CN109633824B - 一种光纤连接器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤连接器及其制作方法，该光纤连接器包括传输光纤；所述光纤连接器的耦合端面上设置有镀膜层，所述镀膜层的第一侧和/或第二侧设置有开槽；所述传输光纤在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层。本发明的光纤连接器的耦合端面上设置有开槽，射向通光面的光信号进入到传输光纤内，射向开槽的光信号通过开槽散发到空气中，减小了端面反射，使得光纤连接器可以承受较高的光功率和温度，提高光纤连接器的性能。同时，本发明的光纤连接器相较于现有技术没有变更光纤连接器的封装尺寸，不需要定制特殊直径的光纤，具有低成本和小型化等优势，拓宽了产品的适用场景。

Description

一种光纤连接器及其制作方法

技术领域

本发明属于光通信领域，更具体地，涉及一种光纤连接器及其制作方法。

背景技术

在光通信领域，光学芯片主要通过光纤连接器输出光信号，光纤连接器包含单通道、多通道和阵列等多种形式。通过光纤连接器可以实现光纤连接、波导和光纤连接以及光纤延长等多种功能，光纤长度从几厘米到几十米不等，在光学器件模块内部，需要配合光纤连接器进行封装。

目前，单通道光纤连接器主要用于光学模块器件的公共端，在光学波导耦合后，当通过公共端的光信号功率(能量)过大时，单通道光纤连接器会存在端面烧毁破损以及高功率性能劣化等情况，导致光纤连接器的性能无法满足要求。

存在一种解决方案，通过增大接触面尺寸和光纤直径，解决前述光信号功率过大带来的问题，不过，该方案会导致光纤连接器和光学器件模块整体尺寸偏大，无法满足产品小型化的需求，限缩了产品的可适用场景，而且定制光纤直径会大大增加成本。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤连接器及其制作方法，其目的在于本发明的光纤连接器的耦合端面上设置有开槽，射向通光面的光信号进入到传输光纤内，射向开槽的光信号通过开槽散发到空气中，减小了端面反射，使得光纤连接器可以承受较高的光功率和温度，提高光纤连接器的性能，由此解决光纤连接器由于功率过大带来的端面烧毁破损和高功率性能劣化的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光纤连接器，所述光纤连接器包括传输光纤1；

所述光纤连接器的耦合端面上设置有镀膜层2，所述镀膜层2的第一侧和/或第二侧设置有开槽3；

所述传输光纤1在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层2。

优选地，所述光纤连接器包括第一基板41和第二基板42，所述传输光纤1设置在所述第一基板41和所述第二基板42之间；

所述镀膜层2设置在所述第一基板41和所述第二基板42的侧面；

所述开槽3贯穿所述第一基板41和/或所述第二基板42。

优选地，所述光纤连接器还包括至少一个辅助光纤5，所述辅助光纤5设置在所述第一基板41上，所述辅助光纤5设置在除所述镀膜层2之外的其他区域；

所述辅助光纤5和所述传输光纤1相互配合，使得所述第一基板41和所述第二基板42之间的间隙保持一致。

优选地，所述第一基板41上设置有多个光纤收容槽6，所述光纤收容槽6分别用于收容所述传输光纤1和所述辅助光纤5。

优选地，所述开槽3的形状为矩形槽、方形槽、V型槽或U型槽中的至少一种。

优选地，所述镀膜层2的宽度为195μm±10μm，所述开槽3的宽度为200μm～800μm，所述开槽3的深度为300μm～900μm。

优选地，所述镀膜层2上设置有增透膜，所述增透膜的剩余反射率小于0.2％。

按照本发明的另一方面，提供了一种光纤连接器的制作方法，所述制作方法包括：

准备传输光纤1，将所述传输光纤1设置在第一基板41和第二基板42之间；

在所述传输光纤1的第一侧和/或第二侧，切割所述第一基板41和所述第二基板42，形成开槽3；

在所述第一基板41和所述第二基板42的侧面镀膜，形成镀膜层2，其中，所述传输光纤1在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层2。

