CN107688213A - 一种通用型光纤扩束连接器及其制备工艺 - Google Patents

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倪沐阳
郑木广
袁潜
张欢
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Abstract

本发明涉及一种通用型光纤扩束连接器及其制备工艺，包括普通连接器散件、金属尾柄、带台阶的陶瓷插针、套筒型光纤透镜；陶瓷插针的高台阶端压入金属尾柄的一端，形成一个独立的光纤接触件；陶瓷插针的低台阶端套有套筒型光纤透镜；裸光纤插在陶瓷插针中，光纤与陶瓷插针连为一体；透明UV胶涂在陶瓷插针四周，在光纤端面也涂上透明UV胶；陶瓷插针的光纤端面与套筒型光纤透镜的凸透镜紧密接触；连接器散件与光纤接触件装配，陶瓷插针伸出连接器散件。陶瓷插针低台阶端的外径尺寸小于套筒型光纤透镜的内径，套筒型光纤透镜的外径小于陶瓷插针高台阶端的最大外径。

Description

一种通用型光纤扩束连接器及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种通用型光纤扩束连接器，属于光纤连接器技术领域器。
背景技术
目前针对石英光纤的光纤连接器可以分为三类：
一、传统单芯或多芯光纤连接器：
它们通常通过剥纤、注胶、固化、研磨等工艺完成，为了实现消除光纤对接的非尼尔反射效应，通过连接器壳体内部的弹簧挤压单芯或多芯光纤插针,最终实现光纤的紧配合对接。这类传统连接器加工工艺固定，成熟度高，插入损耗较小，回波损耗可控，且加工成本低，是目前最主要的加工方式，市场占有率95％以上；但这类连接器有几个个通用缺陷，首先，连接器光纤端面耐脏污能力低，特别是单模光连接器，一颗肉眼不易觉察的灰尘就足以产生几个dB的损耗，给光纤链路正常的维护及故障排查带来了诸多不便。其次，光纤连接器对接时端面容易划伤，耐插拔次数有限，对经常插拔的连接器需要不断地做抛光处理。其原理如图1所示。
二、非接触式光纤连接器
非接触式光纤连接器是指光纤端面在成端时光纤凹陷于插针端面，光纤连接器通过外力挤压实现了光纤插针的物理对接，但此时光纤端面没有实现对接，典型代表是MPO光纤连接器，简称NC-MPO连接器，目前在数据中心、光传输系统中得到一定的应用，是单芯或多芯连接器发展的方向之一。
传统MPO连接器需要所有光纤端面同时紧密物理接触才能正常工作，因为如果有空气间隙产生，就会造成光在光纤端面间单次及多次反射，严重影响信号的稳定性。非接触MPO光纤连接器在预置光纤或光纤处理时通常低于连接器插针表面几个微米左右，并在光纤端面镀防反射膜，当连接器对接后，在连接器之间形成一个很小的空气间隙，但防反射膜能阻止光的多次反射，不影响光纤的插入损耗及回波损耗，又因为光纤端面低于插芯表面，可以保证光纤端面在对接时不容易受到磨损或破坏。非接触MPO光纤连接器有插入损耗低、回波损耗高、互换性好、端面不易磨损、使用寿命长等性能优点。但非接触式光纤连接器只是光纤凹陷的连接器，其表面耐脏污能力不完全像厂家宣传的那样，其实更容易藏污纳垢，一旦油脂性脏污成分污染了连接器端面，其清洗难度较大，这也是制约该型连接器普及的因素之一，其原理如图2所示。
三、扩束光纤连接器
扩束光纤连接器在对接时端面也不接触，其与前面所述的非接触连接器又有本质区别，非接触连接器主要在裸光纤端面镀膜处理，而扩束光纤连接器则是在光纤端面封装透镜，光纤端面居于透镜的焦距处，这样点光源通过透镜后产生一束平行光斑，平行光斑通过另一个连接器的透镜后又折射为一个点光源，从而进入光纤。这种连接器安装难度较大，通常运用多维调整架以及光源光功率综合调校，生产效率低下，工序繁琐，生产成本居高不下，且产品一次性合格率不高，以上原因是导致扩束光纤连接器不能规模普及的重要原因，其原理如图3所示。
发明内容
本发明针对第三类扩束光纤连接器进行全新设计，提供了一种通用型光纤扩束连接器及其制备工艺。用其替代因为光纤端面脏污而导致光信号中断的普通光纤连接器，其契入点不仅仅是实现光学指标，而是从应用和普及的角度进行标准化通用化设计，并通过模具加工、精密注塑解决传统透镜在封装时的位置度及角度，极大地简化了封装难度，降低了生产成本，提升了生产效率，使之具备了推广和普及的价值。
