CN217156863U - 一种胶合光纤准直器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤准直器技术领域，尤其涉及一种胶合光纤准直器，包括带有无芯光纤的可发散降低光功率密度的光纤插针组件、短截距的准直透镜、开孔外玻璃管以及堵孔胶水，光纤插针组件的光发散端伸入开孔外玻璃管内，两者间接触部分通过固化胶水进行固定；准直透镜的光接收端伸入开孔外玻璃管内，两者间接触部分通过固化胶水进行固定；固定后的准直透镜与光纤插针组件之间形成空隙部；开孔外玻璃管在与空隙部对应处设有泄露孔，以使胶水挥发物泄漏排出；堵孔胶水用于在胶水挥发物泄漏排出后封闭开孔外玻璃管。本实用新型可有效解决胶水挥发物影响光器件使用寿命的问题，适用于光纤准直器、波分复用器件、反射件等工艺应用，长期使用可靠性好。

Description

一种胶合光纤准直器

技术领域

本实用新型涉及光纤准直器技术领域，尤其涉及一种胶合光纤准直器。

背景技术

随着5G时代的到来，光纤通信发展迅猛，各种光学器件的需求与日俱增。其中，光纤准直器作为无源光器件的基础，广泛应用于光隔离器、光波分复用器、光开关等器件中，其性能优劣直接决定着整个无源器件乃至整个光传输链路的工作状况。目前，封装无源器件时大量采用胶水粘接，而胶水在固化过程产生反应同时伴随着挥发气体产生，气体分子在器件中漂浮一段时间后，容易附着到光学器件的通光面上，造成光器件指标劣化。特别是对于光纤准直器，由于纤芯通光端面处的空气缝隙狭小且密闭，更容易出现分子附着指标劣化的情况，严重制约着光器件的使用寿命。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于克服现有技术中胶水的挥发气体容易附着到光学器件的通光面上，造成光器件指标劣化的缺陷，设计一种胶合光纤准直器，在空气隙上方玻璃管采用直接开孔方式，也即使用开孔外玻璃管，使耦合固化胶水过程中，挥发物可通过开孔泄漏出去，待耦合固化完毕后，再用胶水堵上孔洞，避免长期使用过程中外界水汽、灰尘等进入间隙影响光路。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种胶合光纤准直器，包括带有无芯光纤的可发散降低光功率密度的光纤插针组件、短截距的准直透镜、开孔外玻璃管以及堵孔胶水，具体的：

所述光纤插针组件的光发散端从所述开孔外玻璃管的第一端伸入所述开孔外玻璃管内，且两者间接触部分通过固化胶水进行固定；

所述准直透镜的光接收端从所述开孔外玻璃管的第二端伸入所述开孔外玻璃管内，且两者间接触部分通过固化胶水进行固定；固定后的所述准直透镜与所述光纤插针组件之间形成空隙部；

所述开孔外玻璃管在与所述空隙部对应处设有泄露孔，以使胶水挥发物泄漏排出；

所述堵孔胶水设置在所述开孔外玻璃管的泄露孔处，用于在胶水挥发物泄漏排出后封闭所述开孔外玻璃管。

进一步的，所述光纤插针组件包括第一光纤、第二光纤以及毛细玻璃管，其中，所述毛细玻璃管内部设有通孔，所述第一光纤与所述第二光纤熔接后通过所述通孔穿入所述毛细玻璃管内，所述毛细玻璃管的通孔内还灌有所述固化胶水以进行固定。

进一步的，所述第一光纤包括裸光纤，用于传输光信号的输入与输出；所述第二光纤包括介质折射率均一的无芯光纤，用于传输光信号的端面光斑发散；所述第一光纤的一部分穿入所述毛细玻璃管内，另一部分处于所述毛细玻璃管外，所述第二光纤处于所述毛细玻璃管内且位于所述光纤插针组件的光发散端。

