CN1217071A - 机械式光连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机械式光连接器(10)的制造方法,并涉及该连接器本身。本发明包括一个固定装置(1),它被制造成具有一些直而平行的沟槽(2,3),它们在固定装置(1)的上侧面上从一第一固定装置一侧(1a)伸展到第二固定装置一侧(1b),这些沟槽(2,3)一部分用于各光纤,和一部分用于各导向销。一个盖(4)被附接在固定装置(1)的上方,此后将从例如一光纤带缆(6)引出的各光纤(8)装入从第一固定装置侧(1a)引出的光纤的沟槽(2)中,以便各光纤端部(8)穿过第二固定装置侧(1b)伸出。此外将各导向销装入这些导向销的沟槽(3)中。所得到的结构(固定装置(1)、盖(4)、光纤端部(8)和各导向销(9))被一塑料封壳(11)完全或部分地封闭。

Description

机械式光连接器
技术领域
本发明涉及一种用于机械式光连接器的生产工艺及该连接器本身。
技术现状
为了降低用于连接各光纤的总成本，使用了各种多芯光纤连接器。这些连接器的优点在于，可以在若干光纤上一次完成一些耗时间的及与其有关的费用大的安装和辅助工作阶段。
各种多芯光纤连接器的最公知的实施例中的一种是日本所谓的MT连接器。这是以一种精密部件为基础的，该精密部件由挤压的热固性塑料制成，各光纤被安装(用胶粘)在此精密部件中。
在各多芯光纤连接器的另一实施例中，一种可兼容的MT光连接器被直接挤压在各光纤上，见瑞士专利申请书第9301858-8号。这些光纤以及导向销都被安放并固定在模具腔内的各V形沟槽中，然后进行挤压加工。这种方法意味着胶粘操作取消，它使生产合理并预期能降低生产成本。
为了产生旨在用于例如一种光纤连接中的低衰减，对尺寸和密配合公差(比1微米更小)提出极高的要求。当采用传统的机加工方法如研磨和电火花加工以便在模具中达到所要求的精度时，这自然伴生各种很大的困难和很高的成本。然而即使在达到了这种要求时，也仍然留下一些问题。如果各沟槽或光纤被例如来自铸模中的残余物污染，则各光纤可能在各沟槽中定位不正确。当热塑性塑料含有大量的填料(按重量计约占70％)时，就可能发生这种情况，该填料由一些石英砂(直径高达50微米)组成，填料会进入各V形沟槽中。因此必须在每个挤压周期之后，仔细的清洁各模具并进行检修，这样导致更高的制造成本。
一种解决方案是采用一些小的精密部件，即所谓的固定装置作为微型机械支承元件。各精密部件可以在例如硅中制造，因而其中若干部件可以从一个硅圆片中得到，这能提供一种低的制造成本。这些精密部件使各光纤和导向销彼此相对地定位，并将它们安装到连接器中。这意味着对模腔的精度要求显著降低。
欧洲专利申请书N0.0642043A1示出一种光连接器，该连接器包括一个带盖的精密部件，此精密部件被模压到连接器中。该精密部件具有一些各光纤和导向销的V形沟槽。连接器具有一个开口，以便暴露各光纤的各V形沟槽部件。当这些光纤被装入连接器中时，通过此开口可以看到它们，并且当它们被定位在预定的地方时可将它们固定。
发明的公开内容
本发明的目的是得到一种光连接器，特别是用于各光纤带的光连接器，该光连接器能够快速而方便地连接，并产生很低的衰减。该连接器将具有很高的机械精度，此外它制造简单且造价便宜。
这个目的是通过使用一种精密部件作为微型机械支承元件来达到的。该精密部件被制成具有一些用于各光纤和导向销的沟槽。一个盖被紧固在精密部件上，而各光纤和导向销被定位在各相应的沟槽中，在此之后进行包封。
精密部件或固定装置被制成具有一些直而平行的沟槽，它们在该固定装置的上侧面上从第一固定装置一侧伸展到第二固定装置一侧，并且这些沟槽一部分用于各光纤，一部分用于各导向销。一个盖例如通过阳极焊接紧固在固定装置的上方。
从例如一个光纤带缆引出的各光纤端部由第一固定装置侧装入各光纤的沟槽中，以便各光纤端部穿过第二固定装置侧伸出。各导向销被装入各导向销的沟槽中。它们可以穿过该第一和第二固定装置侧二者而伸出。
将所得到的结构(固定装置、盖、各光纤端部和导向销)定位在一个模腔中，此后将该结构用一封壳(特别是塑料制的封壳)完全或部分地包围。然后可以将各光纤端部抛光。
如果模腔装备有如此机构，以便固定装置的第二侧被塑料包围，则进行任何必要的抛光都更简单，因为抛光各光纤与塑料的组合件比抛光各光纤及固定装置材料更容易。该机构还可以如此加工成一定形状(例如带一些坡口)，以便由其引出的凹陷部分形成一些标志，这些标志能在抛光期间与到固定装置第二侧的距离相匹配。
本发明的一个优点在于，当使用各微型机械支承元件时，对模腔的精度要求显著降低。此外，各沟槽中污染的危险也消除了。这提供了一种更合理的制造方法。
