CN106405747B - 一种重力适配光纤连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种重力适配光纤连接器，包含重力适配块和至少一个重力连接器，每个重力连接器包括插芯、尾柄、弹力装置、后座、外套、光缆；其中，所述弹力装置套设在尾柄的部分外圆面上并被后座的端面和尾柄的端面所限位，后座被所述重力适配块所夹持固定，所述重力适配块的重力通过后座的端面施加在弹力装置上，所述弹力装置受到压缩后，产生与所述重力适配块的重力大小方向相同的弹力并将作用在所述尾柄的端面上，进而使所述插芯的物理对接面始终具有一个与所述重力适配块的重力相关的预紧力。本发明产品具有稳定的光纤耦合效率及耦合性能。

Description

一种重力适配光纤连接器

技术领域

本发明涉及一种光纤连接器，特别是涉及一种实现精准预紧力的光纤连接器，本发明属于电力高压控制领域，激光传输领域与通信领域。

背景技术

光纤连接器，是光纤与光纤之间进行可拆卸连接的器件，它把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小。

在现有光纤连接器的对接过程中，基本是通过机械参考面上的机械卡键结构与适配器上的特定结构扣合，使连接器插芯产生回缩，插芯回缩的同时挤压连接器的弹力装置，而弹力装置会产生一个与插芯回缩距离正相关的反作用力为两个光纤端面对接提供预紧力。但机械零件与组装误差，导致每个连接器在对接时插芯回缩的距离不同，插芯物理对接面受到的预紧力也就不同。在光纤连接器对接技术要求日益精密的背景下，预紧力的波动引起的耦合效率差异，已经成为迫切需要解决的光纤对接技术问题之一，尤其在光能量传输领域，这种预紧力波动问题是不能容忍的。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种重力适配光纤连接器，该重力适配光纤连接器具备稳定的光纤耦合效率及耦合性能。

本发明的技术方案是：

一种重力适配光纤连接器，包含重力适配块和至少一个重力连接器，每个重力连接器包括插芯、尾柄、弹力装置、后座、外套、光缆；其中，所述光缆中的光纤通过所述尾柄和外套与所述插芯相耦合；所述尾柄一端与插芯固定连接，另一端与外套连接；所述弹力装置套设在尾柄的部分外圆面上并被后座的端面和尾柄的端面所限位，后座被所述重力适配块所夹持固定，所述重力适配块的重力通过后座的端面施加在弹力装置上，所述弹力装置受到压缩后，产生与所述重力适配块的重力大小方向相同的弹力并将作用在所述尾柄的端面上，进而使所述插芯的物理对接面始终具有一个与所述重力适配块的重力相关的预紧力。

所述重力适配器包含安装槽、夹紧孔，所述安装槽的宽度大于光缆的外圆直径，夹紧孔与安装槽贯通，夹紧孔的内径不大于与其配合的后座外圆面直径。

所述重力适配块的材料采用弹性材料。

所述重力适配连接器配合使用时的光轴沿重力方向或者等同于重力方向的一致性方向，其中所述插芯、尾柄、弹力装置、后座、外套、光缆、重力适配块的重力大小分布沿光轴圆周对称。

所述光缆从内到外依次包括光纤、光缆芳纶、光缆外皮，所述光缆芳纶设置在尾柄与外套之间，所述光缆芳纶、外套、尾柄连接成一个整体；光缆外皮与外套通过软胶或者铆接或者螺纹连接的方式连接成整体。

所述尾柄是包括第一外圆面和第二外圆面的台阶结构，所述后座包括后座端面、后座第一内孔、后座第二内孔、后座的外圆面，后座第二内孔的孔径大于外套的外径，后座第一内孔的孔径大于尾柄第二外圆面的直径；所述弹力装置内孔尺寸大于尾柄第二外圆面的直径、小于尾柄第一外圆面的直径、小于后座外径。

