CN112327417B - 一种低损耗多芯阵列光波导连接器 - Google Patents

一种低损耗多芯阵列光波导连接器 Download PDF

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Abstract

一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板的光波导连接插座、光波导连接插头；光波导连接插座、光波导连接插头均设置有自聚焦透镜阵列组合，光电复合板的波导通过光波导连接插座、光波导连接插头的自聚焦透镜，实现与光波导连接插头的光纤之间的光信号传输；自聚焦透镜具有极高的透光性，其耦合效率高，因此可获得更低的耦合损耗；光电复合板的波导与光波导连接插头的光纤之间，通过自聚焦透镜对光信号的扩束准直后，容许光电复合板的光波导与光波导连接插头的光纤之间具有较高的对位误差，因此极大降低了光电复合板与光波导连接器之间的对位精度要求，提高了产品用于振动环境时的工作可靠性。

Description

一种低损耗多芯阵列光波导连接器
技术领域
本发明涉及光电复合板与光波导连接器耦合技术领域，具体涉及一种低损耗多芯阵列光波导连接器。
背景技术
光电复合板与光波导连接器连接时，光电复合板的光波导与光波导连接器的光纤之间的对位精度要求极高，因此相应的提高了光电复合板及光波导连接器的加工精度要求，从而导致产品成本较高；同时因光波导与光纤之间的对位精度要求极高，当用于振动环境时，由于振动导致光波导与光纤之间的对位位置发生变化，引起光电复合板与光波导连接器之间的光信号传输的不稳定，严重时甚至会导致光信号传输的失败。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板的光波导连接插座、及与光波导连接插座配合光波导连接插头；所述光波导连接插座、光波导连接插头均设置有自聚焦透镜阵列组合，光电复合板的波导通过光波导连接插座、光波导连接插头的自聚焦透镜，实现与光波导连接插头的光纤之间的光信号传输；由于自聚焦透镜具有极高的透光性，其耦合效率高，因此可获得更低的耦合损耗；同时光电复合板的波导与光波导连接插头的光纤之间，通过自聚焦透镜对光信号的扩束准直后，容许光电复合板的光波导与光波导连接插头的光纤之间具有较高的对位误差，因此极大降低了光电复合板与光波导连接器之间的对位精度要求，相应降低了光电复合板及光波导连接器的加工精度要求，从而使产品成本得到降低，同时也提高了产品用于振动环境时的工作可靠性。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板的光波导连接插座、及与光波导连接插座配合的光波导连接插头；所述光波导连接插座、光波导连接插头均设置有自聚焦透镜阵列组合；所述光波导连接插头、光波导连接插座通过导销定位连接，光电复合板的光波导与光波导连接插头的光纤之间光信号的传输，通过光波导连接插座与光波导连接插头之间的自聚焦透镜之间的耦合间接实现。
进一步的，所述自聚焦透镜阵列组合包括自聚焦透镜阵列基座、自聚焦透镜、自聚焦透镜阵列盖板；所述自聚焦透镜阵列基座为矩形块状，其上端面设有V型导销槽、V型透镜槽；所述自聚焦透镜为短圆柱状，其节距为1/4P,通过黏胶固定设置在透镜槽中，所述自聚焦透镜阵列盖板设置在自聚焦透镜阵列基座上部，通过黏胶与自聚焦透镜阵列基座固定连接；自聚焦透镜阵列组合组装完成后，自聚焦透镜前后端面进行研磨抛光及镀增透膜处理。
进一步的，所述光波导连接插座包括插座定位座组合、自聚焦透镜阵列组合；所述插座定位座组合包括插座定位座、导销；插座定位座为矩形板状，其下端面设有插座定位槽，其上端面设有导销点胶孔、定位座点胶孔，其前端面设有导销孔；所述导销的一端设置在导销孔中，通过在导销点胶孔中点胶与插座定位座固定连接；其中定位座点胶孔通过点胶用于将插座定位座与光电复合板的初步固定连接；所述插座定位座组合、自聚焦透镜阵列组合通过导销与导销槽的配合定位，通过黏胶初步固定连接。
进一步的，所述光波导连接插座还设置有U型固定槽；当插座定位座组合、自聚焦透镜阵列组合初步连接完成后，将U型固定槽卡在光波导连接插座上，通过焊接将插座定位座组合、自聚焦透镜阵列及U型固定槽固定连接成整体，从而保证插座定位座组合、自聚焦透镜阵列之间的连接强度，确保在振动环境下插座定位座组合、自聚焦透镜阵列之间连接的可靠性。