为了解决以上问题，本发明采用了如下技术方案：一种通用型光纤扩束连接器，包括普通连接器散件、金属尾柄、带台阶的陶瓷插针、套筒型光纤透镜；陶瓷插针的高台阶端压入金属尾柄的一端，形成一个独立的光纤接触件；陶瓷插针的低台阶端套有套筒型光纤透镜；裸光纤插在陶瓷插针中，光纤与陶瓷插针连为一体；透明UV胶涂在陶瓷插针四周，在光纤端面也涂上透明UV胶；陶瓷插针的光纤端面与套筒型光纤透镜的凸透镜紧密接触；连接器散件与光纤接触件装配，陶瓷插针伸出连接器散件。
陶瓷插针低台阶端的外径尺寸小于套筒型光纤透镜的内径，套筒型光纤透镜的外径小于陶瓷插针高台阶端的最大外径。
所述的台阶为圆环台阶型。
所述的套筒型光纤透镜采用玻璃材质或透光率高的高分子材质。
一种通用型光纤扩束连接器制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：选用通用标准型插针，在靠近陶瓷插针端面侧，采用机加或研磨的方式加工出圆环型台阶；
步骤2：将陶瓷插针压入金属尾柄中，形成一个独立的光纤接触件；
步骤3：使用353ND环氧胶注入陶瓷插针中，将连接器散件套装在所要制备的光缆上，使用光纤剥线钳开剥光缆，将清洁后的裸光纤插入陶瓷插针中，然后加热固化，使光纤与陶瓷插针连为一体，再将连接器散件与光纤接触件完成装配，装配完成通过光纤研磨机进行常规研磨，最后完成常规的2D、3D、插入损耗及回波损耗的测试；
步骤4：采用酒精清洗陶瓷插针的端面，将透明UV胶均匀涂在台阶型陶瓷插针四周，并在光纤端面也涂上透明UV胶，消除内部的气泡；采用酒精或液氮清洗套筒型光纤透镜，通过高倍放大镜确保凸透镜的两侧不允许有灰尘；将套筒型光纤透镜套在陶瓷插针上，在确认陶瓷插针的光纤端面与筒型光纤透镜的凸透镜紧密接触下，用紫外灯进行固化处理，透明UV胶成型后取出连接器。
所述的套筒式光纤透镜采用模具加工及精密注塑工艺，一次成型。通过整体加工成型既保证了光纤透镜的位置度，也固化了光纤透镜的角度，极大地提升了产品加工效率，也降低了产品加工的成本。
陶瓷插针低台阶端的外径尺寸小于套筒型光纤透镜的内径，套筒型光纤透镜的外径小于陶瓷插针高台阶端的最大外径。
所述的台阶为圆环台阶型。
所述的套筒型光纤透镜采用玻璃材质或透光率高的高分子材质。
本发明具有以下优点：
1、通过注塑件精度保障透镜的角度及位置，制作方法非常简单；
2、装配一步到位，在设计理念彻底改变了原来的繁琐的工艺；
3、大幅度降低产品加工成本，幅度可达80％以上；
4、在结构上实现了标准化设计，满足通用型设计理念；
5、在单芯的基础上可以延伸设计，可广泛应用于航空、航天、舰船、电子、野战等军用多芯光纤连接器。
附图说明
图1是传统单芯或多芯光纤连接器的结构示意图。
图2是传统非接触式光纤连接器的结构示意图。
图3是传统扩束光纤连接器的结构示意图。
图4是本发明的总体示意图。
图5是带台阶的陶瓷插针结构图。
图6是套筒型光纤透镜结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
如图4至6所示，本发明提供了一种通用型光纤扩束连接器，包括普通连接器散件1、金属尾柄2、带台阶的陶瓷插针3、套筒型光纤透镜4；陶瓷插针3的高台阶端压入金属尾柄2的一端，形成一个独立的光纤接触件；陶瓷插针3的低台阶端套有套筒型光纤透镜4；裸光纤插在陶瓷插针3中，光纤与陶瓷插针3连为一体；透明UV胶涂在陶瓷插针3四周，在光纤端面也涂上透明UV胶；陶瓷插针3的光纤端面与套筒型光纤透镜4的凸透镜5紧密接触；连接器散件1与光纤接触件装配，陶瓷插针3伸出连接器散件1。陶瓷插针低台阶端的外径尺寸小于套筒型光纤透镜4的内径，套筒型光纤透镜4的外径小于陶瓷插针3高台阶端的最大外径。所述的台阶为圆环台阶型。所述的套筒型光纤透镜4采用玻璃材质或透光率高的高分子材质。
一种通用型光纤扩束连接器制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：选用通用标准型插针，在靠近陶瓷插针端面侧，采用机加或研磨的方式加工出圆环型台阶；
步骤2：将陶瓷插针3压入金属尾柄2中，形成一个独立的光纤接触件；
