CN110673268A - 光纤馈通器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光纤馈通器。该光纤馈通器包括连接座和光学元件，连接座开设有第一光纤接口、第二光纤接口以及连通第一光纤接口与第二光纤接口的容置腔，第一光纤接口用于接合第一光纤件，第二光纤接口用于接合第二光纤件；光学元件嵌设于容置腔，光学元件用于隔离第一光纤接口和第二光纤接口，并用于传输来自第一光纤件或第二光纤件的信号。通过上述方式，本申请提供的光纤馈通器能够隔离第一光纤接口和第二光纤接口。

Description

光纤馈通器

技术领域

本申请涉及光传感技术领域，特别是涉及一种光纤馈通器。

背景技术

光纤馈通器又可称为光纤耦合器、连接器、适配器、法兰盘等，是用于实现光信号分路/合路，或用于延长光纤链路的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到。

光纤馈通器是激光发生器与激光应用部件之间导光传输的桥梁，其主要功能是将激光发生器中的激光能量，经过光纤馈通器最大效率地耦合到输出端光纤。

目前，在激光器与外部光纤连接中所使用的都是直通形光学耦合器，即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去。

发明内容

本申请主要提供一种光纤馈通器，以隔离第一光纤接口和第二光纤接口。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光纤馈通器。该光纤馈通器包括连接座和光学元件，连接座开设有第一光纤接口、第二光纤接口以及连通第一光纤接口与第二光纤接口的容置腔，第一光纤接口用于接合第一光纤件，第二光纤接口用于接合第二光纤件；光学元件嵌设于容置腔，光学元件用于隔离第一光纤接口和第二光纤接口，并用于传输来自第一光纤件或第二光纤件的信号。

在一具体实施例中，光学元件为自聚焦透镜。

在一具体实施例中，自聚焦透镜的半径尺寸和长度尺寸的比值为0.13～0.2。

在一具体实施例中，自聚焦透镜的半径尺寸和长度尺寸的比值为0.15。

在一具体实施例中，自聚焦透镜的长度尺寸为10～15mm。

在一具体实施例中，自聚焦透镜为圆柱形，和/或所述自聚焦透镜的轴向尺寸为12mm。

在一具体实施例中，自聚焦透镜包括靠近第一光纤接口的第一端面和靠近第二光纤接口的第二端面，第一端面和第二端面均为平面。

在一具体实施例中，自聚焦透镜包括靠近第一光纤接口的第一端面和靠近第二光纤接口的第二端面，第一端面和/或第二端面为曲面。

在一具体实施例中，光学元件通过烧结工艺的嵌设于容置腔内。

在一具体实施例中，连接座一体成型。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种光纤馈通器。通过连接座开设有第一光纤接口、第二光纤接口以及连通第一光纤接口与第二光纤接口的容置腔，第一光纤接口用于接合第一光纤件，第二光纤接口用于接合第二光纤件，光学元件嵌设于容置腔，光学元件用于隔离第一光纤接口和第二光纤接口，并用于传输来自第一光纤件及第二光纤件的信号，因此本申请所提供的光纤馈通器，一方面可以通过嵌设于容置腔中的光学元件传输来自第一光纤件或第二光纤件的信号，避免第一光纤件的端面和第二光纤件的端面直接对接而导致的端面磨损，另一方面可以通过光学元件隔离第一光纤接口和第二光纤接口，使得光纤馈通器可以应用于两侧环境需要隔离的地方。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请的光纤馈通器一实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示光纤馈通器的侧视结构示意图；

图3是图2所示光纤馈通器沿A-A方向的剖视结构示意图；

图4是本申请的光纤馈通器另一实施例的结构示意图；

图5是图4所示光纤馈通器的第一中间件的分解结构示意图；

图6是图4所示光纤馈通器沿D-D方向的剖视结构示意图；

图7是本申请的光纤馈通器另一实施例的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请结合参阅图1、图2以及图3，图1是本申请的光纤馈通器一实施例的立体结构示意图，图2是图1所示光纤馈通器的侧视结构示意图，图3是图2所示光纤馈通器沿A-A方向的剖视结构示意图。

光纤馈通器100包括连接座110和光学元件120。

连接座110开设有第一光纤接口a、第二光纤接口b以及连通第一光纤接口a与第二光纤接口b的容置腔c，第一光纤接口a用于接合第一光纤件，第二光纤接口b用于接合第二光纤件。

