻璃器件120，位于壳体110内，其具有直径d2并且包括上表面121和下表面122。其中，上表面121为平面或者略带有弧度的曲面，所述曲面的顶点和所述光纤接口组件的中轴线重合，所述上表面121和所述光纤连接器的插针200(见图2b)接触；其下表面122为平面或者是带有一定角度的斜面。

玻璃器件120例如可以由光学玻璃或者石英玻璃材料形成。其中，玻璃器件120的上表面121和下表面122的粗糙度可以不超过100纳米。

当玻璃器件120的上表面121为曲面时，所述曲面的曲率半径至少要大于4mm。

粘结体130，用于将上述玻璃器件120封接在所述壳体110内。粘结体可以包括环氧胶水或者为玻璃焊料。

此外，壳体100还可以具有阻挡表面111，该阻挡表面111和玻璃器件的上表面121齐平，误差不超过±0.1mm，从而可以使得所述阻挡平面和所述玻璃器件的上表面共同阻挡插针的端面，并且起到接触光纤连接器端面的作用。

此外，壳体100还可以具有倒角112，该倒角起到导入粘结体130的作用。

根据本公开的该实施例，玻璃器件直径d2可以小于或等于壳体的内径d1。

当上述光纤接口组件100用作接收端时，玻璃器件120的直径d2、长度h和插入的所述光纤连接器的插针200的数值孔径NA之间需要遵循以下公式：

h＜d2/(2*NA)

从而确保从所述插针发出的光能够全部到达所述玻璃器件120的下表面122，而不会从所述玻璃器件的圆柱面折射出去。

图2b是根据本公开的与图1的光纤接口组件相配合的光纤连接器插针200的示意图。

光纤连接器的插针200，其被用于插入上述光纤接口组件100的直径为d1的桶状结构中。当被插入时，玻璃器件120的上表面121和光纤插针的玻璃纤芯210之端面211是紧密接触的(physicalcontact)，插针端面201被壳体中的阻挡平面111和玻璃器件上表面121共同阻挡，其中该壳体中的阻挡平面111和玻璃器件的上表面121齐平。

图3是根据本公开的第二实施例的光纤接口组件的示意图。

本公开的第二实施例类似于上述第一实施例，但不同之处在于玻璃器件的直径d2大于或等于壳体的内径d1。这样，壳体110中对光纤连接器插针起阻挡作用的面111(见图2a)就消失了，玻璃器件上表面121独自和光纤连接器端面201及纤芯端面211接触。

图4是根据本公开的第三实施例的光纤接口组件的示意图。

本公开的第三实施例类似于上述第一实施例，但不同之处在于粘接体可以很薄，以至于肉眼很难看到；或者玻璃器件120可以通过模压成型的方式直接在例如金属的壳体里面成型，这样从根本上省却了粘结体。

图5a是根据本公开的第四实施例的光纤接口组件的示意图。

本公开的第四实施例类似于上述第一实施例，但不同之处在于为了方便生产，该光纤接口组件100还包括一个小零件140。在制作过程中，先把玻璃器件120用粘结体130封接到小零件140里面，小零件上表面141和玻璃圆柱体上表面121齐平，然后把包含玻璃器件的小零件140通过压配或者粘接的方式组装在壳体110里面(图5a)；特别需要指出的是小零件的材料可以是金属，陶瓷和塑料，其外径d3可以大于、等于或者小于壳体的内径d1。

图5b是根据本公开的第五实施例的光纤接口组件的示意图。本公开的第五实施例类似于上述第四实施例，但不同之处在于小零件是桶状结构，小零件上表面141和玻璃圆柱体上表面121齐平，小零件下表面142和玻璃圆柱体下表面122齐平。

图6是根据本公开的第六实施例的光纤接口组件的示意图。

本公开的第六实施例类似于上述第一实施例，但不同之处在于玻璃器件120，玻璃器件的下表面122除了可以是平面外，为提高抗反射的效果，还可以是一个有角度θ的斜面，优选角度θ为0～30°。

