CN1397814A

CN1397814A - 光学纤维耦合器插座件

Info

Publication number: CN1397814A
Application number: CN02126218A
Authority: CN
Inventors: 都丸晓; 植竹孝; 小林修; 秋田博朗; 今村三朗
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2003-02-19
Also published as: US20030012518A1; JP2003029082A; KR20030007170A

Abstract

一种光学纤维耦合器插座件，具有优良模制能力的简单结构，并且能容易地进行固定和联接操作。该光学纤维耦合器插座件，带有：一个基体，由适于带有涂敷纤维部分、承载纤维部分及一个熔化和延长部分的光学纤维耦合器的形状的插座槽形成；和一个盖，与基体啮合并且覆盖它，以便保护固定到基体上的光学纤维耦合器。

Description

光学纤维耦合器插座件

技术领域

本发明涉及一种用来接收光学纤维耦合器的光学纤维耦合器插座件。

背景技术

光学纤维耦合器典型地通过加热、熔化及延长彼此紧密装配的两根平行承载纤维制备。在通过延长变细的部分中，两根光学纤维的芯部彼此紧密靠近布置。那么，当光穿过一根光学纤维时，光泄漏到另一根光学纤维。利用这点，通过改变熔化和延长部分的延长长度，能实现各种波长的方向耦合器。另一方面，为了避免归因于通过外力和其它原因的失真影响的光学纤维耦合器特性变化，需要防止熔化和延长部分引起变形。

在图1中表示有用来固定光学纤维耦合器的常规方法的一个例子。在表示的例子中，一个承载纤维部分1使用粘合剂7固定到基片6上。基片装在壳体8内。然后，基片6和光学纤维耦合器的涂敷纤维部分5A和5B通过粘合剂7A、7B和7C粘合和固定到壳体上。通过把基片6在一点处固定到壳体8上，避免归因于外力的壳体8的变形传递到熔化和延长部分上。而且，通过用粘合剂7D和7E把承载纤维1固定在光学纤维耦合器的涂层除去端5C和5D处，防止在承载纤维1与涂层之间的相互滑动。因而，即使当外力施加到位于壳体8外部的涂敷纤维部分上时，作用力也不可能传递到熔化和延长部分上。

另外，鉴于降低光学纤维耦合器价格的观点，需要降低基片和壳体的生产成本和简化光学纤维耦合器的生产过程。为了实现这些目的，已经提出有一种光学纤维耦合器插座件，其中用来固定光学纤维耦合器的基片和用来接收基片的壳体的一部分是通过塑料的整体模制形成的(见日本专利申请公开No.1-182810(1989))。

这种先有技术表明在图2A和2B中。图2A是正视图，而图2B是侧视图。在表示的构造中，一个基片10和一个壳体基体9在一个表示的连接部分11处连接。作为一种材料，使用具有较小线性膨胀系数的液晶聚合物。在基片部分中，连续玻璃纤维平行于光学纤维耦合器的纵向填充。光学纤维耦合器用一种紫外线固化粘合剂固定到基片上。一个壳体盖12安装在基片上方，并且通过超声波焊接固定。结果，光学纤维耦合器的线性膨胀系数基本上等于基片和壳体的材料。另外，通过使用容易模制复杂形状的特殊塑料，以低成本整体模制光学纤维耦合器插座件，其中按常规分离地形成基片和壳体。

然而，在常规提出的由塑料材料形成的光学纤维耦合器插座件中，在一点处连接基片和壳体以实现满意的性能。然而，因为其中在一点处连接基片和壳体的结构，用于塑料模制的模具结构变得复杂，降低生产率，导致各个模制产品的高价格。另一方面，尽管已经得出使用粘合剂粘结或超声波焊接来固定基片和壳体，但由于液晶聚合物是非粘合剂模制材料，所以通过粘合剂粘结不能得到足够的粘结强度，并且由于在超声波焊接的情况下连接部分在光学纤维耦合器中变薄，所以当超声波太强时可能引起耦合器的破坏，而当超声波太弱时可能使焊接不足，导致生产控制的困难。

