CN1438502A - 制造平行光管的设备 - Google Patents

Abstract

一种用来通过把玻璃管组件接合到管状的金属套筒内而制造平行光管的设备，其中玻璃管组件包括具有光纤的带有尾部光纤的透镜(pigtail)，和与带有尾部光纤的透镜(pigtail)同轴布置的GRIN透镜。所述设备包括支撑件，与支撑件相连接并具有至少一个设置金属套筒的固定器的套筒夹持件，设置在套筒夹持件上面并夹紧光纤的光纤夹具件，及提升和降低光纤夹具件以控制插入在金属套筒内的玻璃管组件沿金属套筒长度方向移动的提升单元。利用这种结构，玻璃管组件就可方便地固定安装在金属套筒内。

Description

制造平行光管的设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有玻璃管组件和金属套筒的平行光管的设备，更具体的是，涉及一种用于把玻璃管组件自动地组装到金属套筒中的设备。

背景技术

平行光管是一种把从光源接收的光转换成一束平行光线的光学通信器件。平行光管在多种设备中经常被用作元件，如光学通信设备和半导体生产设备，它们都需要平行光线。

如图1所示，平行光管10通常包括沿同轴线设置的带有尾部光纤的透镜(pigtail)12和GRIN(梯度指数)透镜14，容纳和支撑带有尾部光纤的透镜(pigtail)12和GRIN透镜14的玻璃管15，在其外侧保护玻璃管15的金属套筒16。

带有尾部光纤的透镜(pigtail)12由玻璃制成，形成光线入射路径的光纤13设置在带有尾部光纤的透镜(pigtail)12的一个端部，光通过光纤13传播。在带有尾部光纤的透镜(pigtail)12的另一端部形成有相对于具有同轴线的平面具有预定倾斜角度的第一倾斜部分12a。

而且，与带有尾部光纤的透镜(pigtail)12同轴布置的GRIN透镜14在对应于带有尾部光纤的透镜(pigtail)12的第一倾斜部分12a的一端具有第二倾斜部分14a。带有尾部光纤的透镜(pigtail)12的第一倾斜部分12a和GRIN透镜14的第二倾斜部分14a相对于所述平面倾斜布置以相互面对。

为制造具有上述构造的平行光管10，首先把GRIN透镜14插入到玻璃管15中，然后将其紧固在其中。这里，形成有第二倾斜部分14a的GRIN透镜14的一端位于玻璃管15的内部，其另一端以预定的长度从玻璃管15伸出。

在GRIN透镜14被玻璃管15的一侧固定地接合和支撑后，把带有尾部光纤的透镜(pigtail)12插入到玻璃管15的另一侧。这里，带有尾部光纤的透镜(pigtail)12形成有第一倾斜部分12a的一个端部插入到玻璃管15的内部以与已支撑地插入到玻璃管15内的GRIN透镜14的第二倾斜部分14a相配合。

这时，带有尾部光纤的透镜(pigtail)12的第一倾斜部分12a与GRIN透镜14的第二倾斜部分14a通过校准操作平行布置，以获得需要的光学性能。然后，如果带有尾部光纤的透镜(pigtail)12和GRIN透镜14之间的校准符合所需光学性能的预定条件，则带有尾部光纤的透镜(pigtail)12就被固定地接合到玻璃管15的内部。

然后，把容纳和支撑GRIN透镜14和带有尾部光纤的透镜(pigtail)12的玻璃管15插入到管状的金属套筒16中，然后，通过把环氧树脂17涂覆到金属套筒16的一端，管15就被紧固(固定地接合)到金属套筒上，从而完成平行光管10的制造过程。

然而，传统的平行光管10是手工制造的。就是说，容纳带有尾部光纤的透镜(pigtail)12和GRIN透镜14的玻璃管组件15和金属套筒16的接合过程是手工进行的。结果，使平行光管的制造变得困难并耗费时间，从而降低了生产率。而且，平行光管的生产效率和可靠性也显著降低。

发明内容

因此，本发明用来克服以上和其它问题，本发明的一个目的是提供一种用来制造具有玻璃管组件和金属套筒的平行光管的设备。

本发明的另一目的是提供一种制造平行光管的设备，其不仅可提高平行光管的可靠性，而且可缩短平行光管的制造周期，从而提高生产率。

本发明的其它目的和优点部分地将会在以下的描述中说明，部分将在描述中变得清楚，或通过发明的实施而获得。

本发明的这些和其它目的可通过提供一种用来制造平行光管的设备而实现，其中平行光管的制造是通过把玻璃管组件紧固或固定地接合到管状的金属套筒内，其中玻璃管组件包括具有光纤的带有尾部光纤的透镜(pigtail)和与带有尾部光纤的透镜(pigtail)同轴布置的梯度指数(GRN)透镜。平行光管制造设备包括支撑件，连接到支撑件上并具有至少一个固定金属套筒的固定器的套筒夹持件，设置在套筒夹持件上面并夹紧光纤的光纤夹具件，和用来提升和降低光纤夹具件以控制玻璃管组件沿金属套筒的长度方向插入到金属套筒内的提升件。