优选地，所述准备传输光纤1，将所述传输光纤1设置在第一基板41和第二基板42上包括：

准备传输光纤1和辅助光纤5，将所述传输光纤1和所述辅助光纤5设置在第一基板41和第二基板42上；

调整所述第一基板41和所述第二基板42的相对位置，使得所述第一基板41和所述第二基板42之间的交错距离小于预设值。

优选地，在所述第一基板41和所述第二基板42的侧面镀膜，形成镀膜层2包括：

遮挡所述辅助光纤5所对应的第一基板41和第二基板42的侧面；

对所述传输光纤1所对应的第一基板41和第二基板42的侧面进行镀膜，形成镀膜层2。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明的光纤连接器包括传输光纤，光纤连接器的耦合端面上设置有镀膜层，镀膜层的第一侧和/或第二侧设置有开槽，传输光纤的端面在光纤连接器的耦合端面上的投影落入镀膜层。本发明的光纤连接器的耦合端面上设置有开槽，射向通光面的光信号进入到传输光纤内，射向开槽的光信号主要通过开槽散发到空气中，减小了端面反射，使得光纤连接器可以承受较高的光功率和温度，提高光纤连接器的性能。同时，本发明的光纤连接器相较于现有技术没有变更光纤连接器的封装尺寸，也不需要定制特殊直径的光纤，具有低成本和小型化等优势，拓宽了产品的适用场景。

进一步地，在镀膜层上设置增透膜，不仅将光信号较大限度地通过传输光纤进行传输，还可以进一步减小端面反射。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的第一种光纤连接器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第二种光纤连接器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第三种光纤连接器的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光纤连接器的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第四种光纤连接器的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第五种光纤连接器的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种光纤连接器的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种光纤连接器的侧视结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种光纤连接器的多个视角下的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种光纤连接器的制作方法的流程示意图；

图11是本发明实施例提供的第一基板和第二基板的一种相对位置结构示意图；

图12是本发明实施例提供的第一基板和第二基板的另一种相对位置结构示意图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

目前，单通道光纤连接器主要用于光学模块器件的公共端，在光学波导耦合后，当通过公共端的光信号功率(能量)过大时，单通道光纤连接器会存在端面烧毁破损以及高功率性能劣化等情况，导致光纤连接器的性能无法满足要求。为解决前述问题，本发明提供一种光纤连接器，该光纤连接器可以避免由于功率过大带来的端面烧毁破损和高功率性能劣化等问题，尤其适用于单通道以及功率较高的应用场景。

实施例1：

参阅图1～图3，本实施例提供一种光纤连接器，所述光纤连接器包括传输光纤1；所述光纤连接器的耦合端面上设置有镀膜层2，所述镀膜层2的第一侧和/或第二侧设置有开槽3，其中，所述传输光纤1在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层2。

其中，开槽3的数目可以为一个，也可以为两个，开槽3数目可以依据具体的情况而定。例如，当传输光纤1设置在光纤连接器的边缘处时，可以仅开设一个开槽3；当传输光纤1设置在光纤连接器的中间区域时，可以设置两个开槽3。

如图1和图2所示，光纤连接器的耦合端面上开设有一个开槽3，以图1所示的视角进行说明，在镀膜层2的第一侧(左侧)设置有一个开槽3；以图2所示的视角进行说明，在镀膜层2的第二侧(右侧)设置有一个开槽3。如图3所示，光纤连接器的耦合端面上设置有两个开槽3，以图3所示的视角进行说明，在镀膜层2的第一侧(左侧)和第二侧(右侧)均对应设置有一个开槽3。

在实际应用场景下，为了更好地减小了端面反射，开槽3的数目为两个，且该两个开槽3相对于镀膜层2呈对称设置，不仅可以较大程度地减小端面反射，而且可以保证传输光纤1中光信号传输的均衡性。

本实施例的光纤连接器的耦合端面上设置有开槽3，射向通光面的光信号进入到传输光纤1内，射向开槽3的光信号主要通过开槽3散发到空气中，减小了端面反射，使得光纤连接器可以承受较高的光功率和温度，提高光纤连接器的性能。同时，本发明的光纤连接器相较于现有技术没有变更光纤连接器的封装尺寸，不需要定制特殊直径的光纤，具有低成本和小型化等优势，拓宽了产品的适用场景。

参阅图4，本实施例的光纤连接器包括第一基板41和第二基板42，其中，第一基板41和第二基板42的材质均可以为玻璃，可选地，第一基板41和第二基板42的材质也可以为二氧化硅等其他硅的掺杂合成材质，具体可以依据实际情况进行选择，在此，不做具体限定。

在本实施例中，所述传输光纤1设置在所述第一基板41和所述第二基板42之间，通过传输光纤1传输光信号，其中，传输光纤1一般为单芯光纤。如图1～4所示，所述镀膜层2设置在所述第一基板41和所述第二基板42的侧面，其中，镀膜层2的位置以及具体的大小一般取决于传输光纤1设置在位置以及直径大小，保证所述传输光纤1在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层2。