发明内容

鉴于以上叙述的缺陷已经研究出本发明。因此，本发明的一个目的在于，提供一种在模制能力方面优良具有简单结构并且能容易进行固定和粘结操作的光学纤维耦合器插座件。

根据本发明的一个方面，提供有一种光学纤维耦合器插座件，包括：

一个基体，由适于带有涂敷纤维部分、承载纤维部分及一个熔化和延长部分的光学纤维耦合器的形状的插座槽形成；和

一个盖，与基体啮合并且覆盖它，从而保护固定到基体上的光学纤维耦合器。

这里，插座槽可以形成在其相对端部处，使宽度等于光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度，而使深度与涂敷纤维部分的直径的一半相对应，并且在盖中在与插座槽的一个位置相对应的位置处，形成具有宽度等于光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度和与涂敷纤维部分的直径的一半相对应的深度的槽。

或者，插座槽可以形成在其相对端部处，使宽度等于光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度，而使深度与涂敷纤维部分的直径的一半相对应，并且在盖中在与插座槽的一个位置相对应的位置处，形成具有宽度等于光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度和与涂敷纤维部分的直径相对应的深度的槽。

这里，最好形成插座槽，从而接收承载纤维部分及熔化和延长部分的一部分的底部，比接收涂敷纤维部分的部分的底部浅到与涂敷厚度相对应的程度。

而且，最好在插座槽中，粘合剂插座槽提供在与光学纤维耦合器的熔化和延长部分的相对端部相对应的位置处，以便固定光学纤维耦合器。

更进一步，最好在基体中，从底平面凸出的第一啮合隆起部分和从第一啮合隆起部分凸出的第二啮合隆起部分形成在插座槽的两侧上，而在盖中，形成分别与第一和第二啮合隆起部分相啮合的第一和第二啮合凹下部分。

又进一步，最好基体和盖是基于液晶聚合物的复合材料的塑料模制制品。

最后，最好基于液晶聚合物的复合材料包含连续的碳或玻璃纤维。

如以上叙述的那样，在本发明中，适于光学纤维耦合器的形状的插座槽预先形成在用来固定光学纤维耦合器的基体上。为了防止光学纤维耦合器由于外部应力引起变形和牢固地把光学纤维耦合器固定到基体上，槽形成在插座槽的相对端，以便接收用来固定光学纤维耦合器的粘合剂。因此，基础件可以具有简单的形状，以使模具成本和用来完成塑料注射成型法的模制过程的成本显著降低。

另一方面，根据本发明的光学纤维耦合器插座件，借助于用来固定光学纤维耦合器的基体和装配在基体上用来保护光学纤维耦合器的盖构造，并且基体和盖牢固地啮合，从而不需要粘合剂或超声波接合。

由结合附图进行的其实施例的如下描述，本发明的以上和其它目的、效果、特征及优点将变得更明白。

附图说明

图1是光学纤维耦合器常规固定方法的一个例子的说明；

图2是表示使用塑料模制体的常规固定方法的一个例子的说明，其中图2A是正视图，而图2B是侧视图；

图3是接收在根据本发明的光学纤维耦合器插座件中的光学纤维耦合器一般说明，其中图3A是平面图，而图3B是侧视图；

图4是形成根据本发明的光学纤维耦合器插座件的一个实施例的基体和一个盖的分解立体图；

图5A至5D是剖面，表示在本发明的一个实施例中在基体与盖之间的啮合状态，其中图5A、5B、5C及5D是在图4中分别沿线VA-VA、VB-VB、VC-VC及VD-VD得到的剖面；

图6A至6D是在与图5A、5B、5C及5D相对应的位置处本发明另一个实施例的剖面；及

图7表示用根据本发明的插座件包装的光学纤维耦合器的热循环试验结果。

具体实施方式

下文参照附图将描述本发明的实施例。

首先，图3A和3B示出了设置于根据本发明的光学纤维耦合器插座件中的光学纤维耦合器100的一般说明。光学纤维耦合器100一般用涂敷纤维部分110、承载纤维部分120及熔化和延长部分130建造。在表示的实施例中，通过处理带有250μm涂层外径的涂敷纤维部分110的光学纤维，生产光学纤维耦合器。涂层除去长度，即承载纤维部分120及熔化和延长部分130的长度是40mm。应该注意到，有示范其中除去涂层的承载纤维部分120的外径是125μm的情形。

