CN114415291A - 一种新型光纤连接器 - Google Patents

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王网喜
冷小冬
叶聿村
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3863—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture fabricated by using polishing techniques
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes

Abstract

本发明公开了一种新型光纤连接器，包括MT插芯、光纤，MT插芯设有插孔，光纤插入插孔中，光纤的端面和插孔的外侧面之间有通过抛光工艺形成的第一凹槽，光纤的端面与插孔外侧面的外侧镀有AR膜，第一凹槽的深度在2.5um到5.0um之间，AR膜的厚度大于第一凹槽的深度以便光纤端面的AR膜与MT插芯外侧面的AR膜连续连接，多个插孔的尺寸相同。本发明采用含有涤塔夫垫和0.4um氧化铈颗粒的抛光液通过差异化抛光使光纤在插孔的外侧面形成第一凹槽的深度改善为2.5um到5.0um之间，使AR膜在光纤的端面与插孔的外侧面连续连接，保证光纤上AR膜不会脱落，AR膜保护光纤免受直接接触带来的损伤，保证了产品的品质。

Description

一种新型光纤连接器
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种新型光纤连接器。
背景技术
随着光通信行业不断进步，光纤使用的越来越多。然而光纤连接器对灰尘非常敏感，为此，非接触光纤连接器被苏州莱塔思公司发明出来，其性能优越，改进了多项技术指标，比如提高了光纤连接器寿命，插拔重复性提高了10倍，抗灰尘抗脏污，减少了插损，提高了回损，可与连接器任意互插。但是这种非接触光纤连接器的结构复杂、光纤凹陷深度范围太宽，其由两件组成，一个是前端金属部分金属chip，另一个后端的塑胶部分基座，前端和后端定位难以确保精确定位；其光纤凹陷深度范围为0.1um到10um，凹陷深度范围太宽，在与常规产品对接时（光纤突出0.75um到3.0um），光纤凹陷深度太深时会在光纤之间有一个较大的间隙，最大间隙为9.25um，光纤凹陷深度太浅时，会与光纤接触(最大重合长度为2.9um)从而导致AR膜受损，影响光学性能。
在公开号CN107561650A中，其光纤凹陷也是抛光形成的，但其光纤凹陷深度范围为0.1um到9.9um，由于光纤凹陷深度范围太大，光纤凹陷深度有可能大过AR膜的厚度，以致AR膜在光纤的端面和插孔的外侧面有可能形成不连续的，光纤端面与AR膜之间粘接的面积小，极易脱落，那么AR膜的增透效果就没有了。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型光纤连接器，解决光纤凹陷深度范围大而导致AR膜间断的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种新型光纤连接器，包括MT插芯、光纤，MT插芯设置有与光纤匹配的插孔，光纤插入MT插芯内的插孔中，MT插芯与光纤之间设置有环氧树脂胶胶水以便MT插芯与光纤粘接连接，光纤的端面和插孔的外侧面之间有通过抛光工艺形成的第一凹槽，光纤的端面与插孔外侧面的外侧镀有一层AR膜以便减小光通过的损耗，第一凹槽的深度在2.5um到5.0um之间，AR膜的厚度均匀以便在外侧面形成第二凹槽以便减少与另一对接的光纤的端面之间撞伤，AR膜的厚度大于第一凹槽的深度以便光纤端面的AR膜与MT插芯外侧面的AR膜连续连接，多个插孔的尺寸相同，多个插孔内插入的光纤相同以免经过抛光工艺形成的第一凹槽深度不同；
抛光工艺，包括以下步骤：
1.将光纤插入MT插芯的插孔中，将光纤向外突出在MT插芯的插孔外侧面，使用16um碳化硅砂纸将外侧面的环氧树脂胶胶水和外露的光纤去掉，将外侧面磨平；