根据本发明的另一方面，套筒夹持件包括形成有沿其长度方向凹陷的固定器的固定块，以及可动块，其一端转动地连接到固定块的一端上，另一端可拆开地连接到固定块的另一端上以把金属套筒固定并支撑在固定器内。

根据本发明的另一方面，在可动块内设置有缓冲和支撑金属套筒的缓冲件。

根据本发明的另一方面，在固定块的另一端形成有狭缝，且在可动块的另一端形成有从狭缝中选择性地插入或释放的锁定销。

根据本发明的另一方面，锁定销与可动块的另一端转动地连接。

根据本发明的另一方面，光纤夹具件包括具有第一夹盘的固定托架，可动托架，其一端转动地连接到固定托架一端上，另一端可拆开地连接到固定托架的另一端上，及与固定托架的第一夹盘一起夹紧光纤的第二夹盘。

根据本发明的另一方面，可动块的另一端上设置有可拆开地连接到固定块上的磁体。

根据本发明的另一方面，平行光管制造设备包括光纤引导块，其与支撑件为一个整体并被支撑件支撑，其设置在光纤夹具件和套筒夹持件之间并至少包括一个光纤穿过其的光纤穿过件。

根据本发明的另一方面，提升单元包括提升块，其与光纤夹具件连接在一起并与光纤夹具一起上下移动，一对支撑块，其一端与提升块滑动地配合，另一端被支撑件支撑，凸轮，其转动地设置于两支撑块之间及提升块61上面，并具有直径变化的不对称曲率，以根据其旋转以预定的高度提升和降低提升块，以及连接件，其连接在凸轮上，被所述一对支撑块转动支撑，并具有暴露于支撑块外面的相对端。

根据本发明的另一方面，平行光管制造设备包括设置在光纤引导块和提升块之间的弹性件，其使提升块与光线引导块保持分开。连接件上设置有手柄。

根据本发明的另一方面，支撑件设置有部分地将光纤自由端部分缠绕在其上的卷绕件。

附图说明

本发明的以上和其它目的和优点从下面结合附图对优选实施例的详细描述中会变得更加清楚和更容易理解，其中：

图1是平行光管的横截面图；

图2是根据本发明实施例用来制造图1所示平行光管的设备的透视图；

图3说明图2设备的部分操作；及

图4a和4b，以及图5a和5b按顺序说明在图2的设备中平行光管的制造过程。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的本优选实施例进行详细的描述，图中相同的标号始终表示相同的元件。以下将对所述实施例进行描述，以便通过附图解释本发明。

本发明将参照附图进行详细描述。其中相同的标号始终表示相同的元件，且重复描述根据需要将被部分省略。这里，参照图1所描述的平行光管的构造在这里将被并入。

根据本发明的实施例，一种用于制造平行光管的设备，如图2和3所示，包括支撑件20，夹持金属套筒(管)16的套筒夹持件30，夹住玻璃管组件19的光纤13的光纤夹具件40，和提升单元60，其沿平行于金属套筒16和玻璃管组件19的长度方向垂直提升和降低位于金属套筒16内的玻璃管组件19。

支撑件20支撑套筒夹持件30，光纤引导块50等，并设置有部分地将光纤13自由端部分缠绕在其上的卷绕件22。

套筒夹持件30设置有多个用来夹持和支撑金属套筒16的夹持器31a。套筒夹持件30设置有五个夹持器31a。因此，五个玻璃管组件19可同时插入到五个金属套筒中。但是，套筒夹持件30可设置多于或少于五个的夹持器31a。

套筒夹持件30包括形成有夹持器31a的固定块31，和与固定块31转动连接的可动块32。夹持器31a沿固定块31长度方向凹陷。因此，每个金属套筒16安装到固定块31的夹持器31a内，然后可动块32旋转与固定块31连接，从而防止金属套筒16从夹持器31a上脱离。

