CN1540379A - 一种保偏连接器的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保偏光纤连接器的制作方法，先将定位面或者定位键与自身偏振方向非常吻合的标准保偏连接器插入专用保偏定位法兰盘一侧并卡紧，然后将待制作的保偏光纤连接器插入到该法兰盘的另一侧，两者直套部分定位固定，转动待制作的保偏连接器中的插针组件部分，即待制作保偏光纤慢轴相对标准保偏连接器慢轴转动，直到消光比计中读数最佳或达到要求时停止转动，再将转动部分插针组件与不可转动的直套部分固定起来，装配连接器其他散件，并最终抛磨加工完成保偏连接器一端的制作。保偏连接器的另一端的制作方法相同。

Description

一种保偏连接器的制作方法

技术领域

本发明涉及一种保偏光纤连接器的制作方法，属于光通讯技术领域。

背景技术

随着调制解调器以及拉曼放大器的应用，越来越多的地方需要保偏光纤连接器。保偏光纤连接器在应用中最主要的功能就是保持被连接光纤中光的偏振态。普通的保偏光纤通常可以让相互垂直的两种偏振光在其间传输，但是应用中往往只需要保留保偏光纤中的一种偏振状态(即获得较高的消光比)。

一般方法是在制作过程中采用CCD系统监测保偏光纤与连接器定位键或定位面的夹角，一般保证角度偏离＜±3°，从而间接保证消光比指标。

发明内容

本发明的目的是给出一种方法，可以从保偏连接器的结构和制作方法上直接控制消光比指标。该保偏连接器的制作工艺简单、易行、稳定、一致性好、消光比指标最佳。

本发明的技术方案：

本保偏光纤连接器的制作方法在于将待制作的保偏连接器之定位面或者定位键与偏振方向与自身定位面或者定位键非常吻合的标准保偏连接器的定位面或者定位键通过专用法兰盘连接对准、定位，标准保偏连接器的另一端连接光源，待制作的保偏连接器另一端接消光比计，相对于光纤轴线转动待制作的保偏连接器内部插针组件，即将待制作保偏光纤慢轴相对标准保偏连接器慢轴转动，直到消光比计中读数达到要求时停止转动，再将转动部分插针组件与不可转动的直套部分固定起来，装配连接器其他散件并抛磨加工即完成保偏连接器一端的制作。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，先将定位面或者定位键与偏振方向非常吻合的标准保偏连接器插入专用定位法兰盘一侧中并固定，然后将待制作的保偏光纤连接器一端插入到该法兰盘的另一侧，两者直套的定位面或定位键通过法兰盘之定位面或定位键槽固定相对位置，转动待制作的保偏连接器中的插针组件部分，直到消光比计中读数达到要求时停止转动，再将转动部分插针组件与不可转动的直套部分固定起来。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，待制作的保偏连接器包括插针主套、陶瓷插针组件及直套，陶瓷插针组件及与之连接的光缆穿过插针主套的内孔，并与插针主套组合在一起，插针主套与陶瓷插针组件的组合体前端的外圆柱插入直套的圆柱腔内，使三者组合成一体，外圆柱与圆柱腔有一定的间隙，使陶瓷插针组件与插针主套的组合件可以在这个圆柱腔内任意角度转动。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，陶瓷插针组件及与之连接的光缆穿过插针主套的内孔，通过陶瓷插针组件之金属尾柄的导向键槽与插针主套前端的导向键啮合在一起，直套内圆柱有固定并导向陶瓷插针体的定位轴环，在定位轴环的后端是圆柱腔，插针主套前端的外圆柱插入直套后端的圆柱腔内并有一定的间隙，使陶瓷插针组件与插针主套的组合件可以在这个圆柱腔内任意角度转动。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，插针组件与插针主套之间依靠插针主套前端导向键装置导向并限制两者之间相对转动。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，插针主套包括薄壁金属管和尾柄组成，薄壁金属管内前端带有向内突出的导向键，尾柄是中空厚壁圆柱，该尾柄中空部分可以允许光缆穿过，将尾柄前端的圆柱面压入薄壁金属管内腔圆柱内，由尾柄外表凸台限位，并形成过盈配合，同时将弹簧限制在由薄壁金属管内腔自前端导向键至尾柄前端面组成的封闭内腔里。弹簧作为插针受力保持及复位装置。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，薄壁金属管内前端带有向内突出的导向键，尾柄是中空厚壁圆柱，该尾柄中空部分可以允许光缆穿过，将尾柄前端的外圆柱面压入薄壁金属管内腔圆柱内，并形成过盈配合，由尾柄外表凸台限位，同时在薄壁金属管内前端导向键和尾柄前端面组成的封闭内腔里安装弹簧，将弹簧与插针主套组合成一体。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，插针主套薄壁金属管外圆柱上的纵向定位卡环110落入直套圆柱腔内的定位卡口105之中。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，直套内后端有一定位环状卡口，该卡口用来限制插针主套在直套内的轴向位置并与前端定位轴环同时作用使插针弹簧保持一定的张力。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，薄壁金属管外圆柱上的定位卡环在压接前进方向上是坡面，其反方向是直角面。定位卡环外园柱直径略大于直套内径，小于定位卡口的内径。

