CN114839725A - 光纤端部固定结构及光纤端部的固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光纤端部固定结构及光纤端部的固定方法，光纤端部固定结构包含：输插芯组件、基板及粘结组件，插芯组件呈圆柱状，插芯组件的轴心具有贯穿孔用以容纳光纤，基板具有固定沟槽，固定沟槽的两个壁体沿插芯组件的轴向方向延伸，两个壁体之间的距离长度小于插芯组件在径向方向上的直径长度，插芯组件的外周面与两个壁体的顶点呈线接触，粘结组件填充设置于固定沟槽，粘结组件连接固定沟槽及插芯组件。本发明的光纤端部固定结构及光纤端部的固定方法解决现有技术的光纤耦合精度不足的问题。

Description

光纤端部固定结构及光纤端部的固定方法

技术领域

本发明涉及一种光通信组件，更特别的是涉及一种光纤端部固定结构及光纤端部的固定方法。

背景技术

光导纤维(Optical fiber)，简称光纤，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具。光纤相对于通过电缆传输电信号具有更低的能量损耗率，因此在传输信号时，如图1所示，通常利用激光发射构件E将电信号转换成光信号，经由透镜L聚焦，朝向光纤F的端部发送光信号；光信号经由光纤F传输至另一端，光信号从光纤F朝向另一透镜(图未示)射出、聚焦，由光信号接收构件(图未示)将光信号转换为电信号。

图2为图1沿A-A线段的横剖面示意图。传统的光纤F由上盖C1、下盖 C2夹合，经由粘结构件G1(例如为环氧树脂)彼此固定，下盖C2再利用粘结构件G2连接于基板B的表面上。这些组件层层结合，无论制造、组装都会产生累积公差，例如组件尺寸不够精确、粘结构件G2的涂布位置、粘结构件 G1、G2过厚或涂布不均，都会影响到光纤F与激光发射构件E、透镜L的相对位置。若公差过大，光纤F就无法与激光发射构件E、透镜L等组件顺利光耦合，也就是光信号无法输入至光纤F，或无法从光纤输出。而如图3所示，即使仅存在部分公差，也会影响输入或输出的光信号的强度。

发明内容

本发明的目的在于解决现有光纤耦合精度的种种问题，提出一种光纤端部固定结构及光纤端部的固定方法。

为达上述目的及其他目的，本发明提出一种光纤端部固定结构，其包含：插芯组件，呈圆柱状，该插芯组件的轴心具有贯穿孔用以容纳光纤；基板，具有固定沟槽，该固定沟槽的两个壁体沿该插芯组件的轴向方向延伸，该两个壁体之间的距离长度小于该插芯组件在径向方向上的直径长度，该插芯组件的外周面与该两个壁体的顶点呈线接触；以及粘结组件，填充设置于该固定沟槽，该粘结组件连接该固定沟槽及该插芯组件。

可选地，该两个壁体的顶部为直角结构。

可选地，该两个壁体的顶部为倒角结构。

可选地，该两个壁体的顶部为圆弧，且该圆弧的曲率半径小于该插芯组件在径向方向上的曲率半径。

可选地，该固定沟槽由蚀刻形成。

可选地，该插芯组件为陶瓷材料。

可选地，还包含该光纤，插设于该贯穿孔。

本发明又提出一种光纤端部的固定方法，包含以下步骤：研磨插芯组件，使该插芯组件呈圆柱状；使光纤沿该插芯组件的轴向方向插入该插芯组件的贯穿孔；在基板上形成至少一个固定沟槽，该固定沟槽的两个壁体之间的距离长度小于该插芯组件在径向方向上的直径长度；在该至少一个固定沟槽中填充粘结组件；以及设置该插芯组件于该固定沟槽，该插芯组件的外周面与该两个壁体的顶点呈线接触。