这里，在可动块32和固定块31之间设置有第一铰接件34，其使可动块32相对于固定块31转动，以及把可动块32锁定在固定块31上的锁定件37。

第一铰接件34包括设置在可动块32一端的铰销34a，和铰接孔(未示出)，其设置于固定块31的一端以转动支撑铰销34a。这里，铰接孔可直接设置在固定块31内，或者如附图所示，形成于设置在固定块31一端的垫块35内。

锁定件37包括形成于设置在固定块31另一端的第二垫块36内的狭缝37a，和锁定销37b，其设置于可动块32的另一端以从狭缝37a中选择性地插入或释放。这里，锁定销37b与可动块32的另一端转动连接。

因此，锁定销37b通过转动从狭缝37a内释放，然后转动块32相对于第一铰接件34的轴线从固定块31向外转动。然后，金属套筒16各自插入到夹持器31a内，并且可动块32向固定块31旋转。然后，锁定销37b锁定到狭缝37a内，从而防止装在夹持器31a内的金属套筒16从夹持器31a内脱离。

这时，当可动块32向固定块31转动时，可动块32就相对于固定块31推动金属套筒16。如果可动块32压紧金属套筒16，由玻璃制成并插入到金属套筒16内的玻璃管组件19可能就会破碎。因此，就需要在可动块32内设置缓冲件33缓冲并支撑金属套筒16。

另一方面，除了以上的构造，锁定件37还可包括设置在可动块32另一端的磁体，并可拆开地连接到固定块31的另一端。在这种情况下，固定块31的另一端包括对应于锁定件37磁体的磁体。

光纤夹具件40包括具有第一夹盘41a的固定托架41和具有第二夹盘42a的可动托架42。可动托架42的一端转动连接到固定托架41的一端上，其另一端可拆开地连接到固定托架41的另一端上。可动托架42的第一夹盘42a与固定托架41的第二夹盘41a一起夹持光纤13。

这里，在可动托架42的一端和固定托架41的一端之间设置有第二铰接件43。第二铰接件43与以上描述的设置在可动块32和固定块31之间的第一铰接件34相同，因此省略重复描述。

可动托架42的另一端设置有磁体44，其可拆开地连接到固定托架41的另一端上。因此，在光纤13放在固定托架41的夹盘41a上时，可动托架42相对于第二铰接件43的轴线向固定托架41转动，并且在磁体44磁性连接到固定托架41的另一端上时锁定到固定托架41上。结果，光纤13夹持在第一和第二夹盘41a和42a之间。这里，可以在第一和第二夹盘41a和42a之间设置缓冲件45，以防止夹持在第一和第二夹盘41a和42a之间的光纤受损。

在光纤夹具件40和套筒夹持件30之间设置有被支撑件20支撑的光纤引导块50。光纤引导块50设置有多个光纤13穿过其的光纤穿过件50a。

另一方面，提升单元60包括提升块61，其与光纤夹具件40连接在一起以与光纤夹具40一起上下移动，一对支撑块63，其一端与提升块61滑动地配合，另一端被支撑件20支撑，凸轮64，其转动地设置于两支撑块63之间及提升块61上面，并具有直径变化的不对称曲率，以及连接件65，其连接在凸轮64上，被该对支撑块63转动支撑，并具有暴露于支撑块63外面的相对端。

在连接件65上设置有手柄67，并且在光纤引导块50和提升块6l之间设置有弹性件(未示出)，其使提升块61弹性地保持与光线引导块50间隔开。

因此，如果使用者握住手柄67把连接件65旋转预定的角度以使凸轮64的较长半径部分推动提升块61的上部，则由于凸轮64的旋转，提升块61朝向光纤夹具件40向下移动，并离开支撑块63，如图5a所示。另一方面，如果使用者握住手柄67向相反的方向转动连接件65以使凸轮64的短直径部分挤压提升块61的上部，则提升块61通过弹性件的弹性力回到原始位置，如图4a所示。因此，根据提升块61的运动，玻璃管组件19在金属套筒16内沿金属套筒16的长度方向上下移动，如图4b和5b所示。

光纤夹具件40和提升单元60的提升块61通过采用分别形成于支撑件20，光纤夹具件40，和提升单元60的提升块61上的导轨和导槽滑动地安装在支撑件20上。提升单元60的提升块61和支撑块63可分别具有导轨和导槽以使连接到光纤夹具件40上的提升单元60的提升块61沿长度方向移动。

因为光纤夹具件40的固定托架41可动地安装在支撑件20上，并连接到提升单元60的提升块61上，因此另一弹性件设置在支撑件20与提升单元60的提升块61或与光纤夹具件40的固定托架41之间。

