CN110780391A - 一种光纤连接光学组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光纤连接光学组件。它包括位于输入端一侧的光纤和位于输出端一侧的光纤，还包括用于对输入端一侧的光纤和输出端一侧的光纤分别进行连接的一对连接件以及能够安置在该对连接件之间的一对透镜组件，输入端一侧的光纤的连接端以及输出端一侧光纤的连接端分别固定连接在两块连接件上，该对透镜组件定位安装在该对连接件之间作为光路通道。采用上述的结构后，只要将光纤与连接件进行连接即可，实现了简单、快速的连接，不但简化了组件的加工和光纤的连接，使得损耗非常低，其应用也很广泛，可以应用在其他使用多模光纤传输的应用环境中，实现光纤的快速连接。

Description

一种光纤连接光学组件
技术领域
本发明涉及一种光纤连接光学组件，属于光通信技术领域。
背景技术
在通信领域，特别是消费产品领域的信号传输，如笔记本电脑、计算机、电视、手机等智能终端，传统应用中都是采用铜线来传输信号和数据的，为了满足日益增长的传输容量和高速率的传输要求，后来，一篇公开号为CN109586790A的发明专利公开了一种基于自由空间光通信的通信终端、通信装置和通信系统，阐述了取代传统线缆的通信方式，具有传输容量大、传输速率高的特点，这种通讯技术，虽然能够满足传输容量和高速率的传输要求，但是对于多模光纤传输的具体连接来说，没有提出可靠的连接方案，因此，其连接方式影响着该技术的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现简单、快速、低损耗的光纤连接的光纤连接光学组件。
为了解决上述技术问题，本发明的光纤连接光学组件，包括位于输入端一侧的光纤和位于输出端一侧的光纤，还包括用于对输入端一侧的光纤和输出端一侧的光纤分别进行连接的一对连接件以及能够安置在该对连接件之间的一对透镜组件，输入端一侧的光纤的连接端以及输出端一侧光纤的连接端分别固定连接在两块连接件上，该对透镜组件定位安装在该对连接件之间作为光路通道。
该对所述透镜组件包括有两块透镜座以及分别安装在两块透镜座上的至少一对透镜。
所述透镜座上设置有对接外表面和内定位表面，所述连接件包括条状本体，所述条状本体的内侧表面作为与透镜座的对接外表面配合的对接内表面，条状本体的外侧表面作为用于插接光纤的光纤插入表面，所述条状本体还上排布有能够使光纤从光纤插入表面上插入并伸出对接内表面的光纤孔。
所述对接内表面上设置有上定位孔和下定位孔，每个所述透镜座上均设置有两条定位柱，每个透镜座上的两条定位柱分别与各自对应的连接件的上定位孔和下定位孔配合使连接件和透镜组件定位连接。
所述对接外表面上设置有安装凹槽，所述透镜位于凹槽内。
所述上定位孔为圆孔，所述下定位孔为腰形孔。
每个所述透镜座的内侧表面均设置有定位孔和定位柱，两个所述透镜座上的定位孔和透镜定位柱之间互成180度并能够使得两个透镜座相互配合安装，每个所述透镜座的内侧表面还设置有与透镜位置相对应的工艺凹槽。
所述透镜定位柱为锥台结构或曲面结构，为了减少光纤的耦合损耗，所述光纤端面和/或透镜表面镀有增透膜。
所述输入端一侧的光纤和输出端一侧的光纤均为多模光纤，该对所述透镜组件的两块透镜座上均设置有与多模光纤对应且阵列排列的透镜。
所述输入端一侧的光纤和输出端一侧的光纤均为单模光纤阵列，所述透镜组件的两块透镜座上均设置有与单模光纤阵列对应且阵列排列的透镜。
采用上述的结构后，由于设置的用于对输入端和输出端的光纤分别进行连接的一对连接件以及能够安置在该对连接件之间的一对透镜组件，该对透镜组件定位安装在该对连接件之间作为光路通道，由此只要将光纤与连接件进行连接即可，实现了简单、快速的连接，另外，透镜组件的特殊结构设计，使光路和结构具有对称性，特殊应用要求下，可以使用参数不一致的透镜，从而两端光纤到透镜的距离不一致，只需控制两透镜的深度，满足光路设计的要求即可，不但简化了组件的加工和光纤的连接，使得损耗非常低，其应用也很广泛，可以应用在其他使用多模光纤传输的应用环境中，实现光纤的快速连接，再者，为了进一步减少光纤的耦合损耗，可以选择对透镜或光纤表面进行镀膜。
附图说明
图1为本发明光纤连接光学组件的安装状态示意图；
图2为本发明光纤连接光学组件的爆炸图；
图3为本发明光纤连接光学组件的光路结构示意图；
图4为本发明中连接件的立体结构示意图；
图5为本发明中连接件的主视结构示意图；
图6为本发明实施例一中透镜组件的其中一个视角立体结构示意图；
图7为本发明实施例一中透镜组件的侧视结构示意图；
图8为本发明实施例一中透镜组件的另外一个视角立体结构示意图；
图9为本发明实施例二中透镜组件的其中一个视角立体结构示意图；
图10为本发明实施例二中透镜组件的侧视结构示意图；
图11为本发明实施例二中透镜组件的另外一个视角立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的光纤连接光学组件作进一步详细说明。