2.使用9um碳化硅砂纸将外侧面进行粗抛，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
3.使用3um碳化硅砂纸将外侧面进行细抛，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
4.使用含有涤塔夫垫和0.4um氧化铈颗粒的抛光液将光纤打磨直至第一凹槽为2.5um到5.0um，抛光时间为15-25min；
5.使用含有1um氧化铈颗粒的抛光液将光纤的外侧面抛光，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
6.在已抛光的光纤外侧面镀上一层AR膜以便减少损耗，控制AR膜的厚度为6.0um到10.0um之间以确保光纤端面的AR膜与MT插芯外侧面的AR膜连续连接。
作为本发明的一种优选方案，AR膜的厚度为6.0um到10.0um之间。
作为本发明的一种优选方案，MT插芯的为PPS注塑成型。
作为本发明的一种优选方案，光纤的端面和插孔的外侧面与插孔插入方向垂直。
采用本技术方案的有益效果：通过采用含有涤塔夫垫和0.4um氧化铈颗粒的抛光液通过差异化抛光工艺使光纤在插孔的外侧面形成第一凹槽的深度改善为2.5um到5.0um之间，从而使AR膜在光纤的端面与插孔的外侧面连续连接，保证光纤上的AR膜不会脱落，AR膜也保护光纤免受直接接触带来的损伤，保证了产品的品质。
由于光纤的尺寸在毫米级，如一毫米厚，而AR膜则为6.0um到10.0um之间，故AR模太薄或者第一凹槽太深，都会使AR膜不连续，呈断开一片一片的。AR膜在金属光纤上的附着力要远远小于在MT插芯上的附着力。所以AR膜呈连续状态要比断开状态的效果好很多。
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为两个光纤连接器对接的剖面图；
图2为光纤连接器未打磨前的侧视图；
图3为光纤连接器打磨后的侧视图；
图4为光纤连接器形成第一凹槽后的剖面图；
图5为光纤连接器镀膜后的剖面图；
图6为图1圆圈内部分的放大图；
图7为图4圆圈内部分的放大图；
图8为图5圆圈内部分的放大图。
图中，1-MT插芯，2-光纤，3-AR膜，4-第一凹槽，5-第二凹槽，6-插孔，7-环氧树脂胶胶水。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参考附图，一种新型光纤连接器，包括MT插芯1、光纤2（如包层是125um的普通光纤如G657A1、特种光纤如保偏光纤等），MT插芯1设置有与光纤2匹配的插孔6（多个插孔，间距为250um，一排或多排），光纤2插入MT插芯1内的插孔6中，MT插芯1与光纤2之间设置有环氧树脂胶胶水7以便MT插芯1与光纤2粘接连接，光纤2的端面和插孔6的外侧面之间有通过抛光工艺形成的第一凹槽4，光纤2的端面与插孔6外侧面的外侧镀有一层AR膜3以便减小光通过的损耗，第一凹槽4的深度在2.5um到5.0um之间，如图1，AR膜3的厚度均匀以便在外侧面形成第二凹槽5以便减少与另一对接的光纤2的端面之间撞伤，AR膜3的厚度大于第一凹槽4的深度以便光纤2端面的AR膜3与MT插芯1外侧面的AR膜3连续连接，多个插孔6的尺寸相同，多个插孔6内插入的光纤2相同以免经过抛光工艺形成的第一凹槽4深度不同。如果光纤2的型号不同，那么在同样的抛光工艺形成的第一凹槽4深度就不同，那么第一凹槽4深度的控制的难度就很大，有可能使光纤2端面的AR膜3与MT插芯1外侧面的AR膜3不能连续连接。为了保证第一凹槽4深度，所以多个插孔6的尺寸相同，多个光纤2的尺寸相同。形成第一凹槽4后，在用涤塔夫垫和0.4um氧化铈颗粒的抛光液抛光时，由于第一凹槽4的中心区域与边缘区域的液体流动速度不同，故其抛光的效果不同，边缘区域的液体流动速度最小，接近为零，其抛光效果最差，而在第一凹槽4的中心区域，中心区域的液体流动速度最大，所以这个地方抛光效果最好，深度最深。如果多个光纤2的尺寸不相同，那么第一凹槽4的深度就很难控制。