另一个优点在于，如果将连接器直接挤压或压制在各光纤和固定装置上，则各光纤不必用胶粘，这就简化了制造方法并降低了制造成本。
本发明的另外一个优点还在于，嵌入模内的固定装置在塑料中起一种塑料锚作用，并使各光纤的紧固变得更方便。
此外，如果固定装置的第二侧被塑料包围，则任何必要的抛光将更简单，并且随后只需要抛光各光纤和塑料的组合件。通过使用产生一带标志的凹陷部分的机构，在抛光期间可使与固定装置第二侧的距离相匹配。
附图说明
下面参照附图详尽地说明本发明。
图1和2图示出按照本发明的一个优选实施例的高精度部件。
图3和4图示出按照本发明的一个优选实施例定位的带盖、光纤及导向销的高精度部件。
图5-7图示出一种按照本发明的一个优选实施例的机械式光连接器。
优选实施例
在图1和2中，以透视图和侧图示出一个高精度的部件或固定装置1，它最好是由硅制成。固定装置具有一些沟槽2，它们用于从例如一根光纤带缆中引出的各光纤。在图1和2中，沟槽2的总数为8个，但它可以是任何合适的数目。固定装置1还具有一些沟槽3用于各导向销(它们供外部连接用)。沟槽2、3可以具有任何合适的横截面形状，但最好是具有一种V形。各沟槽3可以有利地具有平底。下面也把它们看作是V形沟槽。所有的V形沟槽都是直而平行的，并且在固定装置的上侧面上从第一固定装置一侧1a伸展到第二固定装置一侧1b。
最好是，在一个硅圆片上同时制造若干个固定装置1。所有的V形沟槽2,3都由一个并且相同的掩膜限定，此后再进行湿法蚀刻。用这样的方式保证了各V形沟槽2,3之间的精度。
按照本发明，一个上面部件或盖4被紧固到固定装置1上，该盖4由玻璃、硅或别的材料构成。在图3和4中，可以看出盖4已安装好了。和盖4一起，各用于光纤的V形沟槽2形成一些与各光纤的外部尺寸准备配合的三角形毛细管。在各导向销的V形沟槽3的上方，盖可以具有一凹槽5，该凹槽5能与各导向销的外部尺寸进行松配合。盖4可以通过一种焊接技术如阳极焊接接合到固定装置1上，哪一种焊接技术最合适取决于盖4中材料的选择。焊接可以有利地在硅圆片上平行完成。然后可以将各分立的部件锯开。
按照本发明，各光纤8从第一固定装置侧1a装入各三角形毛细管中(亦即装入用于各光纤的沟槽2中)，以便各光纤的端部8穿过第二固定装置侧1b伸出。各光纤8可以例如来源于一多芯光缆6，该多芯光缆6具有它的保护套，并且各个光纤的保护套7从一端取出。盖4和/或固定装置1可以在装入光纤8的那一侧上开坡口，以便各三角形毛细管得到漏斗状的开口(图中未示出)。这明显地方便了各光纤8的装入。
各光纤8的端部8可以用任何合适的方法固定，例如用胶粘到各V形槽2中，但这是不必要的。它们还可以在例如一封壳11成形期间被固定在一个模腔中。各导向销9(称作模腔导向销)被装入各个用于导向销的沟槽3中。
在模腔中的定位可以例如用与瑞士专利申请书NO.9403573-0中所述的相同方法进行，亦即通过用一方向朝上的力(如一弹簧力)从下面对固定装置1作用，以便利用合适成形的对置表面(从上面)将各模腔导向销延续到靠在各V形槽的侧壁3a上。各个沟槽应如此制造，以便用于固定在各三角形毛细管中的光纤8的中心线处于与各导向销9的中心线相同的平面。
然后进行周围封壳11的生产(见图5)，以便形成一个光学和机械接口。最好是采用直接将塑料挤压(压铸)或注塑到光纤8和固定装置1上，并且以后各光纤8不必用胶粘，这样就简化了制造方法并且造价更便宜。在图5中，以透视图形式示意示出成品连接器10。为具体说明起见，此处已将该连接器的一边变成透明的。图6示出该连接器的一个横截面，而图7是从前看该连接器。该成品连接器有利地具有一些导向销9，它们与模腔中所用的各导向销是不同的。各导向销可以具有不同的长度(参看图3，图5和图6)。最好是，该连接器执行所谓的MT连接器标准。
最好是，各光纤端部8在生产塑料封壳之后被抛光。这样抛光会引起一些问题，因为在连接器的前面10a处有许多种不同的材料存在。通过用固定装置1的对置机构成形模腔及利用各光纤的刚度，可以形成一个精密部件，此处只有各光纤的端部8伸出塑料封壳的前面11a，如图7中所示。按照本发明，然后只对该塑料封壳和各光纤的前面11a进行抛光，正如对一普通的MT连接器所做的那样。
另外，模腔可以用这种方式成形，以便形成一个塑料舌体(未示出)，该塑料舌件包围从塑料封壳的前面11a伸出的各光纤的端部8。尤其是，此舌件在塑料封壳的前面11a附近具有一个细腰(未示出)，以便舌件在塑料封壳模塑之后可以很容易地折断(在该细腰处)。然后可以将前面的断面抛光。