所述的保偏光纤连接器的制作方法，薄壁金属管外圆柱上的定位卡环轴向尺寸略小于直套内定位卡口的轴向尺寸。

本发明的优点：将保偏连接器的制作过程，从CCD间接控制消光比改变为消光比直接控制，并且在制作过程中待制作连接器相对标准连接器可以任意转动，从而可以根据客户的需求实现偏振轴与定位键或定位面在任意角度定位，只需要改变标准保偏连接器输出偏振轴与定位键或定位面的相对位置。利用此原理，只需对连接头结构(主要是插针主套和直套结构)稍作改变就可以用来制作任意形式的连接器，无论是FC，SC，还是ST，MU，LC型连接器。

附图说明

图1为连接过程中消光比的影响因素说明图；

图2、图3为保偏连接中偏振轴与连接键不同轴度对消光比的影响示意图；图2为输入端保偏连接器，图3为输出端保偏连接器；

图4为本发明保偏连接器制作过程系统示意图。图中待制作保偏连接头在制作过程中可以相对法兰盘作360°转动

图5为本发明所设计的直套结构图(FC型)，101为本发明直套，102为直套外键，103为直套内定位轴环，104为直套凸缘，105为定位卡环，01为直套内圆柱腔面；

图6为本发明插针主套分立元件结构示意图。108为金属管，109为金属管前端导向键，110为定位卡环，111为弹簧，112为尾柄，02为组合件金属管内腔定位面，03为尾柄外圆柱定位面，箭头表示组合方向；

图7、图8为本发明插针主套组合后结构图；

图9为本发明插针主套组合后结构图之局部图；

图10为插针组件和插针主套组件装配图；

图11为插针组件与直套压接后的组件图。101为直套，105为直套内定位卡口，108为插针主套金属管，110为金属管外纵向定位卡环，111为弹簧，112为插针主套尾柄，115为光缆，116为固化用胶处。

具体实施方式

本发明的工作原理说明：本发明在制作过程中先将定位面或者定位键和偏振方向非常吻合的标准保偏连接器插入特制的法兰盘中并卡紧。然后将待调整的保偏连接器也插入该法兰盘另一端，使两者直套依靠定位键或定位面与法兰盘对应的定位键或定位面相配合并相对固定起来。转动待制作的保偏连接器中的插针组件直到消光比计中读数最佳(一般在23dB以上)时停止转动，用胶或者其他方法将转动部分与不可转动的直套部分固定起来。装配连接器其他散件并抛磨加工即得到一只性能优越的保偏连接器。由于标准保偏连接器的偏振方向和定位面或者定位键的相对位置非常好，所以此时被制作的保偏连接器的指标主要取决于被制作保偏连接器与标准的吻合程度。

图1为连接过程中消光比的影响因素说明图。图中3代表要求的偏振态、4代表背景光。在保偏器件与保偏器件的连接过程中，连接后的消光比(ER)将由两个因素决定，输入器件的背景光之消光比和两器件之间偏振轴(一般为慢轴)吻合情况，所以连接后最终消光比ERfinal由下式决定：