利用这种构造，把玻璃管组件19紧固(接合)在金属套筒16中的过程将在下文描述。

首先，通过向上转动，锁定销37b从狭缝37a内释放出来，然后可动块32绕第一铰接件34的轴线从固定块31向外转动。然后，把金属套筒16插入到相应的夹持器31a内，并且可动块32向固定块31转动。然后，把锁定销37b插入到狭缝37a内，从而防止装在夹持器31a内的金属套筒16从夹持器31a内脱离。这时，可动块32相对于固定块31挤压金属套筒16。

在金属套筒16装到相应的夹持器31a内后，把玻璃管组件19插入到相应的金属套筒16中。然后，分别设置于对应的玻璃管组件19内的光纤13通过对应的光纤引导块50上的光纤穿过件50a并被光纤夹具件40夹紧。

就是说，光纤13以这样的状态设置在固定块41的第一夹盘41a上，即可动托架42从固定托架41向外转动，然后可动托架42绕第二铰接件43的轴线向固定托架41转动，并通过把设置在可动托架42另一端的磁体44磁性连接到固定托架41的另一端上而锁定到固定托架41上，因此光纤13就夹紧在第一和第二夹盘41a和42a之间。

在光纤13被光纤夹具件40夹紧后，把光纤的自由端分别部分缠绕在支撑件20的卷绕件22上。

然后，如图4a所示，使用者握住手柄67把连接件65旋转预定的角度以使得凸轮64的短半径部分推动提升块61的上部，因此提升块61由于凸轮64的旋转朝支撑块63向上移动。套筒夹持件30的一部分4b的放大视图如图4b所示。

然后，如图4b所示，玻璃管组件19被从金属套筒16中提升预定的高度“H”，并且喷射器件69把环氧树脂17喷射到玻璃管组件19和金属套筒16之间。

然后，使用者握住手柄67把连接件65旋转预定的角度以使得凸轮64的较长半径部分推动提升块61的上部，如图5a所示。套筒夹持件30的另外一部分5b的放大视图如图5b所示。提升块61由于凸轮64的转动向下移动离开支撑块63，如图5b所示。

因此，当玻璃管组件19向下移动并完全插入到金属套筒19中时，喷射到玻璃管组件19和金属套筒16之间的环氧树脂就硬化。利用这种构造，在玻璃管组件19在金属套筒16内往复移动时，环氧树脂17就散布到玻璃管组件9和金属套筒16之间，从而把玻璃管组件19坚固地紧固(固定地连接)到金属套筒16内。

如上所述，根据发明，玻璃管组件19方便地紧固到金属套筒内。而且，不仅提高了平行光管的可靠性，而且减少了平行光管的制造时间，并且多个平行光管可同时生产，从而提高生产率。

尽管展示和描述了本发明的几个优选实施例，可以理解的是，本领域的普通技术人员在不离开本发明的原理和精神的情况下可对实施例进行修改，本发明的范围在权利要求和其等同替换中限定。

Claims (27)

1.一种通过把包括具有光纤的带有尾部光纤的透镜(pigtail)和与带有尾部光纤的透镜(pigtail)同轴布置的梯度指数(GRIN)透镜的玻璃管组件与管状的金属套筒连接在一起而制造平行光管的设备，其包括：

支撑件；

与支撑件相连接的套筒夹持件，其具有至少一个固定和支撑金属套筒的固定器；

设置在套筒夹持件上面的光纤夹具件，其夹紧玻璃管组件的光纤；及

提升单元，其提升和降低光纤夹具件以控制插入在金属套筒内的玻璃管组件沿金属套筒长度方向在第一方向和第二方向上移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中套筒夹持件包括：

形成有沿其长度方向凹陷的固定器的固定块；

可动块，其一端转动地连接到固定块的一端上，另一端可拆开地连接到固定块的另一端上以把金属套筒固定在固定器内。

3.根据权利要求2所述的设备，其还包括设置在可动块内的缓冲件以在固定器内缓冲和支撑金属套筒。

4.根据权利要求2所述的设备，其中固定块包括形成于其另一端上的狭缝，且可动块包括锁定销，在锁定销从狭缝中插入或释放时可动块选择性地锁定到固定块上或从固定块上释放。

5.根据权利要求4所述的设备，其中锁定销转动地连接到可动块的另一端上。

6.根据权利要求1所述的设备，其中光纤夹具件包括：

具有第一夹盘的固定托架；及

可动托架，其一端转动地连接到固定托架一端上，另一端可拆开地连接到固定托架的另一端上，且第二夹盘与固定托架的第一夹盘一起夹紧光纤。

7.根据权利要求6所述的设备，其中可动块包括可拆开地连接到固定块另一端上的磁体。

8.根据权利要求1所述的设备，其还包括：

光纤引导块，其与支撑件为一个整体并被支撑件支撑，并至少包括一个光纤穿过其的光纤穿过件，且设置在光纤夹具件下面。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述提升单元包括：