优选的，光纤2的端面和插孔6的外侧面与插孔6插入方向垂直。
优选的，控制AR膜3的厚度为6.0um到10.0um之间。
优选的，AR膜3的厚度均匀以便在外侧面形成第二凹槽5以便减少与另外对接的光纤2的端面之间撞伤，AR膜3也保护光纤2免受直接接触带来的损伤。
优选的，MT插芯1的为PPS注塑成型。
一种新型光纤连接器的抛光工艺，包括以下步骤：
1.将光纤2插入MT插芯1的插孔6中，将光纤2向外突出在MT插芯1的插孔6的外侧面，使用16um碳化硅砂纸将MT插芯1外侧面的环氧树脂胶胶水7和外露的光纤2去掉，将外侧面磨平，如图2；
2.使用9um碳化硅砂纸将外侧面进行粗抛，将外侧面磨的更平，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min，如图3，这时光纤与MT插芯在抛光前的起点是相同的，这样就能减小第一凹槽4深度的范围；MT插芯1外侧面的环氧树脂胶胶水7和外露的光纤2，其高度是不可控的，也是没法测定的。
3.使用3um碳化硅砂纸将外侧面进行细抛，如图3，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
4.使用含有涤塔夫垫和0.4um氧化铈颗粒的抛光液将光纤2打磨直至第一凹槽4为2.5um到5.0um，时间为15-25min，如图4；
抛光液对塑料的作用力比对光纤2的作用力小，因此，可以形成台阶，在拉纤过程中，由塑料制作的MT插芯1几乎不会受到作用力，而光纤2受到作用力，所以光纤2慢慢变短。为了使用光纤2的凹陷深度达到2.5um到5.0um这个范围，通过调节每个产品与涤塔夫垫的压力、时间、每个产品相对于涤塔夫垫的转速参数来达到。每次调节后，使用干涉仪来检测光纤2的凹陷深度，转速200+/-10r/min，压力8500+/-10g，时间300+/-10s，磨三到四次，总共约20min。
5.使用1um氧化铈颗粒将光纤2的外侧面抛光，如图4，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
6.在已抛光的光纤2的外侧面镀上一层AR膜3以便减少损耗，如图5，控制AR膜3的厚度为6.0um到10.0um之间以确保光纤2端面的AR膜3与MT插芯1外侧面的AR膜3连续连接。
经过本发明的抛光工艺的光纤连接器，使用干涉仪来检测光纤2的凹陷深度，即第一凹槽4的深度为3.0um-4.0um，相比其他工艺，第一凹槽4的深度的范围大大减小。这样AR的厚度只要大于这个范围，AR膜3的厚度大于第一凹槽4的深度以便光纤端面的AR膜3与MT插芯1外侧面的AR膜3连续连接。由于光纤2的尺寸在毫米级，如一毫米厚，而AR膜3则为6.0um到10.0um之间，故AR模3太薄或者第一凹槽4太深，都会使AR膜3不连续，呈断开一片一片的。AR膜3在金属光纤2上的附着力要远远小于在MT插芯1上的附着力。所以AR膜3呈连续状态要比断开状态的效果好很多。
原由：MT连接头由MT插芯1、光纤2、环氧树脂胶水7构成，而在光信号传输过程中光纤2是起决定性作用的，为了MT连接头在对接过程中减少光纤2的端面撞伤几率和减少光纤2的端面脏污几率，这会引起损耗变大。而MT连接头在对接时光纤2与光纤2不接触可以减少光纤2的端面脏污几率和避免端面撞伤，如图1。
控制AR膜3的厚度，AR膜3可以控制在6um到10um之间，这样AR膜3就可以保证在光纤2的端面和MT插芯1的外侧面连续连接的。 研磨过程：
a.MT连接头是多芯的光纤2，在抛光之前所有光纤2和环氧树脂胶水7是高于MT插芯1，如图2。
b.研磨，使用砂纸将磨光纤2和胶水使MT插芯1、光纤2、环氧树脂胶水7一样高，如图3。
c.拉纤，使用含有涤塔夫垫加0.4um氧化铈颗粒抛光液将光纤2和环氧树脂胶水7磨得低于MT插芯1，如图4。 d.抛光，使用1um氧化铈颗粒抛光液将光纤2和MT插芯1端面抛光，如图4。