进一步的，所述光电复合板包括电印制板、光波导板，电印制板、光波导板上下层叠设置，固定连接；所述光电复合板板边设有连接插座固定沉槽，连接插座固定沉槽底部两侧设有连接插座固定通槽，两个连接插座固定通槽之间自然形成定位头；所述连接插座固定通槽侧壁设置有金属包边；所述光波导连接插座、光电复合板在装配时，通过插座定位槽与定位头的配合实现初步定位，通过高精度调节架调节光波导连接插座、光电复合板之间的相对位置，采用多通道插损测试仪和采用850nm波长光源在光电复合板的光波导与光波导连接插座的自聚焦透镜阵列之间建立光信号通路，然后缓慢调节光波导连接插座相对光电复合板的位置，待光电复合板与光波导连接插座的自聚焦透镜阵列的链路损耗均为最小时，此刻位置为最佳耦合封装位置，随即将UV胶注入定位座点胶孔中，通过照射UV光实现光波导连接插座、光电复合板的精确定位、初步固定连接；最后将U型固定槽与光电复合板的金属包边通过焊接固定连接，实现光波导连接插座与光电复合板之间的可靠连接，确保振动环境下插座定位座与光电复合板之间的连接可靠性。
进一步的，所述光波导连接插头包括MT插芯、自聚焦透镜阵列组合，自聚焦透镜阵列组合固定设置在MT插芯前端；MT插芯、自聚焦透镜阵列组合在装配时，在MT插芯、自聚焦透镜阵列组合的导销孔中插入导销，实现MT插芯、自聚焦透镜阵列组合的精确定位，然后通过黏胶实现MT插芯、自聚焦透镜阵列组合的初步固定连接。
进一步的，所述光波导连接插头外部还设置有U型固定槽，用于补强MT插芯与自聚焦透镜阵列组合之间的连接；当MT插芯、自聚焦透镜阵列组合的初步固定连接完成后，将U型固定槽卡在光波导连接插头外部，通过焊接将光波导连接插头及U型固定槽固定连接成整体，从而保证MT插芯、自聚焦透镜阵列组合之间的连接强度，确保在振动环境下光波导连接插头工作的可靠性；在U型固定槽卡与光波导连接插头焊接固定完成后，抽出导销。
优选的，所述光波导连接插头包括FA、自聚焦透镜阵列组合，自聚焦透镜阵列组合固定设置在FA前端，采用FA代替MT插芯，可根据需要更加灵活设置光电复合板的波导之间的尺寸，同时可降低成本。
进一步的，所述光波导连接插头外部还设置有U型固定槽，用于补强FA与自聚焦透镜阵列组合之间的连接强度。
进一步的，所述自聚焦透镜设置有一层以上；自聚焦透镜设置层数根据光电复合板的光波导设置层数来设定；当自聚焦透镜设置一层以上时，需将若干自聚焦透镜根据实际需要预先粘结固定成阵列，同时自聚焦透镜阵列基座的透镜槽加工为两端设有斜面的平面槽，将预先制作好的自聚焦透镜阵列设置在平面槽中用黏胶固定，自聚焦透镜阵列盖板固定设置在自聚焦透镜阵列基座上部，通过黏胶与自聚焦透镜阵列基座固定连接。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板的光波导连接插座、及与光波导连接插座配合光波导连接插头；所述光波导连接插座、光波导连接插头均设置有自聚焦透镜阵列组合，光电复合板的波导通过光波导连接插座、光波导连接插头的自聚焦透镜，实现与光波导连接插头的光纤之间的光信号传输；由于自聚焦透镜具有极高的透光性，其耦合效率高，因此可获得更低的耦合损耗；同时光电复合板的波导与光波导连接插头的光纤之间，通过自聚焦透镜对光信号的扩束准直后，容许光电复合板的光波导与光波导连接插头的光纤之间具有较高的对位误差，因此极大降低了光电复合板与光波导连接器之间的对位精度要求，相应降低了光电复合板及光波导连接器的加工精度要求，从而使产品成本得到降低，同时也提高了产品用于振动环境时的工作可靠性。
附图说明
图1为低损耗多芯阵列光波导连接器外观示意图；
图2为自聚焦透镜阵列组合结构示意图；
图3为自聚焦透镜阵列基座外观示意图；
图4为自聚焦透镜阵列盖板外观示意图；
图5为光波导连接插座与光电复合板连接外观示意图；
图6为光波导连接插座外观示意图；
图7为插座定位座组合与自聚焦透镜阵列组合连接结构示意图；
图8为插座定位座与导销连接结构示意图；
图9为插座定位座外观示意图；
图10为光电复合板外观示意图；
图11为光波导连接插座与光电复合板连接结构示意图；
图12为光波导连接插头外观示意图；
图13为光波导连接插头结构爆炸示意图；
图14为低损耗多芯阵列光波导连接器光耦合示意图。
图中：1、光波导连接插座；1.1、插座定位座组合；1.1.1、插座定位座；1.1.1.1、插座定位槽；1.1.1.2、导销孔；1.1.1.3、导销点胶孔；1.1.1.4、定位座点胶孔；1.1.2、导销；1.2、自聚焦透镜阵列组合；1.2.1、自聚焦透镜阵列基座；1.2.1.1、导销槽；1.2.1.2、透镜槽；1.2.2、自聚焦透镜；1.2.3、自聚焦透镜阵列盖板；1.3、U型固定槽；2、光波导连接插头；2.1、MT插芯；3、光电复合板；3.1、电印制板；3.2、光波导板；3.3、连接插座固定沉槽；3.4、连接插座固定通槽；3.5、金属包边。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
