CN203396978U - 一种金属化光纤准直器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种金属化光纤准直器，包括光纤套管（11）、透镜（12）、毛细管（13），所述透镜（12）、毛细管（13）设置于光纤套管（11）内，所述毛细管（13）里固定有光纤（14），光纤（14）同透镜（12）对应耦合，光纤（14）露出光纤套管(11)且其上设置有经金属化处理形成金属化膜层的金属化光纤区域（15），光纤（14）同光纤套管（11）交界处填充有环氧树脂（16）；本实用新型的金属化光纤准直器具有较高光器件封装的可靠性，并且其金属化部分的光纤在焊接及外力作用下不会轻易折断。

Description

一种金属化光纤准直器

技术领域

本实用新型涉及一种光纤准直器，特别是涉及一种金属化光纤准直器，本实用新型属于通信领域。

背景技术

光纤准直器是光无源器件中的一个重要的组件，在光通信系统中有着非常普遍的应用，具有低插入损耗，高回波损耗，高可靠性，小光束发散角，体积小和重量轻等特点。可将光纤端面出射的发散光束变换为平行光束，或者将平行光束汇聚并高效率耦合入光纤，是制作各种光学器件的基础器件，广泛用于光束准直，光束耦合，光隔离器，光衰减器，光开光，环行器等。

现有的光纤准直器一般没有进行金属化处理，只是一个简单的光学元件，在器件中，光纤准直器端口一般通过环氧胶进行简单填充封闭处理。对于更高要求的器件，例如泵浦光源、波长锁定器及高频光电器件，器件内部的芯片及精密元件必须保持长期稳定性能，需要气氛保护或真空环境。而环氧胶填充的方式不能达到密封作用，往往容易老化变质，进而使气密性得不到保证，器件的长期可靠性受损。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的问题，提供一种可以进行金属气密封装的光纤准直器。

本实用新型采用了如下技术方案：

一种金属化光纤准直器，包括光纤套管、透镜、毛细管，所述透镜、毛细管设置于光纤套管内，所述毛细管里固定有光纤，光纤同透镜对应耦合，光纤露出光纤套管且其上设置有经金属化处理形成金属化膜层的金属化光纤区域, 光纤同光纤套管交界处填充有环氧树脂，。

所述金属化膜层采用化学方法进行镀膜而成，膜层由3-5μm的镍层和0.1-0.2μm的金层组成。

所述透镜具有插入光纤套管内孔的圆柱部和末端的透镜球面，该透镜的光轴位于与光纤套管外围的中心偏心的位置；

所述金属化光纤区域与光纤涂覆层之间的过渡区点有环氧胶。

所述金属化光纤区域上设置有外套管,所述金属化光纤区域密封焊接于外套管内部。

所述外套管采用镀金可伐套管，镀金可伐套管两端设置有环氧胶保护处理。

本实用新型取得了以下技术效果：

本实用新型采用事先在准直器指定部位进行金属化处理，将气密封装需求与光学元件结合在一起，通过金属化气密封装，使器件达到密封效果。本实用新型的金属化光纤准直器应用在光器件气密封装后具有较高的可靠性，并且其金属化部分的光纤在焊接及外力作用下不会轻易折断。

附图说明

图1 本实用新型金属化光纤准直器第一种结构示意图；

图2 本实用新型金属化光纤准直器第二种结构示意图；

图3 本实用新型金属化光纤结构示意图；

其中：

11：光纤套管；                 12：透镜；

13：毛细管；                   14：光纤；

15：金属化光纤区域；           16：环氧树脂；

17：外套管；

18：环氧胶；

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种带密封功能的光纤准直器元件，可用于需要密封的高端光电器件。本实用新型金属化光纤准直器是一种将光纤金属化技术和准直器制作技术结合在一起的带密封功能的元件产品。

如图1所示，本实用新型金属化光纤准直器包括光纤套管11、透镜12、毛细管13，透镜12、毛细管13设置于光纤套管11内，毛细管13里固定有光纤14，光纤14同透镜12对应耦合，透镜12局部呈球面，光纤14同光纤套管11交界处填充有环氧树脂16，光纤14露出光纤套管11的光纤部位上设置有经金属化处理形成金属化膜层的金属化光纤区域15，采用化学处理方法在光纤上镀3-5μm的镍和0.1-0.2μm的金，镀金位置和长度根据器件要求可以随意调整，例如一款波长锁定器要求镀金长度9mm，光纤尾部预留16mm，并保留末端光纤涂覆层，以便进行准直器的组装。

本实用新型中的光纤套管11具有与其外围同心的内孔；透镜12具有插入上述光纤套管内孔的圆柱部和未端的透镜球面，该透镜的光轴位于与上述光纤套管外围的中心偏心的位置；毛细管13具有插入上述光纤套管内孔的圆柱，具有和与上述光纤套管的外圆周中心轴偏心的内孔，其内孔直径略大于光纤直径；经金属化处理的光纤，具有根据需要在指定位置、指定长度的光纤金属化部分，光纤同透镜相对应耦合的端面设置有斜面，其斜面部分对准局部呈球面的透镜。