图7a是根据本公开的第七实施例的光纤接口组件的示意图。

本公开的第七实施例类似于上述第四和第五实施例，但不同之处在于壳体110里面还增加了一个闭口套筒150。

在对壳体内径d1公差精度要求比较高不容易加工的情况下(例如直径公差1微米之内)，可以做一个内径为d1套筒放在壳体之内用来代替壳体桶状结构。图7a的套筒是一个O型闭口套筒150，套筒150可以通过粘接或者过盈配合的方式固定在壳体110之内。本公开的套筒可以是陶瓷套筒，由于陶瓷是硬脆材料，所以很容易通过超精细加工使得内径公差做到1微米之内。

图7b是根据本公开的第八实施例的光纤接口组件的示意图。

如果OSA对套筒的拉拔力有需求，图7b的套筒160可以是有弹性握紧力的C型开口套筒。C型开口套筒放入壳体并握紧小零件后，通过在壳体加一个顶盖的方式(见图7b之170)，把套筒封闭在壳体内，需要指出的是本公开的第八实施例的小零件外径d3要做到和插针200的外径一致，且外径公差要非常小(一般1微米之内)才能被开口套筒160适当握紧，从而使套筒160对插针200产生合适的拉拔力。

根据本公开的上述套筒材料可以选择为氧化锆陶瓷。

图8a为采用本公开的光纤接口组件的光学次组件(OSA)的示意图。

如图8a所示，本公开的光纤接口组件100安装于光学次组件(OSA)中，其中玻璃器件120的下表面122的中心点位于123处。与图1传统型含陶瓷插芯光纤接口组件的OSA相比，可以看出，本公开光纤接口组件的OSA总光路长度B为透镜光路长度L1加上光线在长度为h的玻璃器件中传播所产生的光程差d，即B＝L1+d，其中d＝h*(1-1/n)，n为玻璃折射率，

因此，本公开的光纤接口组件的总光路长度B比含陶瓷插芯的光纤接口组件的光路长度A要短A-B的长度，即L2-d。

特别地，若n≈1.5，则d＝h/3，即有B＝L1+h/3。

即总光路长度B＝L1+h/3，其中L1(参见图1)为透镜光路长度，h为玻璃器件的长度。

如前所述，由于本公开的光纤接口组件还往往要求玻璃器件的长度h＜d2/(2*NA)，其中d2为玻璃器件的直径，h为玻璃器件的长度，NA为插入的所述光纤连接器的插针的数值孔径，因此h也不能很长。比较常用的h为1.2mm。因此有d＝1.2/3＝0.4mm。

而传统的含陶瓷插芯光纤接口组件，为了满足插芯被金属件和套筒夹持的要求，一般要求插芯长度L2＞3mm。

由以上可知，本公开的光纤接口组件做成的OSA往往比由含陶瓷插芯光纤接口组件做成的OSA至少短L2-d＝3-0.4＝2.6mm，对于总长度不到10mm的OSA来说，这是一个很可观的数字。

图8b为采用本发明光纤接口组件的光发射次组件(TOSA)示意图，其中光线从管芯500发出。由示意图8b可以看到，只有玻璃器件下表面的中心点123处，反射光线有可能进入管芯500。由于123处不是发射光线的聚焦点，所以123处发散的反射光线没法通过透镜聚焦在管芯500处。加上管芯的发射面极小(微米量级)，其反射进入管芯的光只有极小的量。根据光路可逆原理，只有聚焦点211处的反射光线可以原路返回聚焦在管芯500处，但是由于玻璃器件120折射率(n2)和光纤插针中的纤芯210折射率(n1)一致或者相差不大，根据反射率公式Rf＝(n1-n2)^2/(n1+n2)^2，聚焦点211处的反射被消除了。所以这种含平面玻璃器件的光纤接口组件对于TOSA的近端反射有很大改善。