所述重力适配块的材料采用铁镍合金4J29。

所述重力连接器设置为多个，多个重力连接器共用一个重力适配块，所述重力适配块包含与重力连接器相匹配数量的安装槽、夹紧孔，每个重力连接器的后座设置于重力适配块上相对应的夹紧孔中，使重力连接器与重力适配块固定连接，每个夹紧孔设置于对应重力连接器所处的重力适配块的重力中心位置。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述方案，当光纤连接器对接时，重力适配块的重力通过弹力装置传递给连接器端面，使光纤连接器端面得到的一个大小与方向稳定的预紧力，而这个预紧力与插芯伸出长度，尾柄长度及零件的组装误差是没有相关性的，只需通过设计重力适配块在连接器圆周的重力分布，就可以精确控制连接器对接时预紧力的大小。

附图说明

图1、本发明的重力适配光纤连接器示意图；

图2、本发明的重力适配光纤连接器(不带重力适配块)爆炸图；

图3、本发明的重力适配光纤连接器(带重力适配块)爆炸图；

图4、在适配器内的接光器件为透镜时本发明重力适配光纤连接器的特例示意图；

图5、本发明多个连接器共用重力适配块的实例示意图；

其中：

1、适配器； 2、插芯；

3、尾柄； 4、弹力装置；

5、后座； 6、重力适配块；

7、外套； 8、胶；

9、光缆；

1-1、适配器的准直套筒； 1-2、适配器的另一光接收器件

2-1、插芯内孔； 2-2、物理对接面；

2-3、插芯光参考面； 3-1、尾柄一端；

3-2、尾柄第一端面； 3-3、尾柄第二外圆面；

3-4、尾柄另一端； 3-5、尾柄第一外圆面；

5-1、后座端面； 5-2、后座第一内孔；

5-3、后座第二内孔； 5-4、后座的外圆面；

6-1、重力适配块的安装槽； 6-2、重力适配块的夹紧孔；

7-1、外套端面； 7-2、外套内孔；

7-3、外套的外圆面； 7-4、外套第二内孔；

9-1、光缆芳纶； 9-2、光缆外皮；

9-2-1、光缆外皮的外圆直径； 9-3、光缆纤芯；

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式进一步说明本发明是如何实现的。

如图1所示，一种重力适配光纤连接器，包含同轴安装的重力连接器和重力适配块6，重力连接器包括插芯2、尾柄3、弹力装置4、后座5、外套7、光缆9；所述插芯2、尾柄3、光缆9、外套7组成一个整体，该整体的一部分设置在后座5的内孔中，所述的重力适配块6具有一定的重量，并且与后座5固定连接。所述插芯2、尾柄3、弹力装置4、后座5、重力适配块6、外套7、光缆9以及连接外套7和光缆9的软胶8均为关于光轴X圆周对称的。

如图2所示，所述插芯2包括有插芯内孔2-1，插芯内孔2-1中心设置有光纤，并在插芯2一端的物理对接面2-2上形成有插芯光参考面2-3；所述尾柄3包括尾柄一端3-1、尾柄第一端面3-2、尾柄第二外圆面3-3、尾柄另一端3-4、尾柄第一外圆面3-5；后座5包括后座端面5-1、后座第一内孔5-2、后座第二内孔5-3、后座的外圆面5-4；外套7包括外套端面7-1、外套内孔7-2、外套的外圆面7-3、外套第二内孔7-4；光缆9从内到外依次由光纤9-3，光缆芳纶9-1、光缆外皮9-2组成。

如图1-2所示，所述光缆9的光纤9-3设置在插芯2的内孔2-1中心；尾柄一端3-1与插芯2同轴固定连接，尾柄另一端3-4与外套7连接；所述光缆芳纶9-1设置在尾柄3的尾柄另一端3-4的外圆周面与外套7的外套内孔7-2中间的夹层中，在本发明具体实施例中，尾柄3的尾柄另一端3-4的外圆周面上设置有外螺纹，外套7的外套内孔7-2的内圆周面上设置有内螺纹，光缆芳纶9-1设置在尾柄另一端3-4的外螺纹与外套内孔7-2的内螺纹之间，内外螺纹相互旋合后，光缆芳纶9-1被紧紧地固定在尾柄另一端3-4与外套内孔7-2之间；光缆外皮9-2与外套7的第二内孔7-4通过软胶8连接成一个整体；这样光缆芳纶9-1、外套7、尾柄3被连接成一个整体。