本实用新型金属化光纤准直器为了保护经金属化处理的光纤部分，采用以下两种方案：第一种方式如图3所示，光纤14上的金属化光纤区域15中的镀金段裸纤与光纤涂覆层之间的过渡区点环氧胶18，采用环氧胶的方式可以保证光纤不会轻易折断，即在光纤涂覆层剥除后，在去除光纤涂覆层光纤同未去除光纤覆层光纤的过渡区点适量的环氧胶起应力保护作用，然后对金属化光纤区域15进行金属化镀膜，最后将光纤14焊接在光纤套管11上。第二种方式如图2所示，采用在光纤14的金属化光纤区域15外侧焊接外套管17，外套管17可以采用镀金可伐套管的方式进行保护镀金光纤，即将光纤的金属化光纤区域部分穿入镀金可伐套管内，将金属化光纤焊接在镀金可伐管内，焊料可采用金锡材料或其它焊料，镀金可伐套管两端用环氧树脂胶保护处理。然后再进行准直器的制作，最后二次焊接可采用锡铅或其它焊料将准直器焊接在光纤套管上。

通过选择性金属化可以保留末端涂覆层，对组装准直器不会有任何影响。采用选择性金属化方法，可按需要保留末端涂覆层，并不会对保留涂覆层有任何破坏性的损伤。

本实用新型金属化光纤准直器的制作过程具体如下：

步骤1：光纤预处理：首先将指定位置和长度的光纤涂覆层剥除，用无尘擦拭纸反复擦拭。如果按照图1结构执行，需在涂覆层剥除切口两端过渡区域点适量环氧胶18，如图3所示。先将环氧胶调配好，搅拌均匀，然后在显微镜下用光纤点胶棒挑取少量环氧胶与涂覆层切口处，切勿将胶污染光纤，并保持点胶处呈锥形平滑过渡，最后放入烘箱80℃固化1小时。如果按照图2结构的金属化光纤区域保护处理的第二种方式执行，可不用点环氧胶。

步骤2：光纤金属化：采用化学方法在已剥除涂覆层的裸纤位置选择性的镀3-5μm的镍和0.1-0.2μm的金，并保留长度适当的末端涂覆层，按照准直器要求的长度增加20%-50%，避免装配过程损耗。

步骤3：套管焊接：若按照图2结构的金属化光纤区域保护处理的第二种方式执行，先将镀金光纤穿入镀金可伐套管，镀金部分须伸出焊接点1-2mm，以免伤及涂覆层，但不要超出镀金可伐管口。穿入金锡或其它焊料的焊环，同时加入适量柱焊剂，进行加热操作，使焊料完全融化后开始冷却。然后在镀金可伐套管两端填充适量环氧胶保护光纤，防止外力弯曲折断光纤。

步骤4：准直器制作：包括调胶、粘接球透镜与光纤套管、光纤端面处理、光纤穿入毛细管、固化几个步骤，具体如下：

调胶：将环氧胶按比例进行调配，并搅拌均匀；

粘接球透镜与光纤套管：首先用酒精或异丙醇将套管和球透镜清洗干净，在透镜圆柱部分外侧和套管内侧同时凃适量环氧胶，胶层必须均匀，切勿将胶粘到透镜斜面。然后按要求将透镜推入光纤套管，存放待用；

光纤端面处理：用切割刀将光纤末端端面按要求切好；

将光纤穿入毛细管：在毛细管外均匀地涂一层环氧胶，然后将毛细管推入套管，同时在尾部填充胶密封；

固化：将装配好的准直器放入烘箱60℃烘烤两个小时，最后取出按规范放置待用。

虽然本实用新型已经详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本实用新型的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将纳入本实用新型的权利要求所要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种金属化光纤准直器，包括光纤套管（11）、透镜（12）、毛细管（13），其特征在于：所述透镜（12）、毛细管（13）设置于光纤套管（11）内，所述毛细管（13）里固定有光纤（14），光纤（14）同透镜（12）对应耦合，光纤（14）露出光纤套管（11）且其上设置有经金属化处理形成金属化膜层的金属化光纤区域（15）, 光纤（14）同光纤套管（11）交界处填充有环氧树脂（16）。

2.如权利要求1所述的一种金属化光纤准直器，其特征在于：所述金属化膜层采用化学方法进行镀膜而成，膜层由3-5μm的镍层和0.1-0.2μm的金层组成。

3.如权利要求1所述的一种金属化光纤准直器，其特征在于：所述透镜（12）具有插入光纤套管（11）内孔的圆柱部和末端的透镜球面，该透镜（12）的光轴位于与光纤套管（11）外围的中心偏心的位置。

4.如权利要求1所述的一种金属化光纤准直器，其特征在于：所述金属化光纤区域（15）与光纤（14）涂覆层之间的过渡区点有环氧胶（18）。

5.如权利要求1所述的一种金属化光纤准直器，其特征在于：所述金属化光纤区域（15）上设置有外套管（17），所述金属化光纤区域（15）密封焊接于外套管（17）内部。

6.如权利要求5所述的一种金属化光纤准直器，其特征在于：所述外套管（17）采用镀金可伐套管，镀金可伐套管两端设置有环氧胶保护处理。

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