${\mathrm{ER}}_{\mathrm{final}}=-10\log ({10}^{-{\mathrm{ER}}_0/10}+{10}^{-{\mathrm{ER}}_{\mathrm{con}}/10})$

两连接件之间慢轴的吻合情况可以用图2、图3来表示，(以下均以FC型保偏连接器为例)图2为输入端保偏连接器，图3为输出端保偏连接器。假定输入端保偏连接器光偏振轴51(慢轴方向)与连接键9之间没有偏差，非常吻合，而且连接两连接器的法兰盘两端键槽同轴度较高，则连接后输出端消光比完全取决于输出端保偏光纤偏振轴52(图上为慢轴)方向与连接器直套外键9方向之间的偏差T，此时：

               消光比＝ER≤-10log(tan²T))

图中1代表连接器的直套、6代表快轴、7代表纤芯、8代表应力区。因此保证被连接的两根保偏连接器有高的消光比指标，就需要两者偏振轴相对于各自的定位键或者定位面都有较高的同轴度或者说角度偏离角T足够小。

基于以上原理，本发明在实际保偏连接器(跳线)的制作过程中，选择一根慢轴与定位键或者定位面的方向吻合非常好的保偏连接器作为标准保偏连接器，如图4，10是光源，2是标准保偏连接器，将待制作保偏连接器1的一端1A的直套与标准保偏连接器2的直套共同连接在一个同轴精度非常高的专用保偏定位法兰盘11中(该法兰盘两端键槽同轴度精度不低于3度)，旋转待制作保偏连接器1A中的插针主套和插针组件组合体(见图10)，使保偏光纤115相对于自身直套101转动，这个过程相当于待制作保偏光纤慢轴相对输入端保偏连接器慢轴转动，当消光比计12中消光比指标达到要求时(即输入输出两保偏光纤慢轴基本吻合时)，停止转动并将待制作保偏连接器的陶瓷插针113与自身的直套101相对位置固定起来(使用胶接或者其它方法固定)，防止相对转动继续。至此，待制作保偏连接器的一端1A即基本制作完毕，将待制作保偏连接器的另一端1B插入到与标准保偏连接器相连的法兰，重复上述过程完成第二端制作，则一根完成的高指标的保偏保偏连接器即制作成功。

以下以FC型保偏连接器为例对于本发明的具体应用进一步说明，其它类型如SC、MU、LC等保偏连接器与FC型保偏连接器在结构上的区别仅在于直套结构和插针主套结构针对不同类型连接器有不同的变化，但是都是为了适应实时监控调节之目的来制作的，都适应本发明这个方法。

传统FC型连接器直套，其直套外键与法兰盘键槽相连防止连接器相对法兰转动，内键与插针组件尾柄键槽相配合则防止插针相对直套转动，同时保证插针沿着轴向可以作直线滑动。直套内外键要保证很高的相对位置精度是比较难的，而且成本较高。

本发明工艺路线如下：

第一步插针主套的制作：图6为本发明插针主套分立元件结构示意图；图7、图8为本发明插针主套组合后结构图。它包括金属件一108、弹簧111和金属件二112三部分组合成插针主套107。108为金属管，109为金属管前端导向键，110为纵向定位卡环，它不影响转动。02为组合件金属管内腔定位面；111为弹簧；112为尾柄，03为尾柄外圆柱定位面，箭头表示组合方向。

如图6所示：108是薄壁金属管，其前端带有两导向键109，外圆柱上有称为定位卡环110的凸缘，该金属管前端导向键向径向内突出使得其内径尺寸小于弹簧外径尺寸，从而可以阻挡弹簧从该方向滑出，该圆柱面外径小于直套101内圆柱面01直径；弹簧长度根据连接器压力要求设计，外径小于金属管108内径；金属件二是插针主套尾柄112，为中空的厚壁圆柱，中间有限位凸台100，该尾柄中空部分可以允许光缆穿过，112凸台左端厚壁圆柱外圆03尺寸略小于金属件一内腔02尺寸；这三部分由如下工艺进行组合：如图6，先将弹簧插入薄壁金属管108内腔02中，将金属件二插针主套尾柄112圆柱面03压入金属件一108的内腔圆柱面02，由限位凸台100限位，并形成过盈配合，同时将弹簧限制在由金属管前端导向键109和插针主套尾柄112圆柱端面组成的封闭内腔里。本发明插针主套由上述三部分组成，是制作保偏连接器过程中保证陶瓷插针导向功能和旋转调节功能的主体；同时本发明中尾柄112在保证03圆柱面与108金属管02内圆柱面过盈接口的同时，可以采用不同尾部结构，以便可以与不同型号的光缆(如Φ3，Φ2，09缆)的连接器散件(如固定漏斗、夹定环、尾套)接口，此时只需要更换不同尾部结构的尾柄，而不需要改变金属管108和弹簧。