后座5的第一内孔5-2孔径大于外套外圆面7-3直径，尾柄3第二外圆面3-3直径；后座5的第一内孔5-2与尾柄第二外圆面3-3之间设置有间隙，后座第二内孔5-3与外套7的外圆面7-3之间设置有间隙。所述弹力装置4内孔尺寸大于尾柄第二外圆面3-3直径、小于尾柄第一外圆3-5直径，小于后座5的外圆面5-4的外径，所述弹力装置4套设在尾柄第二外圆面3-3上、设置在后座端面5-1与尾柄第一端面3-2之间。

如图2-3所示，所述的重力适配光纤连接器的重力适配块6包含安装槽6-1、夹紧孔6-2，本发明具体实施例中，安装槽6-1的宽度大于光缆9的外皮9-2的外圆直径9-2-1，小于夹紧孔6-2的内径；夹紧孔6-2的内径大于外套7的外圆面7-3直径大小，并且不大于后座5的外圆面5-4直径；重力适配块6使用具有良好恢复变形能力的铁镍合金4J29材料；在安装时，先使光缆9通过安装槽6-1进入到夹紧孔6-2中，沿光轴X移动光缆9及与插芯2、尾柄3、弹力装置4、后座5、外套7组成的组件，使外套7的外圆面7-3进入到夹紧孔6-2中。然后使用特定工装张开安装槽6-1以及加紧孔6-2，直至后座5的外圆面5-4可以进入到加紧孔6-2中，撤离特定工装，加紧孔6-2在重力适配块6材料恢复性能驱动下，恢复原有形状，并夹紧后座5外圆面5-4，使重力适配块6与后座5牢固地连接在一起。

工作时，所述重力适配光纤连接器沿重力G方向竖直向下插入适配器1的准直套筒1-1中，与准直套筒1-1内的另一插芯物理对接面在光参考面P处物理对接。所述重力适配块6与后座5组成的整体以尾柄的第二外圆面3-3为导向，沿重力方向推动弹力装置4压缩，即所述重力适配块6的重力通过后座端面5-1施加在弹力装置4上，弹力装置4受到压缩后，会产生与重力大小方向相同的弹力作用在尾柄第一端面3-2上，进而通过尾柄3与插芯2的固定连接传递给插芯2的物理对接面2-2，使插芯2的物理对接面2-2始终拥有一个精确的均衡的预紧力。

如图1所示，所述的重力适配光纤连接器中涉及的物理对接是指重力适配光纤连接器的插芯2物理对接面2-2的物理支撑，所述光参考面P是指重力适配光纤连接器与准直套筒1-1内另一光接收器件的光耦合面。因此所述光参考面P与物理对接的位置不一定是重合的。如图4所示，本发明所述的重力适配光纤连接器涉及到的适配器1内光接收器件1-2为透镜时，光参考面P与插芯2的物理对接面是两个不同的面。

在实际应用中，如图5所示，多个所述重力适配光纤连接器可以共用一个重力适配块，在设计上满足每个重力适配连接器分摊到的重力大小均匀即可。所述重力连接器设置为1个以上，重力连接器共用一个重力适配块，所述重力适配块6包含与重力连接器相匹配数量的安装槽6-1、夹紧孔6-2，每个重力连接器的后座5设置于重力适配块对应的夹紧孔6-2中，使重力连接器与重力适配块固定连接，每个夹紧孔6-2设置于对应重力连接器所处的重力适配块6的重力中心位置。

