CN110471145A - 一种扩束光纤连接器端子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扩束光纤连接器端子，包括扩束透镜、第一套筒、第二套筒、第三套筒、光纤、光纤夹持件和收紧套筒，所述扩束透镜实现扩束光纤连接器的扩束功能，所述第一套筒、第二套筒、第三套筒分别实现扩束透镜的固定、光纤的固定、现场端接光纤的连接，所述光纤夹持件、和收紧套筒用来固定和夹持整个端子及端接的光纤；本发明组成零部件可由制造厂家组装完毕后，可由客户自由端接光纤，不需要抛光光纤端面，解决了施工现场免抛光、快速制作扩束光纤连接器的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于光纤传输技术领域，涉及一种扩束光纤连接器端子。
背景技术
光纤连接器是所有光纤通信系统必需的关键元件之一。光纤连接器的主要功能是用于连接器多个通信设备、模块、单元、光纤、光缆等，使得整个系统可分段制造、测试。扩束光纤连接器具有易清洁、抗灰尘、耐冲击振动、耐环境温度变化、耐高功率等特点，从而扩束连接器被广泛地应用于种种高振动或污秽的环境中。
目前，光纤扩束连接器较普通的光纤连接器生产工艺复杂。一般不具备可现场安装的能力。具备可现场安装能力的扩束连接器仍然需要像普通光纤连接器那样在现场进行光纤的端面抛光处理。如CN103946730A描述的可现场安装的扩束连接器系统仍需要利用传统的端接和抛光技术将光纤现场端接到套圈(插芯)内。
为解决施工现场免抛光、快速制作扩束光纤连接器的技术问题，本发明提供一种可现场免抛光、快速制作的扩束光纤连接器。
发明内容
本发明目的在于克服上述背景技术中存在的现有扩束光纤连接器端子不方便现场安装的问题，提供一种扩束光纤连接器端子从而实现免抛光、可现场安装的扩束光纤连接。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是这样实现的：
一种扩束光纤连接器端子，其特征在于：由第一套筒1、扩束透镜2、第二套筒3、光纤4、光纤夹持件5、收紧套筒6及第三套筒8组成，所述扩束透镜2、第二套筒3和光纤4设置于第一套筒2内，所述第二套筒3和光纤4部分露出第一套筒2，所述第二套筒3、第三套筒8固定在所述光纤夹持件5中，所述光纤4位于第二套筒3、第三套筒8的内孔中，所述光纤4前端面位于所述扩束透镜2的焦点或距扩束透镜2焦点距离小于1/3扩束透镜2半径的位置。
进一步的，所述光纤4的前端面为研磨抛光处理且另一端位于第三套筒8中部，所述光纤4位于第三套筒8中部的端面为光纤切割刀切割处理或研磨抛光处理。
进一步的，所述第二套筒3和第三套筒8内设置的内孔直径不小于光纤4外径且不大于5微米。
进一步的，所述第三套筒8内孔中光纤4的部位填充有匹配膏，所述匹配膏的折射率为1.4～1.5。
进一步的，所述光纤夹持件5位于收紧套筒6外部，所述光纤夹持件5及收紧套筒6均为弹性部件。
进一步的，所述扩束透镜2通过胶水粘接或卡扣结构配合固定于第一套筒1的前端。
进一步的，所述扩束透镜2随第一套筒1固定在第二套筒3上时采用紧配合或压接配合或胶水固定位置，所述第二套筒3前端面位于扩束透镜2的焦点处。
进一步的，所述光纤夹持件5内部从靠近扩束透镜2端开始依次设置有第一内孔51、第二内孔59、第三内孔54，所述第一内孔51与所述第二套筒2外表面配合，所述第二内孔59与第三套筒8配合。
进一步的，所述光纤夹持件5的外部近扩束透镜2端设置有第一台阶52，所述光纤夹持件5内部外部中段设置有第二台阶55，所述第二台阶55设置有外螺纹，所述光纤夹持件5外部尾端设置有第三台阶56，所述第三台阶56设置有一个锥度配合面和两个或两个以上槽口58，所述第三内孔54内部设置有锯齿57。
进一步的，所述夹紧套筒6靠近扩束透镜2端设置有内部凸台61，所述内部凸台61与光纤夹持件5的第一台阶52配合，所述后端锥度配合面62小于光纤夹持件第三台阶56的锥度大小。
本发明可带来以下有益效果：
1、本发明中端接光纤时不需要研磨抛光，可现场安装，与普通光纤连接器工艺相比，现场安装要求非常低。本发明端子各部件模块化，通过替换少数部件，即可实现匹配多种光纤的不同扩束连接器端子。本发明通过多套筒配合嵌套的结构设计，扩大了光纤传输的光束尺寸，具有易清洁、抗灰尘、耐冲击振动、耐环境温度变化、耐高功率的能力，此外，本发明结构互换性好、易于制造、成品合格率高、成本低。