图8c为采用本发明光纤接口组件的光接收次组件(ROSA)示意图，其中光线从纤芯下表面211处发出，并在管芯500处聚焦被接收，光信号被接收管芯500转换成电信号。

由示意图8c可以看到，整个玻璃器件122面上，只有中心点123处的光线有可能反射回光纤连接器的玻璃纤芯端面211。由于在点123处反射的激光在玻璃器件120中的发散作用，加上玻璃纤芯210的直径极小(单模光纤纤芯直径一般为9微米)，其反射进入光纤的光只有极小的量。所以这种含平面玻璃器件的光纤接口组件对于消弱ROSA的远端反射有很大改善。以玻璃器件为石英玻璃材质为例，据实测回损数据统计，普遍优于38dB，远远大于OSA生产所需的27dB。

而当玻璃器件下表面为一个斜面时，见图6和图7b，以8度角为例，实测回损数值会高达60dB以上。

通过上述图8b和图8c的描述，可知本公开通过用封装一个玻璃器件的方法，消除了光线聚焦点处的反射，把反射点移动到了玻璃器件的下表面把光线聚焦点和反射点分开，破坏了光线原路返回并聚焦的可能性，使其产生回向反射的量降到了最低。

另外，本公开还提供了一种制作光纤接口组件的方法，所述光纤接口组件用于接收及定位光纤连接器，该方法包括以下步骤：

步骤1：将直径为d2的玻璃圆棒通过激光，锯片或者切割刀切割成相等的许多小段，所述玻璃圆柱小段的长度略大于所要求的长度h，以便留出研磨余量；

步骤2：将上述步骤1中切割出的玻璃圆柱小段放入夹具，然后把夹具放入单面或者双面研磨机，用研磨机将玻璃圆柱小段上下两端磨平并抛光，并严格控制玻璃圆柱小段的长度，使其为抛光完成后长度为h，其中所述玻璃圆柱小段在所述光纤接口组件内的作用是和光纤连接器的插针接触。另外，可选地，如果需要玻璃圆柱小段一端具有角度，则需要把步骤2中的玻璃圆柱体放入带有特定角度的夹具，然后把夹具放入单面研磨机，使得玻璃圆柱体的一段磨出斜面并抛光。如果不需要玻璃圆柱一端具有角度，则略过此步骤。

步骤3：在采用粘结体直接将所述玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，先将从上述步骤2中制备的玻璃圆柱小段放入所述壳体中，并通过夹具把其固定在合适的位置，然后把所述粘接体放入壳体中，通过加热或者紫外光固化所述粘接体而将所述玻璃圆柱小段封接在所述壳体中；或者

在采用粘结体间接将玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，先将所述玻璃圆柱小段放入小零件中，并通过夹具把玻璃器件固定在合适的位置，然后把粘接体放入小零件中，通过加热或者紫外光固化所述粘接体而将所述玻璃圆柱小段封接在所述小零件中，然后再把封接有玻璃圆柱小段的小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述光纤接口部件的壳体内。或者

可选地，如果玻璃材料是模压成型材料，可以通过模压成型的方法

把玻璃器件封接在壳体或者小零件里面，这样就省却了粘接体。或者

可选地，如果小零件为桶状结构，还可以用粘接体先将没研磨的玻璃圆柱体封接在小零件里面，然后小零件和玻璃圆柱一起研磨并抛光，这样它们的上下表面都是齐平的，它们的上表面为平面或略带有弧度(曲率半径大于4mm)，它们的下表面为平面或者斜面，斜面一般小于45度；最后再把封接有玻璃圆柱小段的小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述光纤接口部件的壳体内；