所述连接器在工作状态时，沿重力方向竖直向下插入所述适配器，不局限于工作方向仅为重力方向的情况，也应理解为类似重力方向工作状态，方向不随空间与时间变化而变化的结构，例如工作在真空无重力空间时能够提供关于光轴圆周均匀分布的预定力结构。本发明所述重力适配块的重力通过后座端面施加在弹力装置上，弹力装置受到压缩，会产生与重力大小方向相同的弹力作用在尾柄第一端面上，进而通过尾柄与插芯的固定连接传递给插芯，使插芯物理对接面始终拥有一个精确的方向与大小不会变化的预紧力，从而得到稳定的光纤耦合效率及耦合性能。

虽然本发明已经详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种重力适配光纤连接器，其特征在于：包含重力适配块(6)和至少一个重力连接器，每个重力连接器包括插芯(2)、尾柄(3)、弹力装置(4)、后座(5)、外套(7)、光缆(9)；其中，所述光缆(9)中的光纤通过所述尾柄(3)和外套(7)与所述插芯(2)相耦合；所述尾柄(3)一端与插芯(2)固定连接，另一端与外套(7)连接；所述弹力装置(4)套设在尾柄(3)的部分外圆面上并被后座(5)的端面和尾柄(3)的端面所限位，后座(5)被所述重力适配块(6)所夹持固定，所述重力适配块(6)的重力通过后座(5)的端面施加在弹力装置(4)上，所述弹力装置(4)受到压缩后，产生与所述重力适配块(6)的重力大小方向相同的弹力并将作用在所述尾柄(3)的端面上，进而使所述插芯(2)的物理对接面(2-2)始终具有一个与所述重力适配块(6)的重力相关的预紧力。

2.根据权利要求1所述的一种重力适配光纤连接器，其特征在于：所述重力适配块(6)包含安装槽(6-1)、夹紧孔(6-2)，所述安装槽(6-1)的宽度大于光缆(9)的外圆直径，夹紧孔(6-2)与安装槽(6-1)贯通，夹紧孔(6-2)的内径不大于与其配合的后座(5)外圆面直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种重力适配光纤连接器，其特征在于：所述重力适配块(6)的材料采用弹性材料。

4.根据权利要求1所述的重力适配光纤连接器，其特征在于：所述重力适配光纤连接器配合使用时的光轴沿重力方向或者等同于重力方向的一致性方向，其中所述插芯(2)、尾柄(3)、弹力装置(4)、后座(5)、外套(7)、光缆(9)、重力适配块(6)的重力大小分布沿光轴圆周对称。

5.根据权利要求1所述的重力适配光纤连接器，其特征在于：所述光缆(9)从内到外依次包括光纤、光缆芳纶、光缆外皮，所述光缆芳纶设置在尾柄(3)与外套(7)之间，所述光缆芳纶、外套(7)、尾柄(3)连接成一个整体；光缆外皮与外套(7)通过软胶或者铆接或者螺纹连接的方式连接成整体。

6.根据权利要求1所述的重力适配光纤连接器，其特征在于：所述尾柄(3)是包括第一外圆面(3-5)和第二外圆面(3-3)的台阶结构，所述后座(5)包括后座端面(5-1)、后座第一内孔(5-2)、后座第二内孔(5-3)、后座的外圆面(5-4)，后座第二内孔(5-3)的孔径大于外套(3)的外径，后座第一内孔的(5-2)孔径大于尾柄(3)第二外圆面(3-3)的直径；所述弹力装置(4)内孔尺寸大于尾柄(3)第二外圆面(3-3)的直径、小于尾柄(3)第一外圆面(3-5)的直径、小于后座(5)外径。

7.根据权利要求3所述的重力适配光纤连接器，其特征在于：所述重力适配块(6)的材料采用铁镍合金4J29。

8.根据权利要求1所述的重力适配光纤连接器，其特征在于：所述重力连接器设置为多个，多个重力连接器共用一个重力适配块，所述重力适配块(6)包含与重力连接器相匹配数量的安装槽(6-1)、夹紧孔(6-2)，每个重力连接器的后座(5)设置于重力适配块(6)上相对应的夹紧孔(6-2)中，使重力连接器与重力适配块固定连接，每个夹紧孔(6-2)设置于对应重力连接器所处的重力适配块(6)的重力中心位置。