实施例一：
如图1-8所示，本实施例的光纤连接光学组件是一种多模光纤连接的光学组件，包括位于输入端一侧的多模光纤和位于输出端一侧的多模光纤，即：输入为阵列光纤，输出也为阵列光纤，为了减少光纤的耦合损耗，多模光纤的端面可以镀有增透膜，还包括用于对输入端一侧的多模光纤和输出端一侧的多模光纤分别进行连接的一对连接件2以及能够安置在该对连接件之间的一对透镜组件3，该对透镜组件3包括有两块透镜座以及分别安装在两块透镜座上的8对阵列排列的透镜313，透镜座上设置有对接外表面31和内定位表面，每个透镜座的内侧表面均设置有定位孔321和锥台结构的定位柱322，两个透镜座上的定位孔321和定位柱322之间互成180度并能够使得两个透镜座相互配合安装，每个透镜座的内侧表面还设置有与透镜位置相对应的工艺凹槽323，连接件2包括条状本体，条状本体的内侧表面作为与透镜座的对接外表面配合的对接内表面21，从而使得条状本体的对接内表面21与透镜座的对接外表面进行配合安装，条状本体的外侧表面作为用于插接多模光纤的光纤插入表面，条状本体还上排布有能够使多模光纤1从光纤插入表面上插入并伸出对接内表面的光纤孔213，光纤孔213的数量为M*N，与光纤阵列1的数量一致，本实施例以1*8示例说明，输入端一侧的多模光纤的连接端以及输出端一侧多模光纤的连接端分别通过光纤孔固定连接在两块连接件2上，具体地说阵列(多模)光纤1分别插入阵列排列的光纤孔213中，使光纤突出于对接内表面21，光纤和光纤孔之间的空隙填充有胶水并固化，可以使多模光纤固定于光纤孔中，将对接内表面21进行端面研磨和抛光，使对接内表面21中的光纤端面平整，使光纤端面高度与对接内表面21保持一致，本实施例中对接内表面21研磨为90°(与光纤方向夹角)，为减少反射，可以是斜82°研磨或其他角度(与光纤方向夹角)，阵列透镜313数量为M*N，与光纤阵列数量保持一致，使得该对透镜组件3上阵列排列的透镜313与多模光纤对应，该对透镜组件3定位安装在该对连接件之间作为光路通道，如图3示出的光路示意图，显示为一个通道，由该图可见，光路包含两个透镜313，图示L为两端光纤到透镜的距离，D为两透镜之间的间距，L和D由实际应用需求和透镜光学参数来确定，经过光学组件(透镜组件3)实现光纤到光纤的连接。
进一步地，所说的对接内表面21上设置有上定位孔211和下定位孔212，其中，上定位孔211为圆孔，下定位孔212为腰形孔，每个透镜座上均设置有两条定位柱311，每个透镜座上的两条定位柱311分别与各自对应的连接件的上定位孔211和下定位孔212配合使连接件2和透镜组件3定位连接，由图可见，对接内表面21上光纤孔的位置以上定位孔211为基准，透镜313的位置以上定位孔211对应的定位柱311为基准，上定位孔211和定位柱311配合时，可以保证光纤阵列与透镜阵列同轴，符合光路要求，下定位孔212的腰形结构设计可以吸收一些加工公差，上定位孔211和下定位孔212与每个透镜座上的定位柱311配合使连接件和透镜组件连接，且对接外表面31与对接内表面21紧密贴合，对接外表面31上设置有安装凹槽312，透镜313位于凹槽312内，透镜凸面顶点与对接外表面31的垂直距离(即凹槽深度)为光纤与透镜的距离L，内定位表面32与另外一个透镜进行配合。
实施例二：
如图9-11所示，本实施例的光纤连接光学组件，其具体结构与实施例一大致相同，其区别主要在定位柱322设置为半圆状的曲面结构，由图可见，本实施例与实施例一的多模光纤为阵列多模光纤，可以为M*N的阵列，本实施例以1*8阵列来说明，其使用的多模光纤可以是50/125um，62.5/125um，也可以是其他芯径规格的光纤，由图可见，通过连接件来固定多模光纤，使光纤阵列以设计的位置和光纤端面角度来分布，其透镜组件中的透镜同样为M*N的阵列透镜，与光纤阵列一致，本实施例以1*8为例说明，用于将多模光纤中发出的光进行准直或将光聚焦进入多模光纤，通过连接组件与透镜组件的具体结构设计形成一种对称结构，无需识别方向，另外，为了进一步减少光纤的耦合损耗，在透镜表面同样可以镀有增透膜，还可以在透镜组件的上端面33上设计有标志区331，可以显示透镜的版本或者生产要求标识，方便应用，透镜组件的下端面为34则为一平面。
实施例三：