第二步：插针主套与陶瓷插针组件的组合：如图10，将已经粘接好光缆115的陶瓷插针组件的光缆115穿过插针主套组合件107的弹簧111内孔和插针主套尾柄112内孔，并通过插针体113外金属尾柄114的导向槽与插针主套组合件107前端导向键109啮合在一起。该键可以防止陶瓷插针113相对插针主套组合件107转动。

第三步将插针主套与陶瓷插针组件的组合压入到直套101中去：如图11，先将耦合螺母套在插针主套上，陶瓷插针组件与插针主套组合件通过挤压工艺压入直套101圆柱腔，压接时插针主套107外圆柱上的定位卡环110在压接前进方向上是坡面110P(见图9本发明插针主套组合后结构图之局部图)，虽然定位卡环110外圆柱直径略为大于直套内圆柱腔直径，但在挤压过程中圆柱腔允许发生一定的弹性变形，在压力作用下，定位卡环110挤入圆柱腔并落入直套圆柱腔内的定位卡口105之中。由于定位卡环110与直套圆柱腔是过盈配合且定位卡环110的前侧为坡面110P，其反方向是直角面110Z，因此整个插针主套和插针组件的组合件将不再能够从直套中退出(见图11)，同时组合件之压入部分108外圆柱直径小于直套101内圆柱内直径01，101内圆柱定位轴环103部分起固定并导向陶瓷插针体113的作用，在定位轴环103的右边是圆柱腔01(见图5)，陶瓷插针组件与插针主套组成的组合件(如图10)可以在这个圆柱腔01内任意角度转动，从而插针主套依靠套筒前端导向键109与插针组件尾柄114上键槽的配合既可以带动插针113相对直套101转动，同时又保证插针113在受力后可以允许存在沿轴向的滑动，滑动距离由弹簧的变形大小加以限制(图10)。本发明中直套101内部结构是带定位卡口的直圆柱内腔，见图5中105。保证了插针和插针主套组合体在直套内既能够自如旋转又可以保证轴向定位，保持一定的弹簧张力。图中102为直套外键，用于与法兰盘的定位。103为直套内定位轴环，104为直套凸缘，01为直套内圆柱腔面；

第四步对上述组合件之陶瓷插针进行外壳件组装并进行简单抛磨以达到一定的连接要求，成为初步加工的保偏连接器。

第五步将初步加工的保偏连接器插入到特制或者精选出来的法兰盘中，该法兰盘另一端是已经连接好光源的专用保偏连接器，利用专用调节夹具旋转初步加工的保偏连接器的插针主套尾柄112，带动与插针主套前端导向键109相连的插针组件金属尾柄114导向键槽，使插针113相对直套101转动。当消光比计达到一定之后，停止转动，并用固化胶固化(或者其它方法)插针主套与直套的相对位置。点胶位置如图11中116处。

第六步最终抛磨陶瓷插针，使各项连接指标达到要求，进行测试，则保偏连接器的一端即制作完毕。保偏连接器的另一端的制作方法相同。

本发明的另外一种实施例是当插针主套薄壁金属管外圆柱上无纵向定位卡环110，直套圆柱腔内无定位卡口105时，在直套内部后端加工螺纹，在插针主套外端加工外螺纹并将插针主套旋入直套内也可以实现。