在本实施例中，为了保证射向开槽3的光信号，能够通过空气散发出去，减小光信号的反射，所述开槽3的在纵向上的截止位置至少存在三种可选的方案：(1)如图5所示，开槽3在纵向上贯穿第一基板41，穿设部分第二基板42；(2)如图6所示，开槽3在纵向上贯穿第二基板42，穿设部分第一基板41；(3)如图4所示，开槽3在纵向上同时贯穿所述第一基板41和所述第二基板42。

针对方式(1)和方式(2)，在纵向上，开槽3只存在一个开口与空气连通，光信号通过空气散发的面积较小；针对方式(3)，在纵向上，开槽3存在两个开口与空气连通，光信号通过空气散发的面积较大。因此，在优选的方案中，为了更好地减小端面反射，可以在在纵向上切割所述第一基板41和所述第二基板42，使得开槽3同时贯穿所述第一基板41和所述第二基板42。

当然，若存在客观因素，导致需按照方式(1)或方式(2)设置开槽3，则可以在开槽3未贯穿的基板上，设置增反膜，使得光信号能够反射至空气中，减小端面反射。

在具体应用场景下，开槽3的形状不做具体限定，可以为方形槽、矩形槽、V型槽或U型槽中的任一种，具体依据切割刀片的形状而定。

在具体应用场景下，由于传输光纤1是圆柱形的，若在第一基板41上只设置一根传输光纤1，则很容易出现第二基板42以传输光纤1为支点相对于第一基板41晃动(类似跷跷板运动)直至达到平衡，此时第一基板41和第二基板42之间的间隙不等，传输光纤1所受到的力不均匀，不仅增大了光纤连接器的制作工艺难度，还降低了光纤连接器的性能。

为解决前述问题，在优选的实施例中，所述光纤连接器还包括至少一个辅助光纤5，其中，辅助光纤5的数目不做具体限定，可以为一个、两个或者更多个。在本实施例中，辅助光纤5的尾纤被去除，在实际使用中，辅助光纤5不传输光信号。

在此，如图4所示，以辅助光纤5的数目为两个为例进行说明。在本实施例中，所述辅助光纤5设置在所述第一基板41上，所述辅助光纤5设置在传输光纤1的两侧，所述辅助光纤5与传输光纤1之间的距离不做具体限定，预留出空间以开设开槽3即可。在优选的实施例中，为了不影响光信号传输，所述辅助光纤5设置在除所述镀膜层2之外的其他区域。

在本实施例中，所述辅助光纤5和所述传输光纤1相互配合，所述辅助光纤5与所述传输光纤1相对于第一基板41的高度相同或者基本持平，使得所述第一基板41和所述第二基板42之间的间隙保持一致，避免出现左右高度不一致的情况，保证传输光纤1的受力均匀，提高光纤连接器的性能。

在具体应用场景下，如图7所示，所述第一基板41上设置有多个光纤收容槽6，所述光纤收容槽6分别用于收容所述传输光纤1和所述辅助光纤5，以固定传输光纤1和辅助光纤5。

为了提高光纤透过率，在优选的实施例中，所述镀膜层2上设置有增透膜，所述增透膜的剩余反射率小于0.2％，使得较多的光信号进入到传输光纤1中，进一步地减小了端面反射。在可选的实施例中，增透膜为1310nm～1550nm的宽带增透膜，光谱要求1260nm～1600nm，关于增透膜的规格要求，可以依据光纤连接器所使用的场景而定。

在本实施例中，为了达到更好的光传输效果以及更好地减小端面反射，如图7所示，开槽3的宽度D2为200μm～800μm，开槽3的深度L为300μm～900μm。与之相匹配的，如图8所示，镀膜层2的宽度D1为195μm±10μm，其中整个镀膜层2均可以镀膜，或者部分镀膜层2上镀膜，可以依据实际情况进行选择，在此，不做具体限定。

本实施例的光纤连接器，镀膜层2设置有增透膜，增大光线透射率，减小光纤反射率；在端面设置有开槽3，射向开槽3的光信号通过开槽3散发到空气中，可以减小端面反射(漫发射和回波反射)，光纤连接器在后续与其他模块耦合后，即使有胶，也能承受更高的功率和温度。另一方面，通过切割和镀膜没有变更连接器的封装尺寸，封装后的光学模块产品具备低成本优势，并实现了模块小型化。