在光学纤维耦合器100的生产过程中，初始进行预加热，以便通过一个陶瓷微型加热器除去纤维的应变。此后，把光学纤维熔化接合，并且然后经受一个精确的延长过程。在每个加热过程中，处理温度由一个红外温度探测器监视。为了生产具有预定光学输出的光学纤维耦合器，光学输出由一个光学输出判断器件检查，以便在满足条件的时刻终止延长。在这时，涂层除去部分的长度是40mm。

图4是分解立体图，表示形成根据本发明的光学纤维耦合器插座件的一个实施例的一个基体200和一个盖300。图5A、5B、5C及5D是在其中基体200与盖300啮合的条件下沿图4的线VA-VA、VB-VB、VC-VC及VD-VD得到的剖面。

基体200具有与涂层除去部分的长度相对应的预定长度(例如，46mm)。在基体200中，为了固定带有上述涂敷纤维部分110、承载纤维部分120及熔化和延长部分130的光学纤维耦合器100，一个适于其形状的插座槽210沿基体200的纵向形成。这里，插座槽210包括：涂敷纤维部分固定槽212，其布置在基体200的相对端部处，具有与两个涂敷纤维部分110的宽度相对应的预定宽度(例如500μm)，并且具有预定深度(例如125μm或250μm)；承载纤维部分接收槽214，具有与涂敷纤维部分固定槽212相同的宽度，并且具有与前者不同的深度；及一个熔化和延长部分接收槽216，其布置在基体200的中心部分处，具有比涂敷纤维部分固定槽212和承载纤维部分接收槽214窄的宽度，并且具有与承载纤维部分接收槽214的深度相等的深度。

应该注意，槽312形成在盖300中，具有与在光学纤维耦合器中存在的涂敷纤维部分的宽度总和相等的宽度和一个预定深度，在与涂敷纤维部分固定槽212相对应的一个位置处。

每个涂敷纤维部分固定槽212的深度在第一方面是与光学纤维耦合器100的涂敷纤维部分110的直径的一半相对应的深度(例如125μm，见图5)，而在第二方面深度与涂敷纤维部分110的直径相等(例如250μm，见图6)。

这里，在插座槽210中，接收光学纤维耦合器100的承载纤维部分120的承载纤维部分接收槽214的底部214B、和接收熔化和延长部分130的熔化和延长部分接收槽216的底部216B，比接收涂敷纤维部分110的涂敷纤维部分固定槽212的底部浅到与涂层厚度(例如62.5μm)相对应的程度。

另外，在插座槽210的熔化和延长部分接收槽216中，要填充有用来固定光学纤维耦合器100的粘合剂的粘合剂插座槽218，形成在与光学纤维耦合器100的熔化和延长部分130的相对端部相对应的位置处。粘合剂插座槽218与熔化和延长部分接收槽216相比以较大宽度和较大深度形成以便保证填充足够量的粘合剂，并且带有侧壁218S和一个底部218B(见图5D)。

此外，在基体200中，在基体200的两侧上从一个底平面220凸出的第一啮合隆起部分222，形成在插座槽210的两侧。也形成从第一啮合隆起部分222的上表面222T凸出的第二啮合隆起部分224。应该注意，第二啮合隆起部分224在纵向具有与承载纤维部分接收槽214加上熔化和延长部分接收槽216的长度相对应或相等的尺寸。在盖300中，形成一个与第一啮合隆起部分222相啮合的第一啮合凹下部分322和一个与第二啮合隆起部分224相啮合的第二啮合凹下部分324。盖300两侧的下表面320与基体200两则的底平面220配对。第一啮合凹下部分322的上表面322C与第一啮合隆起部分222的上表面222T配对。第二啮合凹下部分324通过从第一啮合凹下部分322的上表面322C升高形成。在第二啮合凹下部分324的上表面324C中，槽318形成在与粘合剂插座槽218相对应的位置处。