步骤4，对光纤接口组件进行显微镜检查、光回损检测，然后包装。

此外，本公开的制作光纤接口组件的方法，可选地，还包括以下步骤之一：

在所述光纤接口部件的壳体内部点胶，放入闭口套筒，通过加热或者紫外光固化的方式而将所述闭口套筒固定在所述壳体内；或者

通过过盈配合的方式把所述闭口套筒压配到所述壳体内；或者

将C型开口套筒放入所述壳体并握紧小零件的一段长度(一般大于1mm)后，通过在所述壳体加一个顶盖的方式，将所述套筒封闭在壳体内。

总之，通过以上的描述，本领域技术人员将容易理解，与现有技术相比，本发明的有益效果至少有以下几点：

-光路长度短，对于OSA日益小型化的需求极有意义；

-省却了高精密度的陶瓷插芯，大大降低了成本；

-具有极好的抗反射性能，可以同时防止近端(发射端)及远端(接收端)反射；

-结构件简单，如图2a所示，只有壳体，玻璃件和粘接体三部分，大大降低了组装难度，组装成本，增加了组装效率。

-壳体材料的选择更加多样化，可以选择性能更加优良的材料作为壳体，既可以选择金属做壳体又可以选择成本低的塑料来做壳体。传统的带陶瓷插芯的光纤接口组件的壳体，一般只能采用不锈钢等金属壳体。

以图2a为例，如果壳体为不锈钢，粘接体为焊料玻璃时，整个光纤接口组件就实现了无胶封装，大大提高了可靠性，而且可以耐受极高温度(～300摄氏度)。而传统的含标准陶瓷插芯的光纤接口组件，由于陶瓷插芯内的光纤210必须使用环氧胶水来实现光纤210和陶瓷插芯200的结合，所其所耐受的温度不会太高，一般小于100摄氏度。

虽然已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本公开，但这些说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本公开不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所请求保护的发明中，通过研究附图、公开和所附权利要求可以理解并且实践所公开的实施例的其它变体。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其它单元可以满足在权利要求中阐述的多个项目的功能。仅在互不相同的实施例或从属权利要求中记载某些特征的仅有事实，并不意味着不能有利地使用这些特征的组合。在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请的保护范围涵盖在各个实施例或从属权利要求中记载的各个特征任何可能组合。

在权利要求中的任何参考标记不应被理解为限制本公开的范围。

Claims (19)

1.一种光纤接口组件(100)，用于接收并定位光纤连接器，所述光纤接口组件(100)包括：

壳体(110)，其具有内径d1，以及

玻璃器件(120)，位于所述壳体(110)内，其具有直径d2并且包括上表面(121)和下表面(122)，

其中，所述上表面(121)为平面或者略带有弧度的曲面，所述曲面的顶点和所述光纤接口组件的中轴线重合，所述上表面用于和所述光纤连接器的插针接触；其中所述下表面(122)为平面或者是带有一定角度的斜面。

2.根据权利要求1所述的光纤接口组件，还包括：

粘结体(130)，所述粘结体将所述玻璃器件封接在所述壳体内。

3.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，其中，

所述壳体由金属，塑料或陶瓷形成。

4.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，其中，

所述玻璃器件由石英玻璃或者其他光学玻璃材料形成。

5.根据权利要求2所述的光纤接口组件，其中，

所述粘结体(130)包括环氧胶水，玻璃焊料或者钎焊焊料。

6.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，其中，

所述玻璃器件的上表面为曲面时，所述曲面的曲率半径至少要大于4mm。

7.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，其中，

所述壳体内包括阻挡平面(111)，所述阻挡平面和所述玻璃器件的上表面齐平，误差不超过±0.1mm，从而使得所述阻挡平面和所述玻璃器件的上表面共同阻挡所述光纤连接器插针的端面。