拉纤原理：由于MT连接头由MT插芯1、光纤2、环氧树脂胶水7构成的，而MT插芯1是塑料件，材质较软，而光纤2主要材料是玻璃，材质较硬，所使用的环氧树脂胶水7材质较硬，因此，在凹型形成的工艺中需要使用一种材质，其对较硬的材质，主要是光纤2有较强的磨削力，而对较软材质为塑料的MT插芯1几乎没有磨削力，从而可以使光纤2高度低于MT插芯1的端面，进而达到不接触式对接。 减小损耗：由于光纤2在不接触的情况下，光信号传输时，光能量会明显减弱，为了减小由于光纤2对接间隙造成的损耗，需要在其表面镀一层AR膜3（镀膜波段决定工作波长，根据实际要求可选择镀膜波段），如图5，增加其透过率，减小损耗。
光纤高度：使用光纤端面干涉仪测试最终形成的光纤高度是-2500nm~-5000nm。
本发明与现有技术相比，有以下几点进步：
1.采用常规的MT多芯连接器所用的MT插芯1，一体式的塑料，可以一次注塑成型，避开了金属部分金属chip与后端的塑胶部分基座定位的困难，提高了生产效率。
2.光纤2的凹陷深度改善为2.5um到5.0um之间，这优化了与常规产品的对接，最大间隙为3.25um，最大重合长度为0.5um，损耗更低，相对于最大光纤间隙9.25um会有更好的损耗，比目前产品的凹陷深度0.1um到10.0um大大改善。
3.使用常规的一件式MT插芯1即可达到光纤2打磨至第一凹槽4为2.5um到5.0um目的，通用性更强。
4.目前使用抛光材料为0.5um氧化铈，时间短，如20s；而本发明使用抛光材料为0.4um氧化铈，时间长，如15-25min。
5.目前氧化铈具有与光纤2非常相似的硬度，但是比PPS的MT插芯1软一些，而本发明采用涤塔夫材质的抛光片。
6.目前采用9um、3um、1um钻石粒度+最终抛光，而本发明采用16um、9um、3um、1um碳化硅粒度+拉纤+最终抛光。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种新型光纤连接器，其特征在于：包括MT插芯、光纤，所述MT插芯设置有与光纤匹配的插孔，所述光纤插入MT插芯内的插孔中，所述MT插芯与光纤之间设置有环氧树脂胶胶水以便MT插芯与光纤粘接连接，所述光纤的端面和插孔的外侧面之间有通过抛光工艺形成的第一凹槽，所述光纤的端面与插孔外侧面的外侧镀有一层AR膜以便减小光通过的损耗，所述第一凹槽的深度在2.5um到5.0um之间，所述AR膜的厚度均匀以便在外侧面形成第二凹槽以便减少与另一对接的光纤的端面之间撞伤，所述AR膜的厚度大于第一凹槽的深度以便光纤端面的AR膜与MT插芯外侧面的AR膜连续连接，多个插孔的尺寸相同，多个插孔内插入的光纤相同以免经过抛光工艺形成的第一凹槽深度不同；
所述抛光工艺，包括以下步骤：
（1）将光纤插入MT插芯的插孔中，将光纤向外突出在MT插芯的插孔外侧面，使用16um碳化硅砂纸将外侧面的环氧树脂胶胶水和外露的光纤去掉，将外侧面磨平；
（2）使用9um碳化硅砂纸将外侧面进行粗抛，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
（3）使用3um碳化硅砂纸将外侧面进行细抛，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
（4）使用含有涤塔夫垫和0.4um氧化铈颗粒的抛光液将光纤打磨直至第一凹槽为2.5um到5.0um，抛光时间为15-25min；
（5）使用含有1um氧化铈颗粒的抛光液将光纤的外侧面抛光，抛光压力为0.2Mpa，抛光时间为1-3min；
（6）在已抛光的光纤外侧面镀上一层AR膜以便减少损耗，控制AR膜的厚度为6.0um到10.0um之间以确保光纤端面的AR膜与MT插芯外侧面的AR膜连续连接。
2.根据权利要求1所述的新型光纤连接器，其特征在于，所述MT插芯的为PPS注塑成型。
3.根据权利要求1所述的新型光纤连接器，其特征在于，所述光纤的端面和插孔的外侧面与插孔插入方向垂直。
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