进一步的，所述准直透镜包括短截距G透镜以及短长度C透镜中的一种或多种。

进一步的，所述毛细玻璃管在与所述第一光纤相交的一端设有保护尾胶，以保护所述第一光纤。

进一步的，所述通孔包括锥孔部分与直孔部分，所述锥孔部分设置在所述毛细玻璃管与所述第一光纤相交的一端，所述直孔部分设置在所述锥孔部分到所述第二光纤所处端面之间的位置。

进一步的，所述毛细玻璃管包括单芯结构、双芯结构以及多芯结构中的一种或多种。

进一步的，所述光纤插针组件的光发散端为斜面，所述准直透镜的光接收端为斜面，且两者斜面平齐对应。

进一步的，所述开孔外玻璃管的泄露孔的形式包括孔以及槽中的一种或多种，所述泄露孔的位置包括在单侧开孔或双侧开孔，所述泄露孔的数量包括至少一个。

进一步的，还包括普通外玻璃管，所述普通外玻璃管设置在所述光纤插针组件上且与所述开孔外玻璃管间隔开。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：提出了一种特殊结构的胶合光纤准直器，采用空隙部上方玻璃管直接开孔的方式，使固化胶水时挥发物可泄漏出去，避免胶水的挥发气体影响光器件指标的缺陷。另外，还在耦合固化完毕后用胶水堵上孔洞，防止长期使用时外界水汽、灰尘等进入影响光器件。另一方面，本实用新型还通过在普通光纤输出端熔接无芯光纤来降低端面光功率密度，匹配短截距G透镜或者短长度C透镜，增大端面空隙部大小，降低胶水挥发物浓度，进一步减小胶水挥发物对光器件的影响。本实用新型的光纤准直器可有效解决胶挥发物影响光器件使用寿命的问题，适用于光纤准直器、波分复用器件、反射件等工艺应用，长期使用可靠性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型本实施例提供的一种胶合光纤准直器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的光纤插针组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的开孔外玻璃管截面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种实施方式的胶合光纤准直器的结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例1提供一种胶合光纤准直器，包括带有无芯光纤的可发散降低光功率密度的光纤插针组件1、短截距的准直透镜2以及开孔外玻璃管3，具体的：所述光纤插针组件1的光发散端从所述开孔外玻璃管3的第一端(图中左端)伸入所述开孔外玻璃管3内，且两者间接触部分通过固化胶水4进行固定；所述准直透镜2的光接收端从所述开孔外玻璃管3的第二端(图中右端)伸入所述开孔外玻璃管3内，且两者间接触部分通过固化胶水4进行固定；固定后的所述准直透镜2与所述光纤插针组件1之间形成空隙部5；所述开孔外玻璃管3在与所述空隙部5对应处设有泄露孔301(参考图1、图3)，以使胶水挥发物泄漏排出。在本优选实施例中，图1的光纤插针组件1的左端为传输光信号的输入端，右端为传输光信号的输出端(也即上述的光发散端)，所述光纤插针组件1的光发散端为斜面；准直透镜2的左端为上述的光接收端，右端为准直后的光输出端，所述准直透镜2的光接收端为斜面，且光纤插针组件1的光发散端与准直透镜2的光接收端这两者的斜面平齐对应。以上关于左右位置的描述只是基于图1所描述，而并非对本实用新型的限制。

参考图1，在本优选实施例中，还包括堵孔胶水6，所述堵孔胶水6设置在所述开孔外玻璃管3的泄露孔301处，用于在胶水挥发物泄漏排出后封闭所述开孔外玻璃管3。本实施例中的堵孔胶水6选用环氧类胶水，本实施例在耦合固化胶水4时，挥发物可通过开孔或开槽泄漏出去，待耦合固化完毕后，再用堵孔胶水6堵上孔洞，防止长期使用时外界水汽、灰尘等进入间隙影响光路。