借此，本发明的光纤端部固定结构及光纤端部的固定方法大幅提升了光纤端部结构的精度、减少公差，使光纤与其他光学组件的对位更准确，提高制造合格率，并提升光信号的光耦合效率。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为现有技术的光纤端部结构的纵剖面示意图。

图2为图1沿A-A线段的横剖面示意图(现有技术)。

图3为累计公差影响光信号强度的示意图(现有技术)。

图4为本发明实施例的光纤端部固定结构的立体外观示意图。

图5为本发明实施例的光纤端部固定结构的剖面示意图。

图6A为本发明实施例的壁体的第二个样式的剖面示意图。

图6B为本发明实施例的壁体的第三个样式的剖面示意图。

图6C为本发明实施例的壁体的第四个样式的剖面示意图。

图7为本发明实施例的光纤端部的固定方法的流程图。

附图标记：

100 光纤端部固定结构

1 插芯组件

11 贯穿孔

2 基板

21 壁体

21’ 壁体

211 顶点

21a 壁体

21b 壁体

3 粘结组件

A-A 线段

B 基板

C1 上盖

C2 下盖

d1 轴向方向

d2 径向方向

E 激光发射构件

F 光纤

G1 粘结构件

G2 粘结构件

L 透镜

S 固定沟槽

S’ 固定沟槽

具体实施方式

为了充分了解本发明，通过下述具体的实施例，并配合所附的附图，对本发明做详细说明。本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的目的、特征及功效。须注意的是，本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明所附的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的权利要求。说明如下：

如图4及图5所示，本发明实施例的光纤端部固定结构100，其包含：插芯组件1、基板2及粘结组件3。

插芯组件1为光纤插芯(Fiber Stub)，呈圆柱状，插芯组件1的轴心具有贯穿孔11用以容纳光纤F。在本实施例中，插芯组件1为陶瓷材料，具有很好的化学稳定度，并且耐磨，适宜精密加工。

基板2具有固定沟槽S，固定沟槽S的两个壁体21沿插芯组件1的轴向方向d1延伸，两个壁体21之间的距离长度小于插芯组件1在径向方向d2上的直径长度。并且插芯组件1的外周面与两个壁体21的顶点211呈线接触。

粘结组件3填充设置于固定沟槽S，粘结组件3连接固定沟槽S及插芯组件1。粘结组件3可以是常规用的粘胶，具有粘性，满足特定条件(例如干燥或曝光)后粘结组件3固化以固定插芯组件1。

接下来说明本发明的光纤端部的固定方法。

如图7所示，于步骤S101，首先研磨插芯组件1的外周面，使插芯组件1 呈圆柱状。

于步骤S102，使光纤F沿插芯组件1的轴向方向d1插入插芯组件1的贯穿孔11。

接着，于步骤S103，在基板2上形成至少一个固定沟槽S，固定沟槽S 的两个壁体21之间的距离长度小于插芯组件1在径向方向d1上的直径长度。在本实施例中，固定沟槽S由蚀刻形成，因此可达成优秀的精度控制，并且可制造数百微米等级的尺寸。

于步骤S104，在至少一个固定沟槽S中填充粘结组件3。

于步骤S105，设置插芯组件1于固定沟槽S，插芯组件1的外周面与两个壁体21的顶点211呈线接触。

需要注意的是，这些步骤并不需要遵照明确的顺序，例如在基板2上形成固定沟槽S的步骤可以在研磨插芯组件1、光纤F插入贯穿孔11等步骤之前。也可以在光纤F插入贯穿孔11后才研磨插芯组件1，或者在设置插芯组件1 于固定沟槽S后才将光纤F插入贯穿孔11，且本发明不限于此。