光学元件120嵌设于容置腔c，光学元件120用于隔离第一光纤接口a和第二光纤接口b，并用于传输来自第一光纤件(图未示)或第二光纤件(图未示)的信号。

第一光纤件和第二光纤件的其中一者包括发射光纤，另一者包括接收光纤。光纤馈通器100可通过嵌设于容置腔c中的光学元件120用于将发射光纤输出的光耦合到接收光纤中去，即用于传输来自第一光纤件或第二光纤件的信号。

在实际使用时，发射光纤和接收光纤均不与光学元件120接触，且通过调节发射光纤的出光端与光学元件120靠近发射光纤的一端的距离，以及接收光纤的进光端与光学元件120靠近接收光纤的一端的距离，能够提高光学元件120的光耦合效率。

光学元件120嵌设于容置腔c内，使得第一光纤接口a和第二光纤接口b因为光学元件120的隔离而不再互通，其中，隔离是指隔离气体、辐射、温度和压力等，从而光纤馈通器100可以应用于内外环境需要隔离的地方，比如有辐射的环境，高温高压的密闭环境，有毒气体泄漏的环境。

例如，第一光纤件可将激光发生器所发出的激光，通过光纤馈通器100中的光学元件120耦合到第二光纤件中，第二光纤件可伸入辐射区域等特殊环境中用于检测待测参数。

在一种应用场景中，连接座110的外周还可设置有一圈外螺纹，连接座110可通过外螺纹与其他装置的开口处所攻出的内螺纹相适配，外螺纹与内螺纹拧合后，第一光纤件或第二光纤件可伸入其他装置中用于检测待测参数，且由于该装置的开口被连接座110所覆盖，同时第一光纤接口a和第二光纤接口b因为光学元件120的隔离而不再互通，使得该装置的内部环境不会因为使用光纤馈通器100进行检测而外泄，能够满足特殊环境的密闭需求。

本实施例所提供的光纤馈通器100，通过连接座110开设有第一光纤接口a、第二光纤接口b以及连通第一光纤接口a与第二光纤接口b的容置腔c，第一光纤接口a用于接合第一光纤件，第二光纤接口b用于接合第二光纤件，光学元件120嵌设于容置腔c，光学元件120用于隔离第一光纤接口a和第二光纤接口b，并用于传输来自第一光纤件及第二光纤件的信号，因此本申请所提供的光纤馈通器100，一方面可以通过嵌设于容置腔c中的光学元件120传输来自第一光纤件或第二光纤件的信号，避免第一光纤件的端面和第二光纤件的端面直接对接而导致的端面磨损，另一方面可以通过光学元件120隔离第一光纤接口a和第二光纤接口b，使得光纤馈通器100可以应用于两侧环境需要隔离的地方。

可选地，第一光纤接口a和第二光纤接口b对称的开设于连接座110的两侧，容置腔c连通第一光纤接口a与第二光纤接口b。

可选地，第一光纤接口a和第二光纤接口b以及容置腔c可均为多个，第一光纤接口a和第二光纤接口b以及容置腔c的数量相同，且每个容置腔c均与一个第一光纤接口a和一个第二光纤接口b对应，每个容置腔c均可嵌设有光学元件120，每个第一光纤接口a均可接合一个第一光纤件，每个第二光纤接口b均可接合一个第二光纤件，即每一个光学元件120均与一个发射光纤和一个接收光纤对应。

可选地，光学元件120为自聚焦透镜120。

渐变折射率材料有径向渐变和轴向渐变折射率材料，自聚焦透镜120是使用径向渐变折射率材料制成的透镜，其折射率分布式沿径向渐变的柱状光学透镜。自聚焦透镜120不仅能够使沿径向传输的光产生折射，而且其沿径向逐渐减小的折射率分布，能够实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点。

可选地，第一光纤件可直接与第一光纤接口a接合，第二光纤件可直接与第二光纤接口b接合，并与光学元件120对准，使得发射光纤的核心和接收光纤的核心与自聚焦透镜120的光轴重合。

请结合参阅图4、图5以及图6，图4是本申请的光纤馈通器另一实施例的结构示意图，图5是图4所示光纤馈通器的第一中间件的分解结构示意图，图6是图4所示光纤馈通器沿D-D方向的剖视结构示意图。

可选地，第一光纤件和第二光纤件可均为采用陶瓷插芯的光纤接头(图未示)，陶瓷插芯的中心包裹光纤的末端。

本实施例中，光纤馈通器还包括第一中间件210和第二中间件220。第一光纤件可通过第一中间件210与第一光纤接口a接合，第二光纤件可通过第二中间件220与第二光纤接口b接合。