如图2所示，在本优选实施例中，所述光纤插针组件1包括第一光纤101、第二光纤102以及毛细玻璃管103，其中，所述毛细玻璃管103内部设有通孔104，所述第一光纤101与所述第二光纤102熔接后通过所述通孔104穿入所述毛细玻璃管103内，所述毛细玻璃管103的通孔104内还灌有所述固化胶水4以进行固定。

具体的，在本优选实施例中，所述第一光纤101包括裸光纤，用于传输光信号的输入与输出；所述第二光纤102包括介质折射率均一的无芯光纤，用于传输光信号的端面光斑发散；所述第一光纤101的一部分穿入所述毛细玻璃管103内，另一部分处于所述毛细玻璃管103外，所述第二光纤102处于所述毛细玻璃管103内且位于所述光纤插针组件1的光发散端。其中，所述第一光纤101的裸光纤为普通裸光纤，一般是常规带涂覆层的单模光纤，也可以是普通多模光纤。所述第二光纤102的无芯光纤一般是一种没有纤芯的光纤，只具有包层和涂覆层，且包层介质折射率均一，除此之外，第二光纤102也还可以是纤芯直径大到快接近包层直径的特种多模光纤，同样需要纤芯介质折射率均一，以便用于传输光信号的端面光斑发散，也即在图1的光纤插针组件1的右端形成光发散端，使得通光端面光功率密度下降。

在本优选实施例中，所述固化胶水4是一种环氧类胶水，起到粘接固化以及保护光纤的作用。

在本优选实施例中，所述毛细玻璃管103是一种外径固定，内径从锥孔到直孔的玻璃管，具体的，所述毛细玻璃管103的通孔104包括锥孔部分与直孔部分，所述锥孔部分设置在所述毛细玻璃管103与所述第一光纤101相交的一端，所述直孔部分设置在所述锥孔部分到所述第二光纤102所处端面之间的位置。本实施例的毛细玻璃管103用于穿入剥除一部分涂覆层的单模光纤(第一光纤101)与无芯光纤(第二光纤102)的熔接体，起到平直及固定作用，所述毛细玻璃管103可以是单芯、双芯或者多芯结构中的任意一种。

参考图1、图2，在本优选实施例中，所述毛细玻璃管103在与所述第一光纤101相交的一端还设有保护尾胶105，以保护所述第一光纤101。具体的，所述保护尾胶105是一种软硅胶，点在所述毛细玻璃管103锥孔尾端起到保护作用，防止剥除涂覆层的裸光纤被外界应力折断。

在本优选实施例中，所述准直透镜2包括短截距G透镜以及短长度C透镜中的一种或多种。本实施例的准直透镜2所选用的G透镜或C透镜的截距和长度通常会较正常透镜稍短，用于对传输光束的整形，并在耦合后获得较大的空气隙；这样一来，本实施例先是采用在单模光纤(第一光纤101)输出端熔接一段特定长度、折射率均一的无芯光纤(第二光纤102)，使得通光端面光功率密度下降，然后又匹配短截距G透镜或短长度C透镜，从而增大端面处空隙部5大小，有效降低胶水挥发物浓度，有效减小胶水挥发物对光器件的影响。

参考图1、图3，在本优选实施例中，所述开孔外玻璃管3的泄露孔301的形式包括孔以及槽中的一种或多种，所述泄露孔301的位置包括在单侧开孔、槽或双侧开孔、槽，所述泄露孔301的数量包括至少一个。具体的，本实施例的开孔外玻璃管3是一种外径和内径都固定的直筒玻璃管壳，用于封装耦合毛细玻璃管103和准直透镜2，并使胶水挥发物泄漏排出。其中，开孔外玻璃管3的中间或者任意位置有开孔，或者外玻璃管壳一端开始有开槽，开孔或开槽的数量、长度、直径任意，可以是一个或者多个，可以贯穿两侧外玻璃管，也可以只在单侧外玻璃管壁开孔或开槽，只需最后胶合光纤准直器安装完毕时，开孔或开槽能与空隙部5相通，以便胶水挥发物泄漏排出即可。

