TWI497139B - 光纖耦合連接器及其製作方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及光纖耦合連接器領域，尤其涉及一種光纖耦合連接器及其製作方法。
光纖傳輸具有傳輸速度快、頻帶寬、損耗低、抗干擾能力強、保真度高及工作性能可靠等突出的優點，於通信領域得到了越來越廣泛的應用。
為達到更高速率的傳輸要求，具有高數據傳輸速率的光纖耦合連接器應運而生。習知光纖耦合連接器通常由插頭端與插座端組成。該插頭端及插座端分別包括本體、光學透鏡及光纖。該本體設有盲孔。該光學透鏡嵌於該本體內，並位於該盲孔的軸向。該光纖固定於該盲孔內。使用時，將該插頭端插入該插座端，該插頭端的光學透鏡與該插座端的光學透鏡將同軸對準，即可進行插頭端與插座端之間的光通信。
該本體與光學透鏡通常採用同一種低流動性高強度的塑膠，一般為聚醚醯亞胺(PEI)，注射入模具一體成型。惟，該高強度塑膠往往價格昂貴，且於射出製程中，該塑膠因流動性不佳需較高成型溫度，對應地，需配套購置較高等級的機台及周邊設備，致使生產成本較高。
為降低成本，本發明提供一種光纖耦合連接器及其製作方法。
該光纖耦合連接器包括插頭本體、嵌設於該插頭本體的第一透鏡、插座本體、及嵌設於該插座本體的第二透鏡。該第一透鏡包括第一光學面，該第二透鏡包括第二光學面。該第二光學面用於與該第一光學面進行光學耦合。該插頭本體與該第一透鏡，該插座本體與該第二透鏡分別由熔點比聚醚醯亞胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠一體成型。該第一光學面及第二光學面分別鍍有透明膜。
該光纖耦合連接器的製作方法包括：以熔點比聚醚醯亞胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠為原料，採用射出成型製程分別一體成型插頭本體與第一透鏡，插座本體與第二透鏡，該第一透鏡具有第一光學面，該第二透鏡具有第二光學面，該第二光學面用於與該第一光學面光學耦合；及分別於該第一光學面及第二光學面鍍上透明膜。
本發明使用的該透明塑膠價格低廉，藉由本領域通常的射出成型機台及周邊設備即可一體成型該插頭本體與該第一透鏡，及該插座本體與該第二透鏡，由此大大降低原料成本及設備成本。另，相較於聚醚醯亞胺，該透明塑膠具有比聚醚醯亞胺低的熔點，以至該射出成型幾台於較低溫度便可將該塑料熔融，從而節省加熱能源，進一步降低生產成本。且，結合鍍膜製程，可維持該光纖耦合連接器的光學特性。
10‧‧‧光纖耦合連接器
20‧‧‧插頭端
30‧‧‧插座端
11‧‧‧插頭本體
111‧‧‧第一光纖
13‧‧‧第一透鏡
131‧‧‧第一光學面
132‧‧‧第一耦合面
121‧‧‧第二光纖
14‧‧‧第二透鏡
141‧‧‧第二光學面
142‧‧‧第二耦合面
40‧‧‧透明膜
110‧‧‧定位柱
120‧‧‧定位孔
圖1為本技術方案一實施方式提供的光纖耦合連接器耦合後的示
意圖。
圖2為圖1所示光纖耦合連接器的分解示意圖。
圖3為圖2所示光纖耦合連接器的插頭端局部沿III-III線的剖視圖。
圖4為圖2所示光纖耦合連接器的插座端局部沿IV-IV線的剖視圖。
以下結合附圖及具體實施方式對本技術方案提供的光纖耦合連接器及其製作方法進行詳細說明。
請參閱圖1及圖2所示，本發明一實施方式提供的光纖耦合連接器10包括插頭端20及插座端30。插座端30可設於電腦主機、印表機、照相機等設備，插頭端20呈可攜式，用於與插座端30配合，將數據輸入或輸出至前述設備。