可选地，第一中间件210和第二中间件220结构相同。以第一中间件210为例具体说明：第一中间件210包括连接体211和陶瓷套管212，连接体211呈管状结构，连接体211开设有第一开口e、第二开口f以及连通第一开口e与第二开口f的固定腔g，陶瓷套管212的一端嵌设于固定腔g中，另一端延伸至第一开口e中。

连接体211开设有第一开口e的一端的外周沿轴向可设置有外螺纹，相应地，连接座110的内侧壁在第一光纤接口a处设置有内螺纹，连接体211的外螺纹和连接座110的内螺纹相适配，相互拧合后，连接体211的开设有第一开口e的一端可伸入连接座110的第一光纤接口a中，使得陶瓷套管212延伸至第一开口e中的一端靠近但不接触光学元件120。

可选地，陶瓷套管212为管状结构，且陶瓷套管212的管体一侧设有开口k，陶瓷套管212的管内空间可以通过开口k的扩大或缩小而响应的增大或减小，以使得陶瓷套管212可以容纳不同规格的陶瓷插芯。

使用时，陶瓷插芯由第二开口f进入连接体211中，并穿设于陶瓷套管212中，陶瓷插芯中光纤的核心与自聚焦透镜120的光轴重合。陶瓷插芯的发射端可以与陶瓷套管212靠近光学元件120的端面平齐。

可选地，连接体211开设有固定腔g的位置，其外表面可套设有紧固件213，紧固件213例如可以是齿轮型螺母。装配时，紧固件213可方便将连接体211的外螺纹和连接座110的内螺纹相拧合。

由于第一中间件200和第二中间件220结构相同，相应地，第二中间件220也可与第二光纤接口b接合，陶瓷插芯穿设于陶瓷套管222中，陶瓷插芯中光纤的核心与自聚焦透镜120的光轴重合。

自聚焦透镜120包括靠近第一光纤接口a的第一端面和靠近第二光纤接口b的第二端面，自聚焦透镜120的长度尺寸为第一端面的轴心和第二端面的轴心之间的距离，自聚焦透镜120的半径尺寸为垂直于长度方向的平均尺寸。

可选地，容纳腔的长度尺寸与自聚焦透镜120的长度尺寸相等。自聚焦透镜120包括连接第一端面和第而端面的侧壁，自聚焦透镜120的侧壁均与连接座110的内侧壁贴合，以封闭容置腔c，增加自聚焦透镜120与光纤馈通器100内侧壁的紧固程度，实现更好的隔离效果。

可选地，自聚焦透镜120的半径尺寸和长度尺寸的比值为0.13～0.2。

例如，自聚焦透镜120的半径尺寸和长度尺寸的比值可为0.13、0.15、0.18、0.2。

通过设置自聚焦透镜120的半径尺寸和长度尺寸的比值为0.13～0.2，即自聚焦透镜120呈长条形形状，能够增加自聚焦透镜120与光纤馈通器100内侧壁的接触面积，进一步增加自聚焦透镜120与光纤馈通器100内侧壁的紧固程度，以更好的起到隔离第一光纤接口a和第二光纤接口b的作用。

可选地，自聚焦透镜120的长度尺寸为10～15mm。自聚焦透镜120的半径尺寸为1.3～3mm。例如，自聚焦透镜120的长度尺寸为10mm、11mm、12mm、13mm、15mm。

可选地，自聚焦透镜120的第一端面和第二端面均为平面。

在一具体实施例中，自聚焦透镜120为圆柱形，且自聚焦透镜的轴向尺寸为12mm。

可选地，连接座110开设有呈圆柱体形的容置腔c，且容置腔c的轴向长度等于自聚焦透镜120的长度尺寸。

可选地，自聚焦透镜120的第一端面和/或第二端面为曲面。

可选地，自聚焦透镜120的第一端面和/或第二端面为曲面是指，自聚焦透镜120的第一端面和/或第二端面为球面。第一端面和/或第二端面为球面可减小聚焦光斑尺寸，达到更好的聚焦效果。

在一具体实施例中，自聚焦透镜120的第一端面和第二端面均为球面，自聚焦透镜120的两端为球面即呈弧形结构，可以消除一部分自聚焦透镜120所承受的压力，使得本申请所提供的光纤馈通器100能够更加适应真空检测环境或高压检测环境。

可选地，光学元件120通过烧结工艺的嵌设于容置腔c内。

烧结是粉末加热到低于粉末中基本成分的熔点温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加。在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化，把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体，从而获得具有所需物理，机械性能的制品或材料。烧结时，除了粉末颗粒联结外，还可能发生致密化，合金化，热处理，联接等作用。