另一方面，基体200和盖300是基于液晶聚合物的复合材料的塑料模制制品。最好基于液晶聚合物的复合材料通过把连续的碳或玻璃纤维添加到液晶聚合物本体中制备。

通过把粘合剂涂敷到在基体200的相对端上的涂敷纤维部分固定槽212上和把粘合剂填充在粘合剂插座槽218中，进行光学纤维耦合器100至基体200的固定。然后，把光学纤维耦合器100设置在插座槽210内。在这时，光学纤维耦合器100的涂敷纤维部分110紧密地接收在涂敷纤维部分固定槽212中。除去涂层的承载纤维部分120也安装在比涂敷纤维部分固定槽212的底部浅的承载纤维部分插座槽214的底部214B上，并且稳定地保持。另一方面，由于形成粘合剂插座槽218，从而具有带有侧壁218S和底部218B的较大宽度和较大深度，粘合剂在熔化和延长部分130周围足够地流动，以便牢固地把熔化和延长部分130固定到熔化和延长部分插座槽216上。另一方面，形成在盖300中的槽318吸收在粘合剂插座槽218中的多余量的粘合剂。应该注意，粘合剂最好是通过把无机填充剂添加到环氧型或丙烯酸型粘合剂上制备的紫外线固化粘合剂，以使热膨胀系数适于石英玻璃。

在完成光学纤维耦合器100对于基体200的固定之后，盖300与基体200啮合。在这时，盖300的第一啮合凹下部分322与第一啮合隆起部分222相啮合，并且与此相联系，第二啮合凹下部分324与第二啮合隆起部分224相啮合，以便通过其之间的摩擦啮合牢固地联接基体200和盖300。因此，不需要任何用来把盖300和基体200保持在耦合状态下的粘合剂或超声波焊接。在基体200和盖300的啮合状态下，光学纤维耦合器100把涂敷纤维部分110放置在基体200的涂敷纤维部分固定槽212与盖300的槽312之间的中间位置处，使在两个槽之间的间隙和涂敷纤维部分110的外边缘较小。

其次，参照图6A、6B、6C及6D讨论本发明的第二实施例。第二实施例的主要不同之处在于，尽管第一实施例使基体的涂敷纤维部分固定槽具有与涂敷纤维部分110直径的一半相对应的深度，但第二实施例使涂敷纤维部分固定槽具有与涂敷纤维部分110的直径相对应的深度。借助于采用表示的构造，能进一步保证光学纤维耦合器100对于基体200的固定。其它基本构造基本上与第一实施例相同。在表示的第二实施例中，与第一实施例中那些相似的元件或功能部分为了其之间的区分用带“′(撇号)”的类似标号标识，以便避免冗长的讨论，并由此保持公开简单得足以便于本发明的清晰理解。

在第二实施例中，把与基体200′的涂敷纤维部分固定槽212′相对应的盖300′的槽312′的深度设置成与涂敷纤维部分固定槽212′的相同，并且等于光学纤维耦合器100的涂敷纤维部分110的直径。另一方面，由于基体200′的插座槽210′整体形成得较深，所以在盖300′中在与基体200′的粘合剂插座槽218′相对应的位置处没有形成槽或凹槽，从图6D能明白的那样。

尽管把具有小线性膨胀系数的基于液晶聚合物复合材料用作基体和盖的材料，但在表示的实施例中，平行于光学纤维耦合器的纵向填充连续的玻璃纤维。

图7示出了根据本发明的插座件内包装的光学纤维耦合器的加热循环试验(美国军用标准MIL-STD-8100 Test No.503.2)的结果。如从图7所能看到的那样，其具有足够的实用性。

应该注意，尽管已经描述了对于具有长度40mm的涂层除去部分的光学纤维耦合器的插座件的一个例子，但插座件的尺寸和结构可以适于要接收的光学纤维耦合器的长度和构造。而且，插座件可以具有各种横载面尺寸。而且，在一定情况下，本发明甚至可以适于其中光学纤维耦合器插座件进一步接收在一根不锈钢管、石英玻璃材料等中的情形，以便加强光学纤维耦合器插座件。

如以上叙述的那样，借助于本发明，能简化用来把光学纤维耦合器固定在基体的相同位置处的操作，并且能缩短必需的操作周期。而且，由于插座件是塑料模制制品，所以通过极大地缩短处理时间能降低单元价格，并且也能降低生产成本。因而，能显著降低光学纤维耦合器的制造成本。