实施例2：

相比较实施例1中更侧重于结构上的阐述，本发明实施例还提供一种可行的参数配置。

如图9所示，本实施例的光纤连接器的耦合端面相对于水平面倾斜角度a，其中，角度a的取值范围为82°±0.3°，第一基板41的高度h1的取值范围为1.5mm±0.05mm，第二基板42的高度h2的取值范围为1mm±0.05mm，第一基板41和第二基板42的宽度w的取值范围3mm±0.05mm，第一基板41的长度L1的取值范围为10mm±0.75mm，超出第一基板41的传输光纤1的长度L2大于1500mm。

结合图7和图8，开槽3的宽度D2为200μm～800μm，开槽3的深度L为300μm～900μm。与之相匹配的，镀膜层2的宽度D1为195μm±10μm。

实施例3：

本实施例还提供一种光纤连接器的制作方法，本实施例的光纤连接器的制作方法适用于上述实施例1或实施例2的光纤连接器。下面参阅图10，具体说明本实施例的光纤连接器的制作方法。

在步骤101中，准备传输光纤，将所述传输光纤设置在第一基板和第二基板之间。

准备合格的传输光纤，将所述传输光纤设置在第一基板和第二基板之间，可以先将传输光纤收容于对应的光纤收容槽内，再将第一基板与第二基板相对贴合设置。

在步骤102中，在所述传输光纤的第一侧和/或第二侧，切割所述第一基板和所述第二基板，形成开槽。

在本实施例中，将光纤连接器(步骤中的半成品)装夹在固定夹具上，并检查固定螺丝是否固定完好，以确保光纤连接器不会滑动。

在所述传输光纤的第一侧和/或第二侧，切割所述第一基板和所述第二基板，形成开槽。结合实施例1，开槽的数目可以为一个(如图1和图2所示)或两个(如图3所示)，详见实施例1，在此，不再赘述。当开槽数目为两个时，两个开槽相对于所述传输光纤对称分布。

其中，开槽贯穿第一基板和/或第二基板，可以详见实施例1中的图4～图6以及相关的文字描述，在此，不再赘述。

在设置好开槽后，检查传输光纤的端面，确保传输光纤的端面完好，同时进行通光检测，确保传输光纤能够正常传输光信号。此外，为了提高光纤连接器的性能，需要检测光纤连接器的端面，确保没有崩边。

在步骤103中，在所述第一基板和所述第二基板的侧面镀膜，形成镀膜层，其中，所述传输光纤在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层。

完成开槽和镀膜后，用显微镜检查端面镀膜和切缝质量，将合格的光纤连接器包装入库，转入下一工序，作为光学器件模块的通用原材料。

在优选的实施例中，在步骤101中，准备传输光纤，将所述传输光纤设置在第一基板和第二基板之间，具体包括：准备传输光纤和辅助光纤，其中，辅助光纤的数目可以为一个、两个或者更多个，在此不做具体限定。将所述传输光纤和所述辅助光纤设置在第一基板和第二基板上；调整所述第一基板和所述第二基板的相对位置，使得所述第一基板和所述第二基板之间的交错距离小于预设值，其中，预设值可以依据实际情况而定，例如，预设值可以为0.5mm。

如图11所示，第一基板和所述第二基板之间的交错距离小于预设值，所述第一基板和所述第二基板的相对位置能够满足需求；如图12所示，第一基板和所述第二基板之间的交错距离大于预设值，所述第一基板和所述第二基板的相对位置不能够满足需求，需要重新进行调整，以使第一基板和所述第二基板之间的交错距离小于预设值。

在本实施例中，所述辅助光纤和所述传输光纤相互配合，所述辅助光纤与所述传输光纤相对于第一基板的高度相同或者基本持平，使得所述第一基板和所述第二基板之间的间隙保持一致，避免出现左右高度不一致的情况，保证传输光纤的受力均匀，提高光纤连接器的性能。

在优选的实施例中，在步骤103中，在所述第一基板和第二基板的侧面镀膜，形成镀膜层具体包括：遮挡所述辅助光纤所对应的第一基板和第二基板的侧面，可以采用胶带纸贴在辅助光纤所对应的第一基板和第二基板的侧面(如图7所示，除去开槽和镀膜层的其他区域)。胶带纸的尺寸依据被遮挡的区域大小而定，例如，可以采用1.3mm*20mm的胶带纸。然后，再次进行端面检查，确保光纤连接器的端面合格，最后，对所述传输光纤所对应的第一基板和第二基板的侧面进行镀膜，形成镀膜层。其中，镀膜要求依据实际情况而定，可以镀增透膜，增透膜的规格为1310nm～1550nm的宽带增透膜，光谱要求1260nm～1600nm，剩余反射率小于0.2％。