8.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，其中，

当所述光纤接口组件用作接收端时，所述玻璃器件的直径d2和长度h和插入的所述光纤连接器的插针的数值孔径NA之间遵循以下公式：

h＜d2/(2*NA)，

从而确保从所述插针发出的光能够全部到达所述玻璃器件的下表面，而不会从所述玻璃器件的圆柱面折射出去。

9.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，其中，

所述玻璃器件的直径可以d2大于、等于或小于所述壳体的内径d1。

10.根据权利要求1所述的光纤接口组件，还包括：

小零件(140)，其内利用粘结体封接有所述玻璃器件，其上表面141和所述玻璃器件上表面121齐平；

其中，封接有所述玻璃器件的所述小零件(140)通过压配或者粘接的方式组装在所述壳体里面。

11.根据权利要求10所述的光纤接口组件，还包括：

所述小零件的材料包括金属、陶瓷或塑料，所述小零件的外径d3大于、等于或者小于所述壳体的内径d1。

12.根据权利要求1，2或10所述的光纤接口组件，其中，

所述玻璃器件通过模压成型的方式直接在所述壳体或小零件里面成型，从而省却了粘结体。

13.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，还包括：

套筒或者，其位于所述壳体内以用于接受所述光纤连接器的插针，所述套筒是O型闭口套筒(150)或者C型开口套筒(160)。

14.根据权利要求1或2所述的光纤接口组件，其中，

所述光纤连接器包括SC，LC，ST，STII，FC，AFC，FDDI，ESCON和SMA光纤连接器中的任意一种。

15.一种光学次组件(OSA)，其包括根据权利要求1-14中任一项所述的光纤接口组件。

16.一种制作光纤接口组件的方法，所述光纤接口组件用于接收及定位光纤连接器，所述方法包括以下步骤：

步骤1：从直径为d2的玻璃圆棒切割出一个玻璃圆柱小段，所述玻璃圆柱小段的长度略大于所要求的长度h，以便留出研磨余量；

步骤2：将上述步骤1中切割出的玻璃圆柱小段上下两端磨平并抛光，并严格控制所述玻璃圆柱小段的长度，使其抛光完成后的长度为h，其中所述玻璃圆柱小段在所述光纤接口组件内的作用是和光纤连接器的插针接触；

步骤3：在采用粘结体直接将所述玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，先将上述步骤2中制备的玻璃圆柱小段放入所述壳体中，然后把所述粘接体放入壳体中，通过固化所述粘接体而将所述玻璃圆柱小段封接在所述壳体中；

在采用粘结体间接将所述玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，先将所述玻璃圆柱小段固定在小零件内的适当位置，然后把粘接体放入小零件中，通过固化所述粘接体而将所述玻璃圆柱小段封接在所述小零件中，最后再把封接有玻璃圆柱小段的小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述光纤接口部件的壳体内；

可选地，如果玻璃材料是模压成型材料，可以通过模压成型的方法把玻璃器件封接在壳体或者小零件里面，这样就省却了粘接体。

步骤4，对光纤接口组件进行显微镜检查，光回损检测，然后包装。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：

如果需要所述玻璃圆柱小段的一端具有角度，则需要将步骤2中的玻璃圆柱小段的一端研磨出斜面并抛光；如果不需要玻璃圆柱一端具有角度，则略过此步骤。

18.根据权利要求16所述的方法，在采用粘结体间接将所述玻璃圆柱小段粘结至所述光纤接口组件的壳体内的情况下，所述方法代替上述步骤2和3执行以下步骤；

当小零件为桶状结构时，可选地，先用粘接体将尚未研磨的玻璃圆柱小段封接在小零件里面，然后将小零件和玻璃圆柱一起研磨并抛光，使得它们的上下表面都齐平，以便它们的上表面为平面或略带有弧度，它们的下表面为平面或者斜面，所述斜面小于45度；最后再把封接有玻璃圆柱小段的小零件通过压配或者粘接的方式组装在所述光纤接口部件的壳体内。

19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，可选地，还包括以下步骤之一：

在所述光纤接口部件的壳体内部点胶，放入闭口套筒，通过环氧胶粘接的方式而将所述闭口套筒固定在所述壳体内；或者

通过过盈配合的方式把所述闭口套筒压配到所述壳体内；或者

将C型开口套筒放入所述壳体并握紧小零件的一段长度后，通过在所述壳体加一个顶盖的方式，将所述C型开口套筒封闭在壳体内。