相对于最佳实施例已经详细描述了本发明，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的情况下可以对其进行变更和修改，本发明并不限于特定的实施例，本发明的范围由所附的权利要求限定。

Claims

1.一种光学纤维耦合器插座件，包括：

一个基体，用适于带有涂敷纤维部分、承载纤维部分及一个熔化和延长部分的光学纤维耦合器的形状的插座槽形成；和

一个盖，与所述基体啮合并且覆盖它，从而保护固定到所述基体上的所述光学纤维耦合器。

2.根据权利要求1所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述插座槽形成在其相对端部处，其宽度等于所述光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度，而其深度与涂敷纤维部分的直径的一半相对应，并且在所述盖中在与所述插座槽的一个位置相对应的位置处，形成具有宽度等于所述光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度和深度与涂敷纤维部分的直径的一半相对应的槽。

3.根据权利要求1所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述插座槽形成在其相对端部处，其宽度等于所述光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度，而其深度与涂敷纤维部分的直径相对应，并且在所述盖中在与所述插座槽的一个位置相对应的位置处，形成具有宽度等于所述光学纤维耦合器的涂敷纤维部分的宽度和深度与涂敷纤维部分的直径相对应的槽。

4.根据权利要求2所述的光学纤维耦合器插座件，其中形成所述插座槽，从而接收所述承载纤维部分及所述熔化和延长部分的一部分的底部，比接收所述涂敷纤维部分的部分的底部浅到与涂敷厚度相对应的程度。

5.根据权利要求3所述的光学纤维耦合器插座件，其中形成所述插座槽，从而接收所述承载纤维部分及所述熔化和延长部分的一部分的底部，比接收所述涂敷纤维部分的部分的底部浅到与涂敷厚度相对应的程度。

6.根据权利要求4所述的光学纤维耦合器插座件，其中在所述插座槽中，粘合剂插座槽提供在与所述光学纤维耦合器的所述熔化和延长部分的相对端部相对应的位置处，以便固定所述光学纤维耦合器。

7.根据权利要求5所述的光学纤维耦合器插座件，其中在所述插座槽中，粘合剂插座槽提供在与所述光学纤维耦合器的所述熔化和延长部分的相对端部相对应的位置处，以便固定所述光学纤维耦合器。

8.根据权利要求1所述的光学纤维耦合器插座件，其中在所述基体中，从底平面凸出的第一啮合隆起部分和从所述第一啮合隆起部分凸出的第二啮合隆起部分形成在所述插座槽的两侧上，而在所述盖中，形成分别与所述第一和第二啮合隆起部分相啮合的第一和第二啮合凹下部分。

9.根据权利要求2所述的光学纤维耦合器插座件，其中在所述基体中，从底平面凸出的第一啮合隆起部分和从所述第一啮合隆起部分凸出的第二啮合隆起部分形成在所述插座槽的两侧上，而在所述盖中，形成分别与所述第一和第二啮合隆起部分相啮合的第一和第二啮合凹下部分。

10.根据权利要求3所述的光学纤维耦合器插座件，其中在所述基体中，从底平面凸出的第一啮合隆起部分和从所述第一啮合隆起部分凸出的第二啮合隆起部分形成在所述插座槽的两侧上，而在所述盖中，形成分别与所述第一和第二啮合隆起部分相啮合的第一和第二啮合凹下部分。

11.根据权利要求8所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述基体和所述盖是基于液晶聚合物的复合材料的塑料模制制品。

12.根据权利要求9所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述基体和所述盖是基于液晶聚合物的复合材料的塑料模制制品。

13.根据权利要求10所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述基体和所述盖是基于液晶聚合物的复合材料的塑料模制制品。

14.根据权利要求11所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述基于液晶聚合物的复合材料包含连续的碳或玻璃纤维。

15.根据权利要求12所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述基于液晶聚合物的复合材料包含连续的碳或玻璃纤维。

16.根据权利要求13所述的光学纤维耦合器插座件，其中所述基于液晶聚合物的复合材料包含连续的碳或玻璃纤维。