以上为对本优选实施例结构的详细描述，下面通过本实施例的胶合光纤准直器的具体制作过程来对本实施例进行进一步的描述。

参考图1、图2、图3，在具体制作时，先将普通裸光纤(第一光纤101)，剥离一段涂覆层后用酒精擦拭干净，与同样剥离涂覆层的无芯光纤(第二光纤102)在光纤熔接机中进行熔接，之后穿入吸有固化胶水4的毛细玻璃管103中，(注意普通裸光纤去除涂覆层后切割时，需计算好切割长度，以免切割长度过长致使熔接的无芯光纤穿出毛细玻璃管103外面)，然后根据固化胶水4的固化条件使胶水固化，之后在毛细玻璃管103尾部点上保护尾胶105；待保护尾胶105干好后将整个组件进行温循老化；完毕后取出装夹，研磨到指定无芯长度后进行镀膜，制成光纤插针组件1以做备用。其中，无芯光纤(第二光纤102)长度以及准直透镜2的截距长度由ZEMAX仿真软件仿真设计得出。

在光纤插针组件1制成后，将开孔外玻璃管3清洗干净，放到专用夹具上，然后放入准直透镜2，调整夹具伸出长度，使得准直透镜2后端面在开孔外玻璃管3的泄露孔301处，以便空隙部5能对准泄露孔301；然后点固化胶水4固化粘接准直透镜2与开孔外玻璃管3；将上述光纤插针组件1用酒精擦拭干净，也装入开孔外玻璃管3中，装入过程需注意光纤插针组件1斜面与准直透镜2斜面平齐对应，之后开始在耦合平台上调试光纤插针组件1与准直透镜2的空隙部5，待插损、回损等指标调试合格后，同样点固化胶水4固化粘接光纤插针组件1和开孔外玻璃管3。由于空隙部5处有泄露孔301，固化过程中胶水的挥发物可以通过泄露孔301泄漏出去，避免存留在空隙部5中，且因准直透镜2的截距或长度进行过改短，因此耦合出来的空隙部5较大，即使有少部分气体分子残留，其挥发物浓度也较低，从而可避免长时间使用时气体分子吸附污染通光面。

完成上述工序后，采用堵孔胶水6对开孔外玻璃管3进行封孔，堵住泄露孔301，防止长期使用时外界的灰尘、水汽等进行空气隙影响光路指标，最后再次进行温循老化以及测试等，即可完成本实用新型所设计的特殊结构胶合式光纤准直器的制作。

如图4所示，在本实施例的另一种实施方式中，还可以在熔接无芯光纤并制作完成光纤插针组件1后，在光纤插针组件1上粘接一个普通外玻璃管7，所述普通外玻璃管7设置在所述光纤插针组件1上且与所述开孔外玻璃管3间隔开，该普通外玻璃管7不需要将光纤插针组件1的侧身全部包围，只需要包围远离光发散端的部分即可，然后采用尺寸较小的开孔外玻璃管3来耦合桥接固定光纤插针组件1与准直透镜2，固化时空隙部5中的胶水挥发物同样从开孔逸出，最后同样用堵孔胶水6进行堵孔，从而有效地解决胶挥发物影响通光面的问题，大大延长光器件的使用寿命。该结构可以用于波分复用器件、反射件等制作上，且这种方式相较于如图1所示的外玻璃管全包围模式可以有效减小胶水、玻璃管材料的使用，节约成本且进一步降低胶水挥发物浓度。