如果模腔中的对置面用一种合适的方法制造(如开坡口)，则来自对置面的凹陷部分12、13也可以作标志用，以便确定在塑料封壳的前表面11a和被包围的固定装置1之间有多少塑料留下，因此可以在一预定的距离处停止抛光。
通过使用如本发明中所述的微型机械支承元件1，对模腔的精度要求显著地降低。如果各沟槽位于该工具自身中，则沟槽2,3相对于该工具污染的危险也显著降低。这就提供一种更合理的制造方法。此外，该铸入的固定装置1在塑料中起一种塑料锚作用，并简化了各光纤的紧固。
通过将各光纤8注塑或挤压模塑到微型机械支承元件1上，常用的胶粘步骤就消除了，这就提供一种更简单和更便宜的制造方法。
如果固定装置的第二侧1b被塑料包围，则抛光变得更简单，并且随后只需抛光光纤和塑料的组合件。通过使用产生带标志的凹陷部分12,13的对置表面，则在抛光期间可以与到该固定装置第二侧的距离相匹配。

Claims (14)

1．用于生产一种机械式光连接器的工艺方法，其特征在于：
一个固定装置(1)被制造成具有一些直而平行的沟槽(2,3)，这些沟槽(2,3)在固定装置(1)的上侧边上以第一固定装置一侧(1a)伸展到第二固定装置一侧(1b)，并且这些沟槽(2,3)一部分用于从一光纤带缆引出的各光纤和一部分用于各导向销；
一个盖(4)，它被紧固到固定装置(1)上；
一些光纤(8)，它们被装入从第一固定装置侧(1a)引出的各光纤的沟槽(2)中，以便各光纤端部(8)穿过第二固定装置侧(1b)伸出；
一些导向销(9)，它们被装入各导向销的各沟槽(3)中；
所得到的结构(固定装置(1)、盖(4)、各光纤端部(8)和导向销(9)被定位在一模腔中；和
该结构被一封壳(11)完全或部分地封闭。
2．按照权利要求1所述的方法，其特征在于，该结构被一塑料封壳(11)通过注塑法或压铸法封闭。
3．按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从第二固定装置侧(1b)延伸出来的各光纤端部(8)被抛光。
4．按照权利要求1,2或3所述的方法，其特征在于，盖(4)在各导向销的V形沟槽(3)的上方开有凹槽，以便达到与各导向销外部尺寸的一种松配合。
5．按照权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，利用焊接法将盖(4)紧固到固定装置(1)上。
6．按照权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在用于定位该结构的模腔中形成对置的表面，以便当形成连接器(10)时，至少该结构包括第二固定装置侧(16)的这一侧被塑料封闭。
7．按照权利要求6所述的方法，其特征在于，对置的表面以这种方式形成，因此可以用对置表面中的凹陷部分(12,13)作为标志，以便确定在连接器的表面(10a)和第二固定装置侧(1b)之间的距离是多大。
8．按照权利要求6或7所述的方法，其特征在于：从第二固定装置侧(1b)伸出的各光纤端部(8)被一带细腰的塑料舌件封闭；并且在形成连接器(10)之后，塑料舌件在该细腰处断开。
9．按照权利要求1-8中任一个所述的方法，其特征在于，模腔用一个方向朝上的力从下面对固定装置(1)起作用，以便通过对置的表面从上面促使各模腔导向销(9)都靠在各V形沟槽的侧壁(3a)上。
10．一种机械式光连接器(10)，其特征在于，它包括：
一个固定装置(1)，它具有一些两种尺寸的直而平行的沟槽(2,3)，这些沟槽(2,3)在固定装置(1)的上侧面上从第一固定装置一侧(1a)伸展到第二固定装置一侧(1b)；
一个盖(4)，它附接到固定装置(1)的上方；
一些光纤(8)，它们安置在各毛细管中，这些毛细管在各较小的沟槽(2)和盖(4)之间以这种方式形成，以便它们的端部穿过固定装置的第一侧(1a)和第二侧(1b)二者伸出；和
一个封壳(11)，它完全包围该固定装置(1)和盖(4)。
11．按照权利要求10所述的机械式光连接器(10)，其特征在于，各光纤端部从固定装置的第二侧(1b)中伸出，它们与封壳的前面(11a)是在同一水平上。
12．按照权利要求10或11所述的机械式光连接器(10)，其特征在于，各光纤端部与塑料封壳的前面(11a)是在同一水平上，它们被抛光。
13．按照权利要求10-12中任一项所述的机械式光连接器(10)，其特征在于，封壳(11)是塑料制的。
14．按照权利要求10-13中任一项所述的机械式光连接器(10)，其特征在于，各导向销(9)被安置在各大的沟槽(3)中。
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