本实施例的光纤连接光学组件，包括位于输入端一侧的阵列单模光纤和位于输出端一侧的阵列单模光纤，还包括用于对输入端一侧的单模光纤和输出端一侧的单模光纤分别进行连接的一对连接件2以及能够安置在该对连接件之间的一对透镜组件3，该对透镜组件3包括有两块透镜座以及分别安装在两块透镜座上的一对透镜组，本实施例中，两透镜参数一致，使光路和结构具有对称性，简化了组件的加工和光纤的连接。特殊应用要求下，可以使用参数不一致的透镜，从而两端光纤到透镜的距离不一致，只需控制两透镜组312凹槽的深度，满足光路设计的要求即可，透镜座上设置有对接外表面31和内定位表面32，每个透镜座的内侧表面(内定位表面32)均设置有定位孔321和锥台或曲面结构的定位柱322，两个透镜座上的定位孔321和定位柱322之间互成180度并能够使得两个透镜座相互配合安装，每个透镜座的内侧表面(内定位表面32)还设置有与透镜位置相对应的工艺凹槽323，防止透镜配合时透镜表面会出现摩擦而增大损耗，工艺凹槽深度的两倍为两透镜之间的距离D，两透镜进行配合时，两对内定位表面32会紧密贴合，连接件2包括条状本体，条状本体的内侧表面作为与透镜座的对接外表面配合的对接内表面21，条状本体的外侧表面作为用于插接单模光纤的光纤插入表面，条状本体上还排布有能够使单模光纤1从光纤插入表面上插入并伸出对接内表面的光纤孔，输入端一侧的单模光纤的连接端以及输出端一侧单模光纤的连接端分别通过光纤孔固定连接在两块连接件2上，该对透镜组件3上的透镜阵列313与单模光纤阵列进行对应，该对透镜组件3定位安装在该对连接件之间作为光路通道。
进一步地，所说的对接内表面21上设置有上定位孔211和下定位孔212，每个透镜座上均设置有两条定位柱311，每个透镜座上的两条定位柱311分别与各自对应的连接件的上定位孔211和下定位孔212配合使连接件2和透镜组件3定位连接，其中，上定位孔211为圆孔，下定位孔212为腰形孔，对接外表面31上设置有安装凹槽312，透镜313位于凹槽312内。

Claims (10)

1.一种光纤连接光学组件，包括位于输入端一侧的光纤和位于输出端一侧的光纤，其特征在于：还包括用于对输入端一侧的光纤和输出端一侧的光纤分别进行连接的一对连接件(2)以及能够安置在该对连接件之间的一对透镜组件(3)，所述输入端一侧的光纤的连接端以及输出端一侧光纤的连接端分别固定连接在两块连接件(2)上，该对所述透镜组件(3)定位安装在该对连接件之间作为光路通道。
2.按照权利要求1所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：该对所述透镜组件(3)包括有两块透镜座以及分别安装在两块透镜座上的至少一对透镜(313)。
3.按照权利要求2所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：所述透镜座上设置有对接外表面(31)和内定位表面，所述连接件(2)包括条状本体，所述条状本体的内侧表面作为与透镜座的对接外表面配合的对接内表面(21)，条状本体的外侧表面作为用于插接光纤的光纤插入表面，所述条状本体上还排布有能够使光纤(1)从光纤插入表面上插入并伸出对接内表面的光纤孔。
4.按照权利要求3所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：所述对接内表面(21)上设置有上定位孔(211)和下定位孔(212)，每个所述透镜座上均设置有两条定位柱(311)，所述每个所述透镜座上的两条定位柱(311)分别与各自对应的连接件的上定位孔(211)和下定位孔(212)配合使连接件(2)和透镜组件(3)定位连接。
5.按照权利要求3所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：所述对接外表面(31)上设置有安装凹槽(312)，所述透镜(313)位于凹槽(312)内。
6.按照权利要求4所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：所述上定位孔(211)为圆孔，所述下定位孔(212)为腰形孔。
7.按照权利要求3所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：每个所述透镜座的内侧表面均设置有定位孔(321)和定位柱(322)，两个所述透镜座上的定位孔(321)和透镜定位柱(322)之间互成180度并能够使得两个透镜座相互配合安装，每个所述透镜座的内侧表面还设置有与透镜位置相对应的工艺凹槽(323)。
8.按照权利要求5所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：所述定位柱(322)为锥台结构或曲面结构，所述光纤端面和/或透镜表面镀有增透膜。
9.按照权利要求1-8之一所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：所述输入端一侧的光纤和输出端一侧的光纤均为多模光纤，该对所述透镜组件(3)的两块透镜座上均设置有与多模光纤对应且阵列排列的透镜(313)。
10.按照权利要求1-8之一所述的多模光纤连接光学组件，其特征在于：所述输入端一侧的光纤和输出端一侧的光纤均为单模光纤阵列，所述透镜组件(3)的两块透镜座上均设置有与单模光纤阵列对应且阵列排列的透镜(313)。
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