由于圆柱状的插芯组件1比其他几合形状的端部固定件(例如现有技术图 1的上盖C1及下盖C2)更容易达到高精度的制造，因此插芯组件1本身的制造公差可有效控制。此外，由圆柱体的轴心制造贯穿孔11，也比其他几合形状的特定位置切割光纤容制槽要来的更精准，因此插芯组件1与光纤F的组装公差相对现有技术也减少了。最后，由于插芯组件1的外周面与固定沟槽S的顶点211呈线接触，无论插芯组件1在粘结时有任何角度的偏移旋转(例如机械手臂夹持插芯组件1时施力不均)，贯穿孔11、光纤F始终保持在固定的位置，因此可准确地对位光纤F与透镜(图未示)。综上所述，本发明大幅提升了光纤端部结构的精度、减少公差，使光纤F与其他光学组件的对位更准确，提高制造合格率，并提升光信号的光耦合效率。

进一步地，在本实施例中，如图5所示，两个壁体21的整体为直角结构，固定沟槽S为平直的矩形空间。然而本发明不限于此，如图6A所示，在壁体的第两个示例中，壁体21’仅顶部为直角结构，壁体21’的顶部以外为不规则或其他几何结构，固定沟槽S’的底面也是不平整的。此情况常见于蚀刻制造。由于本发明的光纤端部固定结构100仅限定插芯组件1与固定沟槽S的顶点211呈线接触，因此壁体的顶部以外的范围的形状都不影响插芯组件1与固定沟槽S的连接关系。

如图6B所示，在壁体的第三个示例中，两个壁体21a的顶部为倒角结构。可有效保障插芯组件1与固定沟槽S的顶点211呈线接触，然而此倒角的制造相对较不容易，且结构强度也会被影响。

如图6C所示，在壁体的第四个示例中，两个壁体21b的顶部为圆弧，且该圆弧的曲率半径小于插芯组件1在径向方向d2上的曲率半径，如此可有效保障插芯组件1与固定沟槽S的顶点211呈线接触。

进一步地，在本实施例中，本发明的光纤端部固定结构100包含光纤F，插设于贯穿孔11。

本发明在上文中已以较佳实施例公开，然而本领域技术人员应理解的是，所述实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与所述实施例等效的变化与置换，均应设定为涵盖在本发明的范围内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所界定的内容为准。

Claims (8)

1.一种光纤端部固定结构，其特征在于，所述光纤端部固定结构包括：

插芯组件，呈圆柱状，所述插芯组件的轴心具有贯穿孔用以容纳光纤；

基板，具有固定沟槽，所述固定沟槽的两个壁体沿所述插芯组件的轴向方向延伸，所述两个壁体之间的距离长度小于所述插芯组件在径向方向上的直径长度，所述插芯组件的外周面与所述两个壁体的顶点呈线接触；以及

粘结组件，填充设置于所述固定沟槽，所述粘结组件连接所述固定沟槽及所述插芯组件。

2.根据权利要求1所述的光纤端部固定结构，其特征在于，所述两个壁体的顶部为直角结构。

3.根据权利要求1所述的光纤端部固定结构，其特征在于，所述两个壁体的顶部为倒角结构。

4.根据权利要求1所述的光纤端部固定结构，其特征在于，所述两个壁体的顶部为圆弧，且所述圆弧的曲率半径小于所述插芯组件在径向方向上的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的光纤端部固定结构，其特征在于，所述固定沟槽由蚀刻形成。

6.根据权利要求1所述的光纤端部固定结构，其特征在于，所述插芯组件为陶瓷材料。

7.根据权利要求1所述的光纤端部固定结构，其特征在于，还包含所述光纤，插设于所述贯穿孔。

8.一种光纤端部的固定方法，其特征在于，所述光纤端部的固定方法包含以下步骤：

研磨插芯组件，使所述插芯组件呈圆柱状；

使光纤沿所述插芯组件的轴向方向插入所述插芯组件的贯穿孔；

在基板上形成至少一个固定沟槽，所述固定沟槽的两个壁体之间的距离长度小于所述插芯组件在径向方向上的直径长度；

在所述至少一个固定沟槽中填充粘结组件；以及

设置所述插芯组件于所述固定沟槽，所述插芯组件的外周面与所述两个壁体的顶点呈线接触。

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