本实施例中，可在光学元件120表面铺设一层粉末，然后把光学元件120放到连接座110内部的容置腔c中进行高温烧结。其中，连接座110由金属材料制成。

具体的，可以在自聚焦透镜120的表面铺设一层玻璃粉末，然后把自聚焦透镜120放到连接座110内部的容置腔c中进行高温烧结，使得自聚焦透镜120的侧壁与连接座110的内侧壁致密粘结。

由于烧结工艺可使粉末物料转变为致密体烧结结构，因此通过使用烧结工艺的将光学元件120嵌设于容置腔c内，可实现光学元件120和连接座110内侧壁的致密粘结，使得光学元件120嵌设于容置腔c内后，第一光纤接口a的环境和第二光纤接口b的环境不再互通。

此外，通过使用烧结工艺的将光学元件120嵌设于容置腔c内，由于烧结结构可以耐受400度高温环境，且烧结结构稳定性好，耐压能力提高，使得本申请所提供的光纤馈通器100能够更加适应高温检测环境、真空检测环境或高压检测环境等。

可选地，连接座110一体成型。连接座110一体成型可以避免由于存在其他接口部位，而降低了对待检测环境的封闭效果，连接座110一体成型能够更好地隔离第一光纤接口a与第二光纤接口b。

请参阅图7，图7是本申请的光纤馈通器另一实施例的剖视结构示意图。

可选地，光学元件120可通过高温胶粘附在连接座110的内侧壁上，以嵌设于容置腔c内。

具体的，在组装时，连接座110可以沿容置腔c的中心位置分为两部分，使得光学元件120可以将两端分别插入分开的连接座110中，并使用高温胶将光学元件120粘附在连接座110的内侧壁上，两部分可通过焊接的方式再组成连接座110，且使得光学元件120嵌设于容置腔c内。

区别于现有技术的情况，本申请公开了一种光纤馈通器。通过连接座开设有第一光纤接口、第二光纤接口以及连通第一光纤接口与第二光纤接口的容置腔，第一光纤接口用于接合第一光纤件，第二光纤接口用于接合第二光纤件，光学元件嵌设于容置腔，光学元件用于隔离第一光纤接口和第二光纤接口，并用于传输来自第一光纤件及第二光纤件的信号，因此本申请所提供的光纤馈通器，一方面可以通过嵌设于容置腔中的光学元件传输来自第一光纤件或第二光纤件的信号，避免第一光纤件的端面和第二光纤件的端面直接对接而导致的端面磨损，另一方面可以通过光学元件隔离第一光纤接口和第二光纤接口，使得光纤馈通器可以应用于两侧环境需要隔离的地方。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光纤馈通器，其特征在于，所述光纤馈通器包括：

连接座，所述连接座开设有第一光纤接口、第二光纤接口以及连通所述第一光纤接口与所述第二光纤接口的容置腔，所述第一光纤接口用于接合第一光纤件，所述第二光纤接口用于接合第二光纤件；和

光学元件，所述光学元件嵌设于所述容置腔，所述光学元件用于隔离所述第一光纤接口和所述第二光纤接口，并用于传输来自所述第一光纤件或第二光纤件的信号。

2.根据权利要求1所述的光纤馈通器，其特征在于，所述光学元件为自聚焦透镜。

3.根据权利要求2所述的光纤馈通器，其特征在于，所述自聚焦透镜的半径尺寸和长度尺寸的比值为0.13～0.2。

4.根据权利要求3所述的光纤馈通器，其特征在于，所述自聚焦透镜的半径尺寸和长度尺寸的比值为0.15。

5.根据权利要求2所述的光纤馈通器，其特征在于，所述自聚焦透镜的长度尺寸为10～15mm。

6.根据权利要求5所述的光纤馈通器，其特征在于，所述自聚焦透镜为圆柱形；和/或

所述自聚焦透镜的轴向尺寸为12mm。

7.根据权利要求2所述的光纤馈通器，其特征在于，所述自聚焦透镜包括靠近所述第一光纤接口的第一端面和靠近所述第二光纤接口的第二端面，所述第一端面和所述第二端面均为平面。

8.根据权利要求2所述的光纤馈通器，其特征在于，所述自聚焦透镜包括靠近所述第一光纤接口的第一端面和靠近所述第二光纤接口的第二端面，所述第一端面和/或所述第二端面为曲面。

9.根据权利要求1所述的光纤馈通器，其特征在于，所述光学元件通过烧结工艺嵌设于所述容置腔内。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的光纤馈通器，其特征在于，所述连接座一体成型。

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