综上所述，本发明的核心是将待制作的保偏连接器与定位面或者定位键与偏振方向非常吻合的标准保偏连接器的一个端面对准，两者外壳定位，标准保偏连接器的另一端设光源，待制作的保偏连接器另一端接消光比计，绕轴线转动待制作的保偏连接器的插针组件部分，使消光比读数最佳的方法制作保偏光纤连接器。因此，无论具体采用什么方式或结构实现或由于保偏连接器的类型不同而带来的具体结构的不同都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于将待制作的保偏连接器之定位面或者定位键与偏振方向与自身定位面或者定位键非常吻合的标准保偏连接器的定位面或者定位键通过专用法兰盘连接对准、定位，标准保偏连接器的另一端连接光源，待制作的保偏连接器另一端接消光比计，相对于光纤轴线转动待制作的保偏连接器内部插针组件，即将待制作保偏光纤慢轴相对标准保偏连接器慢轴转动，直到消光比计中读数达到要求时停止转动，再将转动部分插针组件与不可转动的直套部分固定起来，装配连接器其他散件并抛磨加工即完成保偏连接器一端的制作。

2.根据权利要求1所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于先将定位面或者定位键与偏振方向非常吻合的标准保偏连接器插入专用定位法兰盘一侧中并固定，然后将待制作的保偏光纤连接器一端插入到该法兰盘的另一侧，两者直套的定位面或定位键通过法兰盘之定位面或定位键槽固定相对位置，转动待制作的保偏连接器中的插针组件部分，直到消光比计中读数达到要求时停止转动，再将转动部分插针组件与不可转动的直套部分固定起来。

3.根据权利要求1或2所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于待制作的保偏连接器包括插针主套、陶瓷插针组件及直套，陶瓷插针组件及与之连接的光缆穿过插针主套的内孔，并与插针主套组合在一起，插针主套与陶瓷插针组件的组合体前端的外圆柱插入直套的圆柱腔内，使三者组合成一体，外圆柱与圆柱腔有一定的间隙，使陶瓷插针组件与插针主套的组合件可以在这个圆柱腔内任意角度转动。

4.根据权利要求3所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于陶瓷插针组件及与之连接的光缆穿过插针主套的内孔，通过陶瓷插针组件之金属尾柄的导向键槽与插针主套前端的导向键啮合在一起，直套内圆柱有固定并导向陶瓷插针体的定位轴环，在定位轴环的后端是圆柱腔，插针主套前端的外圆柱插入直套后端的圆柱腔内并有一定的间隙，使陶瓷插针组件与插针主套的组合件可以在这个圆柱腔内任意角度转动。

5.根据权利要求3所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于插针组件与插针主套之间依靠插针主套前端导向键装置导向并限制两者之间相对转动。

6.根据权利要求3所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于插针主套包括薄壁金属管和尾柄组成，薄壁金属管内前端带有向内突出的导向键，尾柄是中空厚壁圆柱，该尾柄中空部分可以允许光缆穿过，将尾柄前端的圆柱面压入薄壁金属管内腔圆柱内，由尾柄外表凸台限位，并形成过盈配合，同时将弹簧限制在由薄壁金属管内腔自前端导向键至尾柄前端面组成的封闭内腔里。

7.根据权利要求6所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于薄壁金属管内前端带有向内突出的导向键，尾柄是中空厚壁圆柱，该尾柄中空部分可以允许光缆穿过，将尾柄前端的外圆柱面压入薄壁金属管内腔圆柱内，并形成过盈配合，由尾柄外表凸台限位，同时在薄壁金属管内前端导向键和尾柄前端面组成的封闭内腔里安装有作为插针受力保持及复位的弹簧。

8.根据权利要求6或7所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于插针主套薄壁金属管外圆柱上的纵向定位卡环(110)落入直套圆柱腔内的定位卡口(105)之中，该卡口用来限制插针主套在直套内的轴向位置并与前端定位轴环同时作用使插针弹簧保持一定的张力。

9.根据权利要求8所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于薄壁金属管外圆柱上的定位卡环在压接前进方向上是坡面，其反方向是直角面。

10.根据权利要求8所述的保偏光纤连接器的制作方法，其特征在于薄壁金属管外圆柱上的定位卡环轴向尺寸略小于直套内定位卡口的轴向尺寸。

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