综上所述，本实用新型采用空隙部上方玻璃管直接开孔的方式，使固化胶水时挥发物可泄漏出去，避免胶水的挥发气体影响光器件指标的缺陷。另外，还在耦合固化完毕后用胶水堵上孔洞，防止长期使用时外界水汽、灰尘等进入影响光器件。另一方面，本实用新型还通过在普通光纤输出端熔接无芯光纤来降低端面光功率密度，匹配短截距G透镜或者短长度C透镜，增大端面空隙部大小，降低胶水挥发物浓度，进一步减小胶水挥发物对光器件的影响。本实用新型的光纤准直器可有效解决胶挥发物影响光器件使用寿命的问题，适用于光纤准直器、波分复用器件、反射件等工艺应用，长期使用可靠性好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胶合光纤准直器，其特征在于，包括带有无芯光纤的可发散降低光功率密度的光纤插针组件(1)、短截距的准直透镜(2)、开孔外玻璃管(3)以及堵孔胶水(6)，具体的：

所述光纤插针组件(1)的光发散端从所述开孔外玻璃管(3)的第一端伸入所述开孔外玻璃管(3)内，且两者间接触部分通过固化胶水(4)进行固定；

所述准直透镜(2)的光接收端从所述开孔外玻璃管(3)的第二端伸入所述开孔外玻璃管(3)内，且两者间接触部分通过固化胶水(4)进行固定；固定后的所述准直透镜(2)与所述光纤插针组件(1)之间形成空隙部(5)；

所述开孔外玻璃管(3)在与所述空隙部(5)对应处设有泄露孔(301)，以使胶水挥发物泄漏排出；

所述堵孔胶水(6)设置在所述开孔外玻璃管(3)的泄露孔(301)处，用于在胶水挥发物泄漏排出后封闭所述开孔外玻璃管(3)。

2.根据权利要求1所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述光纤插针组件(1)包括第一光纤(101)、第二光纤(102)以及毛细玻璃管(103)，其中，所述毛细玻璃管(103)内部设有通孔(104)，所述第一光纤(101)与所述第二光纤(102)熔接后通过所述通孔(104)穿入所述毛细玻璃管(103)内，所述毛细玻璃管(103)的通孔(104)内还灌有所述固化胶水(4)以进行固定。

3.根据权利要求2所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述第一光纤(101)包括裸光纤，用于传输光信号的输入与输出；所述第二光纤(102)包括介质折射率均一的无芯光纤，用于传输光信号的端面光斑发散；所述第一光纤(101)的一部分穿入所述毛细玻璃管(103)内，另一部分处于所述毛细玻璃管(103)外，所述第二光纤(102)处于所述毛细玻璃管(103)内且位于所述光纤插针组件(1)的光发散端。

4.根据权利要求1所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述准直透镜(2)包括短截距G透镜以及短长度C透镜中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述毛细玻璃管(103)在与所述第一光纤(101)相交的一端设有保护尾胶(105)，以保护所述第一光纤(101)。

6.根据权利要求3所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述通孔(104)包括锥孔部分与直孔部分，所述锥孔部分设置在所述毛细玻璃管(103)与所述第一光纤(101)相交的一端，所述直孔部分设置在所述锥孔部分到所述第二光纤(102)所处端面之间的位置。

7.根据权利要求2-6任一所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述毛细玻璃管(103)包括单芯结构、双芯结构以及多芯结构中的一种或多种。

8.根据权利要求1-6任一所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述光纤插针组件(1)的光发散端为斜面，所述准直透镜(2)的光接收端为斜面，且两者斜面平齐对应。

9.根据权利要求1-6任一所述的胶合光纤准直器，其特征在于，所述开孔外玻璃管(3)的泄露孔(301)的形式包括孔以及槽中的一种或多种，所述泄露孔(301)的位置包括在单侧开孔或双侧开孔，所述泄露孔(301)的数量包括至少一个。

10.根据权利要求1-6任一所述的胶合光纤准直器，其特征在于，还包括普通外玻璃管(7)，所述普通外玻璃管(7)设置在所述光纤插针组件(1)上且与所述开孔外玻璃管(3)间隔开。

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