提升块，其与光纤夹具件连接在一起以与光纤夹具一起上下移动；

一对支撑块，其一端与提升块滑动地连接，另一端被支撑件支撑；

凸轮，其转动地设置于两支撑块之间及提升块61上面，并具有直径变化的不对称曲率，以根据其旋转以预定的高度提升和降低提升块；以及

连接件，其连接在凸轮上，被所述一对支撑块转动支撑，并具有暴露于支撑块外面的相对端。

10.根据权利要求9所述的设备，其还包括设置在光纤引导块和提升块之间的弹性件，其使提升块与光线引导块保持分开。

11.根据权利要求9所述的设备，其还包括连接到连接件上的手柄。

12.根据权利要求1所述的设备，其中所述提升单元还包括：

提升块，其与光纤夹具件连接在一起以与光纤夹具一起上下移动；

一对支撑块，其一端与提升块滑动地连接，另一端被支撑件支撑；

凸轮，其转动地设置于两支撑块之间及提升块61上面，并具有直径变化的不对称曲率，以根据其旋转以预定的高度提升和降低提升块；以及

连接件，其连接在凸轮上，被所述一对支撑块转动支撑，并具有暴露于支撑块外面的相对端。

13.根据权利要求12所述的设备，其还包括设置在光纤引导块和提升块之间的弹性件，其使提升块与光纤引导块保持分开。

14.根据权利要求12所述的设备，其还包括连接到连接件上的手柄。

15.根据权利要求1所述的设备，其中所述支撑件包括光纤的自由端缠绕于其上的卷绕件。

16.一种用于制造包括管和含有梯度指数(GRN)透镜，带有尾部光纤的透镜(pigtail)，以及从玻璃管伸出以插入到管中的光纤的玻璃管组件的平行光管的设备，其包括：

支撑件；

安装在支撑件上以固定和支撑管的套筒夹持件；

可动地安装在支撑件上的光纤夹具件，其支撑管组件的光纤，并沿管轴线的方向向套筒夹持件来回移动；及

安装在支撑件上的提升单元，其用来控制光纤夹具件沿相对于套筒夹持件的方向移动以使管组件设置在管内。

17.根据权利要求16所述的设备，其还包括安装在支撑件上的喷射器件，其设置在接近于套筒夹持件附近以把环氧树脂喷射到管组件和管之间的空隙内。

18.根据权利要求16所述的设备，其还包括在套筒夹持件和光纤夹具件之间安装在支撑件上的引导块，其具有引导孔以在光纤被光纤夹具件支撑和玻璃管单元插入到管中时，引导设置在玻璃管组件和光纤夹具件之间的一部分光纤。

19.根据权利要求16所述的设备，其中所述光纤夹具件设置在套筒夹持件和提升单元之间。

20.根据权利要求16所述的设备，其中所述提升单元包括：

提升块，其可动地安装在支撑件上以与光纤夹具件相连接；

安装在支撑件上的支撑块；

具有与提升块相接触的表面的凸轮；

把凸轮转动地连接到支撑块上的连接件。

21.根据权利要求20所述的设备，其中所述提升块在相应于凸轮转动的方向沿支撑件移动。

22.根据权利要求20所述的设备，其中所述提升块滑动地安装在支撑块上。

23.根据权利要求20所述的设备，其中所述提升单元包括：

连接在光纤引导块和提升块之间以使提升块保持间隔开一定的距离的弹性件。

24.根据权利要求20所述的设备，其中所述提升单元包括：

设置在提升块和支撑件之间的以相对于凸轮的表面推动提升块的弹性件。

25.根据权利要求16所述的设备，其中所述光纤夹具件包括：

滑动地安装在支撑件上的固定托架；和

可拆开地连接到固定托架上以固定玻璃管组件的光纤的可动托架。

26.根据权利要求25所述的设备，其中所述固定托架包括第一磁体，并且可动托架包括第二磁体，其在可动托架连接到固定托架上时与第一磁体对应设置以固定玻璃管组件的光纤。

27.根据权利要求26所述的设备，其中所述套筒夹持件包括安装在支撑件上的固定块，和可拆开地连接到固定块上的可动块，并且固定块和可动块分别具有磁体，所述磁体在可动块连接到固定块上时彼此相对应设置以固定管。

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