实施例一：
一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板3的光波导连接插座1、光波导连接插头2；所述光波导连接插座1、光波导连接插头2均设置有自聚焦透镜阵列组合1.2；所述光波导连接插头2、光波导连接插座1通过导销定位连接；
所述自聚焦透镜阵列组合1.2包括自聚焦透镜阵列基座1.2.1、自聚焦透镜1.2.2、自聚焦透镜阵列盖板1.2.3；所述自聚焦透镜阵列基座1.2.1为矩形块状，其上端面设有导销槽1.2.1.1、透镜槽1.2.1.2；所述自聚焦透镜1.2.2固定设置在透镜槽1.2.1.2中，所述自聚焦透镜阵列盖板1.2.3固定设置在自聚焦透镜阵列基座1.2.1上部；
所述光波导连接插座1包括插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2；所述插座定位座组合1.1包括插座定位座1.1.1、导销1.1.2；插座定位座1.1.1为矩形板状，其下端面设有插座定位槽1.1.1.1，其上端面设有导销点胶孔1.1.1.3、定位座点胶孔1.1.1.4，其前端面设有导销孔1.1.1.2；所述导销1.1.2的一端设置在导销孔1.1.1.2中，通过在导销点胶孔1.1.1.3中点胶与插座定位座1.1.1固定连接；所述插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2通过导销1.1.2与导销槽1.2.1.1的配合定位，固定连接；
所述光电复合板3包括电印制板3.1、光波导板3.2，电印制板3.1、光波导板3.2上下层叠设置，固定连接；所述光电复合板3板边设有连接插座固定沉槽3.3，连接插座固定沉槽3.3底部两侧设有连接插座固定通槽3.4，两个连接插座固定通槽3.4之间为定位头；所述连接插座固定通槽3.4侧壁设置有金属包边3.5；所述光波导连接插座1、光电复合板3通过插座定位槽1.1.1.1与定位头的配合定位，固定连接；
所述光波导连接插头2包括MT插芯2.1、自聚焦透镜阵列组合1.2，自聚焦透镜阵列组合1.2固定设置在MT插芯2.1前端。
实施例二：
一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板3的光波导连接插座1、光波导连接插头2；所述光波导连接插座1、光波导连接插头2均设置有自聚焦透镜阵列组合1.2；所述光波导连接插头2、光波导连接插座1通过导销定位连接；
所述自聚焦透镜阵列组合1.2包括自聚焦透镜阵列基座1.2.1、自聚焦透镜1.2.2、自聚焦透镜阵列盖板1.2.3；所述自聚焦透镜阵列基座1.2.1为矩形块状，其上端面设有导销槽1.2.1.1、透镜槽1.2.1.2；所述自聚焦透镜1.2.2固定设置在透镜槽1.2.1.2中，所述自聚焦透镜阵列盖板1.2.3固定设置在自聚焦透镜阵列基座1.2.1上部；
所述光波导连接插座1包括插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2；所述插座定位座组合1.1包括插座定位座1.1.1、导销1.1.2；插座定位座1.1.1为矩形板状，其下端面设有插座定位槽1.1.1.1，其上端面设有导销点胶孔1.1.1.3、定位座点胶孔1.1.1.4，其前端面设有导销孔1.1.1.2；所述导销1.1.2的一端设置在导销孔1.1.1.2中，通过在导销点胶孔1.1.1.3中点胶与插座定位座1.1.1固定连接；所述插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2通过导销1.1.2与导销槽1.2.1.1的配合定位，固定连接；
所述光波导连接插座(1)外部还设置有U型固定槽(1.3)；
所述光电复合板3包括电印制板3.1、光波导板3.2，电印制板3.1、光波导板3.2上下层叠设置，固定连接；所述光电复合板3板边设有连接插座固定沉槽3.3，连接插座固定沉槽3.3底部两侧设有连接插座固定通槽3.4，两个连接插座固定通槽3.4之间为定位头；所述连接插座固定通槽3.4侧壁设置有金属包边3.5；所述光波导连接插座1、光电复合板3通过插座定位槽1.1.1.1与定位头的配合定位，固定连接；