2、本发明中的端子结构紧凑，外形尺寸小，可直接插入标准的FC、ST、LC、SC、J599(MIL-38999)等连接器的壳体内，替代原插芯，将原连接器由接触式连接器变为非接触式连接器，从而提高连接器的可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明一种扩束光纤连接器端子平面结构图
图2本发明一种扩束光纤连接器端子三维拆分结构图
其中：
1第一套筒 11内孔 2扩束透镜 3第二套筒 31前端面中心
32光纤后端 4光纤 5光纤夹持件 51第一内孔 52第一台阶
53锥度台阶孔 54第三内孔 56第三台阶 57锯齿 58槽口
59第二内孔 6收紧套筒 61凸台 62锥度配合面
7端接光纤 71光纤前端 8第三套筒 81倒角
具体实施方式
为进一步阐述本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的一种扩束光纤连接器端子具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
一种扩束光纤连接器端子，由第一套筒1、扩束透镜2、第二套筒3、第三套筒8、光纤4、光纤夹持件5和收紧套筒6组成，第一套筒2内设置有扩束透镜2、第二套筒3和光纤4，第二套筒3和光纤4部分露出第一套筒2，第二套筒3、第三套筒8固定在光纤夹持件5中，光纤4位于第二套筒3、第三套筒8的内孔中，光纤4前端面位于扩束透镜2的焦点位置。
光纤4为两端进行端面处理的光纤，光纤4前端面均为研磨抛光处理且另一端位于第三套筒8中部，光纤4位于第三套筒8中部的端面为光纤切割刀切割处理。扩束透镜2通过胶水粘接配合固定于第一套筒1的前端。扩束透镜2随第一套筒1固定在第二套筒3上时采用紧配合或压接配合或胶水固定位置，第二套筒3前端面位于扩束透镜2的焦点处。第二套筒3和第三套筒8内设置的内孔直径不小于光纤4外径为5微米。光纤夹持件5位于收紧套筒6外部，连接收紧套筒6后挤压光纤夹持件5以压紧现场端接光纤。光纤夹持件5内部从靠近扩束透镜2端开始依次设置有第一内孔51、第二内孔59、第三内孔54，第一内孔51与第二套筒2外表面配合，第二内孔59与第三套筒8配合，第三内孔54容纳端接光纤7。
光纤夹持件5的外部靠近扩束透镜2端设置有第一台阶52，光纤夹持件5内部外部中段设置有第二台阶55，设置有外螺纹用来固定收紧套筒，光纤夹持件5外部尾端设置有第三台阶56，第三台阶56设置有一个锥度配合面和三个槽口58，第三内孔54内部设置有辅助光纤夹紧的锯齿57。夹紧套筒6靠近靠近扩束透镜2端设置有内部凸台61，内部凸台61与光纤夹持件5的第一台阶52配合。后端锥度配合面62稍小于光纤夹持件第三台阶56的锥度大小，现场安装后两个接触面紧密贴合，压缩夹紧光纤。第三套筒8内孔中光纤4的部位填充有匹配膏，匹配膏的折射率为1.4。
本发明提供一种免抛光、可现场安装扩束光纤连接器端子，组成零部件由制造厂家组装完毕后，可由客户自由端接光纤，不需要抛光光纤端面。并且整体结构尺寸符合普通光纤连接器插芯，可装入标准的FC、ST、LC、SC、J599(MIL-38999)等连接器内。
扩束透镜，将预处理光纤的光束实现扩束准直收发功能。扩束透镜的光轴方向与第一套筒的中心轴线共轴。扩束透镜可采用球透镜、G-LENS、C-LENS或非球面透镜等。扩束透镜固定于第一套筒的前端。
第一套筒为一带倒角圆筒，外表面为精密的光滑表面，为整个端子的基准。内表面与外表面高同心，用来固定扩束透镜和第二套筒。整体材料可以选用耐磨损的陶瓷或金属材料等硬质材料。
第二套筒外表与第一套筒内表面紧密配合，内孔采用胶水固定预处理光纤，内表面后端设置有一个大的倒入角，利于光纤的穿入。为保证第二套筒的内孔与第一套筒的同心，材料可以选用易加工的金属或者高精度的陶瓷。
第三套筒置于第二套筒后端(本专利非特别说明，前端指靠近扩束透镜端)，预处理光纤装入第三套筒的前端，后端的光纤为现场安装的光纤，光纤在第三套筒内部对准。出厂前第三套筒后端填充有匹配膏。匹配膏具有与光纤纤芯差不多的折射率，实现端接光纤与预处理光纤的低损耗连接。为保证端接光纤与预处理光纤的对接良好，整个套筒的材料应选用易于加工出高精度尺寸内孔的金属、陶瓷或者可以模塑成型的高分子材料，如工程塑料等。
预处理光纤的前端与第二套筒采用普通光纤连接器类似的抛光工艺处理。后端位于第三套筒内部，采用光纤切割刀切成平整表面。