步骤3：使用353ND环氧胶注入陶瓷插针3中，将连接器散件1套装在所要制备的光缆上，使用光纤剥线钳开剥光缆，将清洁后的裸光纤插入陶瓷插针3中，然后加热固化，使光纤与陶瓷插针3连为一体，再将连接器散件1与光纤接触件完成装配，装配完成通过光纤研磨机进行常规研磨，最后完成常规的2D、3D、插入损耗及回波损耗的测试；
步骤4：采用必要的酒精清洗陶瓷插针3的端面，将透明UV胶均匀涂在台阶型陶瓷插针3四周，并在光纤端面也涂上透明UV胶，消除内部的气泡；采用酒精或液氮清洗套筒型光纤透镜4，通过高倍放大镜确保凸透镜5的两侧不允许有灰尘；将套筒型光纤透镜4套在陶瓷插针3上，在确认陶瓷插针3的光纤端面与筒型光纤透镜4的凸透镜5紧密接触下，用紫外灯进行固化处理，透明UV胶成型后取出连接器。
所述的套筒式光纤透镜4采用模具加工及精密注塑工艺，一次成型。通过整体加工成型既保证了光纤透镜的位置度，也固化了光纤透镜的角度，极大地提升了产品加工效率，也降低了产品加工的成本。
所述的台阶为圆环台阶型。
所述的套筒型光纤透镜4采用玻璃材质或透光率高的高分子材质。
为了确保筒型光纤透镜4顺利装入台阶型陶瓷插针3中，以及方便后期通过光纤适配器6中的陶瓷对中套管7实现连接器的对接，还需要注意两点，一是陶瓷插针的台阶外径尺寸略小于筒型光纤透镜4的内径，二是筒型光纤透镜4的外径要略小于陶瓷插针3中的最大外径。
完成装配的两个连接器通过光纤适配器6完成对接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种通用型光纤扩束连接器，其特征在于：包括普通连接器散件、金属尾柄、带台阶的陶瓷插针、套筒型光纤透镜；
陶瓷插针的高台阶端压入金属尾柄的一端，形成一个独立的光纤接触件；
陶瓷插针的低台阶端套有套筒型光纤透镜；
裸光纤插在陶瓷插针中，光纤与陶瓷插针连为一体；
透明UV胶涂在陶瓷插针四周，在光纤端面也涂上透明UV胶；陶瓷插针的光纤端面与套筒型光纤透镜的凸透镜紧密接触；
连接器散件与光纤接触件装配，陶瓷插针伸出连接器散件。
2.根据权利要求1所述的一种通用型光纤扩束连接器，其特征在于：陶瓷插针低台阶端的外径尺寸小于套筒型光纤透镜的内径，套筒型光纤透镜的外径小于陶瓷插针高台阶端的最大外径。
3.根据权利要求1所述的一种通用型光纤扩束连接器，其特征在于：所述的台阶为圆环台阶型。
4.根据权利要求1所述的一种通用型光纤扩束连接器，其特征在于：所述的套筒型光纤透镜采用玻璃材质或透光率高的高分子材质。
5.一种通用型光纤扩束连接器制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：选用通用标准型插针，在靠近陶瓷插针端面侧，采用机加或研磨的方式加工出圆环型台阶；
步骤2：将陶瓷插针压入金属尾柄中，形成一个独立的光纤接触件；
步骤3：使用353ND环氧胶注入陶瓷插针中，将连接器散件套装在所要制备的光缆上，使用光纤剥线钳开剥光缆，将清洁后的裸光纤插入陶瓷插针中，然后加热固化，使光纤与陶瓷插针连为一体，再将连接器散件与光纤接触件完成装配，装配完成通过光纤研磨机进行常规研磨，最后完成常规的2D、3D、插入损耗及回波损耗的测试；
步骤4：采用酒精清洗陶瓷插针的端面，将透明UV胶均匀涂在台阶型陶瓷插针四周，并在光纤端面也涂上透明UV胶；采用酒精或压缩氮气清洗套筒型光纤透镜，通过高倍放大镜观测确保凸透镜的两侧不允许有灰尘；将套筒型光纤透镜套在陶瓷插针上，在确认陶瓷插针的光纤端面与筒型光纤透镜的凸透镜紧密接触下，用紫外灯进行固化处理，透明UV胶成型后取出连接器。
6.根据权利要求5所述的一种通用型光纤扩束连接器制备工艺，其特征在于：所述的套筒式光纤透镜采用模具加工及精密注塑工艺，一次成型。
7.根据权利要求5所述的一种通用型光纤扩束连接器制备工艺，其特征在于：陶瓷插针低台阶端的外径尺寸小于套筒型光纤透镜的内径，套筒型光纤透镜的外径小于陶瓷插针高台阶端的最大外径。
8.根据权利要求5所述的一种通用型光纤扩束连接器制备工艺，其特征在于：所述的台阶为圆环台阶型。
9.根据权利要求5所述的一种通用型光纤扩束连接器制备工艺，其特征在于：所述的套筒型光纤透镜采用玻璃材质或透光率高的高分子材质。
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