所述光波导连接插头2包括MT插芯2.1、自聚焦透镜阵列组合1.2，自聚焦透镜阵列组合1.2固定设置在MT插芯2.1前端；
所述光波导连接插头2外部还设置有U型固定槽1.3，用于补强MT插芯2.1与自聚焦透镜阵列组合1.2之间的连接；
实施例三：
一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板3的光波导连接插座1、光波导连接插头2；所述光波导连接插座1、光波导连接插头2均设置有自聚焦透镜阵列组合1.2；所述光波导连接插头2、光波导连接插座1通过导销定位连接；
所述自聚焦透镜阵列组合1.2包括自聚焦透镜阵列基座1.2.1、自聚焦透镜阵列、自聚焦透镜阵列盖板1.2.3；所述自聚焦透镜阵列基座1.2.1为矩形块状，其上端面设有导销槽1.2.1.1、透镜槽1.2.1.2，透镜槽1.2.1.2为两侧带有斜面的平面槽；所述自聚焦透镜阵列固定设置在透镜槽1.2.1.2中，所述自聚焦透镜阵列盖板1.2.3固定设置在自聚焦透镜阵列基座1.2.1上部；
所述光波导连接插座1包括插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2；所述插座定位座组合1.1包括插座定位座1.1.1、导销1.1.2；插座定位座1.1.1为矩形板状，其下端面设有插座定位槽1.1.1.1，其上端面设有导销点胶孔1.1.1.3、定位座点胶孔1.1.1.4，其前端面设有导销孔1.1.1.2；所述导销1.1.2的一端设置在导销孔1.1.1.2中，通过在导销点胶孔1.1.1.3中点胶与插座定位座1.1.1固定连接；所述插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2通过导销1.1.2与导销槽1.2.1.1的配合定位，固定连接；
所述光波导连接插座(1)外部还设置有U型固定槽(1.3)；
所述光电复合板3包括电印制板3.1、光波导板3.2，电印制板3.1、光波导板3.2上下层叠设置，固定连接；所述光电复合板3板边设有连接插座固定沉槽3.3，连接插座固定沉槽3.3底部两侧设有连接插座固定通槽3.4，两个连接插座固定通槽3.4之间为定位头；所述连接插座固定通槽3.4侧壁设置有金属包边3.5；所述光波导连接插座1、光电复合板3通过插座定位槽1.1.1.1与定位头的配合定位，固定连接；
所述光波导连接插头2包括MT插芯2.1、自聚焦透镜阵列组合1.2，自聚焦透镜阵列组合1.2固定设置在MT插芯2.1前端；
所述光波导连接插头2外部还设置有U型固定槽1.3，用于补强MT插芯2.1与自聚焦透镜阵列组合1.2之间的连接。
实施例四：
一种低损耗多芯阵列光波导连接器，包括固定设置在光电复合板3的光波导连接插座1、光波导连接插头2；所述光波导连接插座1、光波导连接插头2均设置有自聚焦透镜阵列组合1.2；所述光波导连接插头2、光波导连接插座1通过导销定位连接；
所述自聚焦透镜阵列组合1.2包括自聚焦透镜阵列基座1.2.1、自聚焦透镜1.2.2、自聚焦透镜阵列盖板1.2.3；所述自聚焦透镜阵列基座1.2.1为矩形块状，其上端面设有导销槽1.2.1.1、透镜槽1.2.1.2；所述自聚焦透镜1.2.2固定设置在透镜槽1.2.1.2中，所述自聚焦透镜阵列盖板1.2.3固定设置在自聚焦透镜阵列基座1.2.1上部；
所述光波导连接插座1包括插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2；所述插座定位座组合1.1包括插座定位座1.1.1、导销1.1.2；插座定位座1.1.1为矩形板状，其下端面设有插座定位槽1.1.1.1，其上端面设有导销点胶孔1.1.1.3、定位座点胶孔1.1.1.4，其前端面设有导销孔1.1.1.2；所述导销1.1.2的一端设置在导销孔1.1.1.2中，通过在导销点胶孔1.1.1.3中点胶与插座定位座1.1.1固定连接；所述插座定位座组合1.1、自聚焦透镜阵列组合1.2通过导销1.1.2与导销槽1.2.1.1的配合定位，固定连接；
所述光波导连接插座(1)外部还设置有U型固定槽(1.3)；
所述光电复合板3包括电印制板3.1、光波导板3.2，电印制板3.1、光波导板3.2上下层叠设置，固定连接；所述光电复合板3板边设有连接插座固定沉槽3.3，连接插座固定沉槽3.3底部两侧设有连接插座固定通槽3.4，两个连接插座固定通槽3.4之间为定位头；所述连接插座固定通槽3.4侧壁设置有金属包边3.5；所述光波导连接插座1、光电复合板3通过插座定位槽1.1.1.1与定位头的配合定位，固定连接；