光纤夹持件外部设置有三个台阶，前端第一台阶用来定位，在FC、ST、LC、SC里与弹簧定位。J599(MIL-38999)类似连接器里与卡爪定位。第二台阶用来固定收紧套筒，并设置有一个倒入角。第三台阶设置有一个锥度配合面与两个或以上槽口，实现端接后光纤的夹紧。光纤夹持件内部前端第一个孔为与第二套筒外表面配合，前端第二个孔用于固定第三套筒，前端第三个孔为中部设置有一锥度台阶孔，锥度用来使端接光纤容易穿入，孔径较大部分使端接光纤在端子留有内部微弯空间，使端接光纤后端与预处理光纤前端紧密接触。内部后端设置有辅助光纤夹紧的锯齿结构。光纤夹持件可以选用具有一定强度并且有良好弹性的材料制作，如铜合金、PEI等。
夹紧套筒前端设置有一个内部凸台，安装后与光纤夹持件第一台阶配合，配接时设置的后端锥套配合面与光纤夹持件第三台阶接触然后压缩夹紧光纤。
本发明提供的是一种免光纤研磨抛光，可现场安装的扩束连接器端子。具体地，本发明包含扩束光纤连接器端子的各功能部分：光路扩束准直收发、光纤对接、光纤夹持固定。
实施例2
在实施例1的基础上，替换以下结构技术方案特征：光纤4前端面位置调整为距扩束透镜2焦点距离是1/3扩束透镜2的半径位置处。扩束透镜2通过卡扣结构配合固定于第一套筒1的前端。扩束透镜2随第一套筒1固定在第二套筒3上时采用压接配合固定位置。预处理光纤的后端面为研磨处理。
实施例3
如图1、图2所示，第一套筒1、扩束透镜2、第二套筒3和预处理光纤4实现光路扩束准直收发功能。扩束透镜2，采用高性能胶水粘接固定于第一套筒1的内孔中，采用机械或光学调试方法将预处理光纤的前端面中心，即第二套筒3的前端面中心31固定于扩束透镜2的焦点。本实施例选择的是折射率为2的球透镜，焦点位于球透镜表面，前端面中心31与扩束透镜2的焦点重合。当然也可以采用通信领域常用的其它透镜如G-LENS、C-LENS或非球面透镜等，只是需要调整第二套筒3与预处理光纤4的长度的相应变化而匹配焦点位置的变化。
第一套筒1为前端带倒角圆筒，选用高精度的氧化锆陶瓷材料制成，内外表面研磨为光滑表面，内表面与外表面的同心度小于10微米。外表面用来实现整个连接器的光路基准，两个连接器连接器时，第1套筒1的外表面可放置在带弹性套筒、精密V形槽或精密内孔中的连接器中，实现两个连接器的低损耗连接器。内表面前端固定扩束透镜2，后端采用紧配合、压接配合或胶水固定第二套筒3。
第二套筒3内外表面研磨为光滑表面，内表面与外表面的同心度小于2微米。外表面与第一套筒1内表面紧密配合，内表面采用胶水固定预处理光纤4，内表面后端设置有一个大的倒入角，方便生产时预处理光纤4的穿入。
预处理光纤4两端采用抛光工艺处理，前端与第二套筒3的前端面抛光处理，后端面位于第三套筒8中部，实现与端接光纤7的对接。
第三套筒8主要为实现光纤对接的功能，置于第二套筒3后端，预处理光纤4从第三套筒8的前端装入，从后端装入的光纤为连接器现场安装的端接光纤7，两光纤在第三套筒8中部对准。为实现更优性能，出厂前第三套筒8内孔无预处理光纤4的部位填充少量匹配膏。匹配膏具有与光纤纤芯差不多的折射率，实现端接光纤与预处理光纤的低损耗连接。
光纤夹持件5和收紧套筒6实现光纤夹持固定的功能。光纤夹持件5设置有前端第一台阶52用来定位，在FC、ST、LC、SC里与弹簧定位。J599(MIL-38999)类似连接器里与卡爪定位。第二台阶55用来固定收紧套筒，并设置有外螺纹。第三台阶56设置有一个锥度配合面和两个槽口58，实现端接后端接光纤7的夹紧。光纤夹持件内部前端第一内孔51为与第二套筒外表面配合，第二内孔59用于固定第三套筒，第三内孔54为中部设置有一锥度台阶孔53，锥度用来使端接光纤7容易穿入，孔径较大部分使端接光纤7在端子留有内部微弯空间，使端接光纤前端71与预处理光纤后端32紧密接触。第三内孔54尾端设置有辅助光纤夹紧的锯齿结构57，夹紧端接光纤7的涂覆层。光纤夹持件可以选用具有一定强度并且有良好弹性的材料制作，一般可采用PEI。
夹紧套筒6前端设置有一个内部凸台61，安装后与光纤夹持件第一台阶52配合。后端锥度配合面62稍小于光纤夹持件第三台阶56的锥度大小，现场安装后两个接触面紧密贴合，压缩夹紧光纤。
整个扩束光纤连接器端子中，由端接光纤传输的光信号低损耗连接器传入预处理光纤，预处理光纤中的光信号再经扩束透镜放大光束后传输光信号。由于光束的扩大，扩束光纤连接器具有易清洁、抗灰尘、耐冲击振动等特点，从而扩束连接器被广泛地应用于种种高振动或污秽的环境中。由于工艺复杂，使得现有扩束光纤连接器都不可以实现现场施工制作，而本发明的技术可以实现施工现场的免研磨免抛光，非常简单的制作、装配扩束光纤连接器。