插頭端20包括插頭本體11、四第一光纖111及四第一透鏡13。該四第一光纖111固定於該插頭本體11的盲孔(圖未示)內。該四第一透鏡13嵌設於該插頭本體11內。每個第一透鏡13具有第一光學面131及與第一光學面131相背的第一耦合面132。每根第一光纖111與該第一耦合面132相對，與該第一透鏡13相配合，用於輸出或接收信號。第一透鏡13及插頭本體11由熔點比聚醚醯亞胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠經射出成型製程一體成型。至於該透明塑膠的材質，本領域通常知識者可根據實際需要並結合自身學識及經驗自行選定。舉例而言，該塑膠可為聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或非結晶性聚丙烯等透明材料。參閱圖2及圖3
，第一透鏡13的第一光學面131形成有透明膜40。以第一透鏡13為聚甲基丙烯酸甲酯材質為例，於使用光學波長為850nm的情況下，該透明膜40厚度可介於1至3微米，材質可為二氧化矽膜層、五氧化三鈦膜層、五氧化二鉈膜層依次疊層而成的複合結構。
插頭本體11具有第一透鏡13的一端設有兩定位柱110。該兩定位柱110分別設於該四第一透鏡13的兩側。每根定位柱110為圓錐形，其直徑向遠離插頭本體11的方向逐漸減小。
插座端30包括插座本體12、四第二光纖121及四第二透鏡14。該四第二光纖121設於該插座本體12的盲孔(圖未示)內。該四第二透鏡14嵌設於該插座本體12的一端。每個第二透鏡14與一第一透鏡13對應，且包括第二光學面141及與該第二光學面141相背的第二耦合面142。第二透鏡14及插座本體12亦由熔點比聚醚醯亞胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠經射出成型製程一體成型。至於該透明塑膠的材質，本領域通常知識者可根據實際需要並結合自身學識及經驗自行選定。第二透鏡14及插座本體12的材質同於第一透鏡13及插頭本體11。同於第一透鏡13，第二透鏡14的第二光學面141亦形成有透明膜40。
對應插頭本體11的定位柱110，插座本體12的位於第二透鏡14的一端設有定位孔120。定位孔120的直徑向遠離插座本體12的方向逐漸增大，從而使得定位柱110直徑較小的一端對準定位孔120而直徑較大處插入定位孔120。當定位柱110插入定位孔120，第一透鏡13與第二透鏡14的光軸重合，且第一透鏡13與第二透鏡14之間具有一定距離以較好地耦合光信號。定位柱110可為其他形狀，如圓柱形，定位孔120的形狀需相應改變。
另，該定位柱110表面及該定位孔120的孔壁亦可鍍有耐磨膜層，來提高定位柱110及插座本體12於定位孔120內的表面耐磨性。
該光纖耦合連接器10可由於下述方法製成。
首先，以熔點比聚醚醯亞胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠顆粒或粉末為原料，如聚甲基丙烯酸甲酯，藉由本領域通常的射出成型幾台機周邊設備分別一體成型製作插頭本體11與第一透鏡13，以及插座本體12與第二透鏡14。可以理解，由於該原料熔點低，將射出成型幾台溫度控制至該原料的熔點，原料將熔融成熱融體，充盈模具的型腔，具有較佳成型效果。
其次，分別於第一透鏡13的第一光學面131及第二透鏡14的第二光學面132形成透明膜40。該透明膜40可藉由本領域通常之鍍膜製程如反應式濺鍍、化學沈積製成。該透明膜40的材質可依實際需要而定，舉例而言，可分別依次於該第一光學面131及第二光學面132鍍上二氧化矽層、五氧化三鈦層、五氧化二鉈層，上述各鍍層的總厚度介於1至3微米。
為提高定位柱110及插座本體12於定位孔120內的表面耐磨性，可於該定位柱110表面及該定位孔120的孔壁鍍有本領域通常的耐磨膜層。