所述光波导连接插头2包括FA、自聚焦透镜阵列组合1.2，自聚焦透镜阵列组合1.2固定设置在FA前端；
所述光波导连接插头2外部还设置有U型固定槽1.3，用于补强FA与自聚焦透镜阵列组合1.2之间的连接。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (10)

1.一种低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：包括固定设置在光电复合板(3)的光波导连接插座(1)、光波导连接插头(2)；所述光波导连接插座(1)、光波导连接插头(2)均设置有自聚焦透镜阵列组合(1.2)；所述光波导连接插头(2)、光波导连接插座(1)通过导销定位连接，光电复合板(3)的光波导与光波导连接插头(2)的光纤之间光信号的传输，通过光波导连接插座(1)与光波导连接插头(2)的自聚焦透镜之间的耦合实现。
2.根据权利要求1所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述自聚焦透镜阵列组合(1.2)包括自聚焦透镜阵列基座(1.2.1)、自聚焦透镜(1.2.2)、自聚焦透镜阵列盖板(1.2.3)；所述自聚焦透镜阵列基座(1.2.1)为矩形块状，其上端面设有导销槽(1.2.1.1)、透镜槽(1.2.1.2)；所述自聚焦透镜(1.2.2)固定设置在透镜槽(1.2.1.2)中，所述自聚焦透镜阵列盖板(1.2.3)固定设置在自聚焦透镜阵列基座(1.2.1)上部。
3.根据权利要求1或2所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述光波导连接插座(1)包括插座定位座组合(1.1)、自聚焦透镜阵列组合(1.2)；
所述插座定位座组合(1.1)包括插座定位座(1.1.1)、导销(1.1.2)；插座定位座(1.1.1)为矩形板状，其下端面设有插座定位槽(1.1.1.1)，其上端面设有导销点胶孔(1.1.1.3)、定位座点胶孔(1.1.1.4)，其前端面设有导销孔(1.1.1.2)；所述导销(1.1.2)的一端固定设置在导销孔(1.1.1.2)中；
所述插座定位座组合(1.1)、自聚焦透镜阵列组合(1.2)通过导销(1.1.2)与导销槽(1.2.1.1)的配合定位，固定连接。
4.根据权利要求3所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述光波导连接插座(1)外部还固定设置有U型固定槽(1.3)。
5.根据权利要求3所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述光电复合板(3)包括电印制板(3.1)、光波导板(3.2)，电印制板(3.1)、光波导板(3.2)上下层叠设置，固定连接；所述光电复合板(3)板边设有连接插座固定沉槽(3.3)，连接插座固定沉槽(3.3)底部两侧设有连接插座固定通槽(3.4)，两个连接插座固定通槽(3.4)之间为定位头；所述连接插座固定通槽(3.4)侧壁设置有金属包边(3.5)；
所述光波导连接插座(1)、光电复合板(3)通过插座定位槽(1.1.1.1)与定位头的配合定位，固定连接。
6.根据权利要求1或2所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述光波导连接插头(2)包括MT插芯(2.1)、自聚焦透镜阵列组合(1.2)，自聚焦透镜阵列组合(1.2)固定设置在MT插芯(2.1)前端。
7.根据权利要求6所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述光波导连接插头(2)外部还设置有U型固定槽(1.3)。
8.根据权利要求6所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述光波导连接插头(2)包括FA、自聚焦透镜阵列组合(1.2)，自聚焦透镜阵列组合(1.2)固定设置在FA前端。
9.根据权利要求6所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述光波导连接插座(1)外部还设置有U型固定槽(1.3)。
10.根据权利要求2所述低损耗多芯阵列光波导连接器，其特征是：所述自聚焦透镜(1.2.2)设置有一层以上。
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