采用本实施例的光纤连接器的制作方法制作的光纤连接器至少具有如下优势：光纤连接器的耦合端面上设置有开槽，射向通光面的光信号进入到传输光纤内，射向开槽的光信号通过开槽散发到空气中，减小了端面反射，使得光纤连接器可以承受较高的光功率和温度，提高光纤连接器的性能。同时，本发明的光纤连接器相较于现有技术没有变更光纤连接器的封装尺寸，不需要定制特殊直径的光纤，具有低成本和小型化等优势，拓宽了产品的适用场景。

进一步地，在镀膜层上设置增透膜，不仅将光信号较大限度地通过传输光纤进行传输，还可以进一步减小端面反射。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光纤连接器，其特征在于，所述光纤连接器包括传输光纤(1)；

所述光纤连接器的耦合端面上设置有镀膜层(2)，所述镀膜层(2)的第一侧和第二侧设置有开槽(3)；

所述传输光纤(1)在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层(2)；

所述光纤连接器包括第一基板(41)和第二基板(42)，所述传输光纤(1)设置在所述第一基板(41)和所述第二基板(42)之间；

所述镀膜层(2)设置在所述第一基板(41)和所述第二基板(42)的侧面；

开槽(3)在纵向上贯穿第一基板(41)，穿设部分第二基板(42)；或者，开槽(3)在纵向上贯穿第二基板(42)，穿设部分第一基板(41)；

在开槽(3)未贯穿的基板上，设置增反膜，使得光信号能够反射至空气中，减小端面反射。

2.根据权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤连接器还包括至少一个辅助光纤(5)，所述辅助光纤(5)设置在所述第一基板(41)上，所述辅助光纤(5)设置在除所述镀膜层(2)之外的其他区域；

所述辅助光纤(5)和所述传输光纤(1)相互配合，使得所述第一基板(41)和所述第二基板(42)之间的间隙保持一致。

3.根据权利要求2所述的光纤连接器，其特征在于，所述第一基板(41)上设置有多个光纤收容槽(6)，所述光纤收容槽(6)分别用于收容所述传输光纤(1)和所述辅助光纤(5)。

4.根据权利要求1～3任一项所述的光纤连接器，其特征在于，所述开槽(3)的形状为矩形槽、方形槽、V型槽或U型槽中的任一种。

5.根据权利要求1～3任一项所述的光纤连接器，其特征在于，所述镀膜层(2)的宽度为195μm±10μm，所述开槽(3)的宽度为200μm～800μm，所述开槽(3)的深度为300μm～900μm。

6.根据权利要求1～3任一项所述的光纤连接器，其特征在于，所述镀膜层(2)上设置有增透膜，所述增透膜的剩余反射率小于0.2％。

7.一种光纤连接器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

准备传输光纤，将所述传输光纤设置在第一基板和第二基板之间；

在所述传输光纤的第一侧和第二侧，切割所述第一基板和所述第二基板，形成开槽；

在所述第一基板和所述第二基板的侧面镀膜，形成镀膜层，其中，所述传输光纤在所述光纤连接器的耦合端面上的投影落入所述镀膜层；

所述切割所述第一基板和所述第二基板，形成开槽具体为：

开槽在纵向上贯穿第一基板，穿设部分第二基板；或者，开槽在纵向上贯穿第二基板，穿设部分第一基板；

在开槽未贯穿的基板上，设置增反膜，使得光信号能够反射至空气中，减小端面反射。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述准备传输光纤，将所述传输光纤设置在第一基板和第二基板上包括：

准备传输光纤和辅助光纤，将所述传输光纤和所述辅助光纤设置在第一基板和第二基板上；

调整所述第一基板和所述第二基板的相对位置，使得所述第一基板和所述第二基板之间的交错距离小于预设值。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，在所述第一基板和所述第二基板的侧面镀膜，形成镀膜层包括：

遮挡所述辅助光纤所对应的第一基板和第二基板的侧面；

对所述传输光纤所对应的第一基板和第二基板的侧面进行镀膜，形成镀膜层。

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