最後，將第一光纖111組入該插頭本體11內，並使該第一光纖111與該第一耦合面132相對；將第二光纖121組入該插座本體12內，並使該第二光纖121與該第二耦合面142相對。該第一光纖111及第二光纖121可藉由點膠法固定於預定盲孔。
該光纖耦合連接器的製作方法採用價格低廉、且熔點比聚醚醯亞
胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠，藉由本領域通常的射出成型機台及周邊設備即可製成所需之光纖耦合連接器，由此可大大降低原料成本及設備成本。另，相較於聚醚醯亞胺，該製作方法使用之塑膠具有較低熔融溫度，故，該射出成型幾台於較低溫度便可將該塑料熔融，從而節省加熱能源，進一步降低生產成本。且，結合鍍膜製程，可維持該光纖耦合連接器的光學特性。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，上述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限製本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
11‧‧‧插頭本體
111‧‧‧第一光纖
13‧‧‧第一透鏡
131‧‧‧第一光學面
132‧‧‧第一耦合面
40‧‧‧透明膜
Claims (8)
- 一種光纖耦合連接器，其包括插頭本體、嵌設於該插頭本體的第一透鏡、插座本體及嵌設於該插座本體的第二透鏡，該第一透鏡包括第一光學面，該第二透鏡包括第二光學面，該第二光學面用於與該第一光學面進行光學耦合，其改進在於，該插頭本體與該第一透鏡，該插座本體與該第二透鏡分別由熔點比聚醚醯亞胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠一體成型，該第一光學面及該第二光學面分別鍍有透明膜，該透明膜為二氧化硅膜層、五氧化三鈦膜層、五氧化二鉈膜層依次疊層而成的複合膜層。
- 如申請專利範圍第1項所述的光纖耦合連接器，其中，該插頭本體包括兩定位柱，該兩定位柱凸設於該第一透鏡兩側，該插座本體具有兩定位孔，該兩定位孔設於該第二透鏡兩側，各定位孔與一定位柱對應並用於收容該與之對應的定位柱。
- 如申請專利範圍第2項所述的光纖耦合連接器，其中，該兩定位柱表面及該兩定位孔的孔壁分別鍍有耐磨膜層。
- 如申請專利範圍第1項所述的光纖耦合連接器，其中，該透明膜厚度介於1至3微米。
- 一種光纖耦合連接器的製作方法，其包括：以熔點比聚醚醯亞胺低且流動性比聚醚醯亞胺好的透明塑膠為原料，採用射出成型製程分別一體成型插頭本體與第一透鏡，插座本體與第二透鏡，該第一透鏡具有第一光學面，該第二透鏡具有第二光學面，該第二光學面用於與該第一光學面光學耦合；及分別於該第一光學面及該第二光學面鍍上透明膜，該透明膜為二氧化硅 膜層、五氧化三鈦膜層、五氧化二鉈膜層依次疊層而成的複合膜層。
- 如申請專利範圍第5項所述的光纖耦合連接器的製作方法，其中，該插頭本體包括兩定位柱，該兩定位柱凸設於該第一透鏡兩側，該插座本體具有兩定位孔，該兩定位孔設於該第二透鏡兩側，各定位孔與一定位柱對應，用於收容該與之對應的定位柱，該製作方法還包括於各定位柱表面及各定位孔的孔壁鍍上耐磨膜。
- 如申請專利範圍第5項所述的光纖耦合連接器的製作方法，其中，該透明膜厚度介於1至3微米。
- 如申請專利範圍第5至7任一項所述的光纖耦合連接器的製作方法，其中，該第一透鏡還包括與該第一光學面相背的第一耦合面，該第二透鏡還包括與該第二光學面相背的第二耦合面，該製作方法還包括將第一光纖組入該插頭本體內，並使該第一光纖與該第一耦合面相對；及將第二光纖組入該插座本體內，並使該第二光纖與該第二耦合面相對。
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