对本发明结构和原理的进一步说明是：扩束透镜安装在第一套筒的内部，实现扩束光纤连接器的扩束功能。第一套筒、第二套筒、第三套筒分别实现扩束透镜的固定、预处理光纤的固定、现场端接光纤的连接。预处理光纤一端采用胶水粘接固定于第二套筒内并研磨抛光处理达到降低损耗的目的，另一端可用光纤切割刀切平或研磨抛光后自由插入第三套筒中部。在现场端接光纤时，端接光纤用切割刀切平端面后从端子后端穿入光纤夹持件、和收紧套筒，然后端接光纤端面与预处理光纤端面紧密连接，增加匹配液后可实现低损耗光连接。拧紧收紧套筒，挤压光纤夹持件就可以固定端接的光纤。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种扩束光纤连接器端子，其特征在于：由第一套筒(1)、扩束透镜(2)、第二套筒(3)、光纤(4)、光纤夹持件(5)、收紧套筒(6)及第三套筒(8)组成，所述扩束透镜(2)、第二套筒(3)和光纤(4)设置于第一套筒(2)内，所述第二套筒(3)和光纤(4)部分露出第一套筒(2)，所述第二套筒(3)、第三套筒(8)固定在所述光纤夹持件(5)中，所述光纤(4)位于第二套筒(3)、第三套筒(8)的内孔中，所述光纤(4)前端面位于所述扩束透镜(2)的焦点或距扩束透镜(2)焦点距离小于1/3扩束透镜(2)半径的位置。
2.根据权利要求书1所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述光纤(4)的前端面为研磨抛光处理且另一端位于第三套筒(8)中部，所述光纤(4)位于第三套筒(8)中部的端面为光纤切割刀切割处理或研磨抛光处理。
3.根据权利要求书1所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述第二套筒(3)和第三套筒(8)内设置的内孔直径不小于光纤(4)外径且不大于5微米。
4.根据权利要求书1所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述第三套筒(8)内孔中光纤(4)的部位填充有匹配膏，所述匹配膏的折射率为1.4～1.5。
5.根据权利要求书1所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述光纤夹持件(5)位于收紧套筒(6)外部，所述光纤夹持件(5)及收紧套筒(6)均为弹性部件。
6.根据权利要求书1～5中任意一项所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述扩束透镜(2)通过胶水粘接或卡扣结构配合固定于第一套筒(1)的前端。
7.根据权利要求书6所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述扩束透镜(2)随第一套筒(1)固定在第二套筒(3)上时采用紧配合或压接配合或胶水固定位置，所述第二套筒(3)前端面位于扩束透镜(2)的焦点处。
8.根据权利要求书1～5中任意一项所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述光纤夹持件(5)内部从靠近扩束透镜(2)端开始依次设置有第一内孔(51)、第二内孔(59)、第三内孔(54)，所述第一内孔(51)与所述第二套筒(2)外表面配合，所述第二内孔(59)与第三套筒(8)配合。
9.根据权利要求书8所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述光纤夹持件(5)的外部近扩束透镜(2)端设置有第一台阶(52)，所述光纤夹持件(5)内部外部中段设置有第二台阶(55)，所述第二台阶(55)设置有外螺纹，所述光纤夹持件(5)外部尾端设置有第三台阶(56)，所述第三台阶(56)设置有一个锥度配合面和两个或两个以上槽口(58)，所述第三内孔(54)内部设置有锯齿(57)。
10.根据权利要求书9所述扩束光纤连接器端子，其特征在于，所述夹紧套筒(6)靠近扩束透镜(2)端设置有内部凸台(61)，所述内部凸台(61)与光纤夹持件(5)的第一台阶(52)配合，所述后端锥度配合面(62)小于光纤夹持件第三台阶(56)的锥度大小。
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