一种含玻璃插芯光纤接口组件及其制备方法和光学次组件技术

本发明专利技术公开了一种含玻璃插芯光纤接口组件及其制备方法和光学次组件。其中的含玻璃插芯光纤接口组件包括金属壳体和玻璃插芯，金属壳体内壁上设有用于限位玻璃插芯的凹槽或粗糙区，玻璃插芯直接在金属壳体内模压成型，玻璃插芯的下表面为聚光曲面，聚光曲面能够起到光线聚焦的作用；同时，还公开了制备含玻璃插芯光纤接口组件的方法和包含其的光学次组件。本光纤接口组件直接在模压成型机里面自动化生产，省却了传统生产中的压配、点胶等工艺，提高良率降低工时；此外，光线聚焦点位置可以通过改变玻璃插芯聚光曲面形状得以可调，进而可以调节光学次组件的整体长度。

【技术实现步骤摘要】
一种含玻璃插芯光纤接口组件及其制备方法和光学次组件
本专利技术涉及光通讯
，尤其是一种含玻璃插芯光纤接口组件及其制备方法和光学次组件。
技术介绍
光纤接口组件(opticalreceptacle)是光学次组件(OpticalSubassembly或OSA)的重要组成部分，用来接收及定位光纤连接器。在高端的高速率的光纤通讯系统中，对回向反射光的控制非常重要。为了防止光线从光纤连接器的插针端面反射回去影响光纤链路系统，在光纤接口组件中，一般含有一个陶瓷插芯或者玻璃插芯来和光纤连接器的插针进行物理接触，陶瓷插芯或者玻璃插芯的折射率和光纤连接器的插针中的纤芯一致从而消除了光纤连接器的插针端面反射。为了防止陶瓷或者玻璃插芯的另一端的反射光耦合进光纤连接器的插针，陶瓷或者玻璃插芯的另一端需要做成一个斜面，一般为8度或者6度，从而使得反射光不能沿原路返回以免影响光纤链路系统。特别需要指出的是：塑料由于质地较软，很容易被插针划伤，不能做成接触面来接触光纤连接器插针。专利CN201859235U和CN202149947U提到的光纤接口组件，是典型的含陶瓷插芯的传统型光纤接口组件。这种光纤接口组件一般有4到5个零部件组成，其中包含了高精密度的陶瓷插芯和陶瓷套筒，造成其成成本高，组装工艺复杂，尤其，其装配过程中的点胶及压配动作，均难以实现自动化操作。专利US7387449B2提到了一种含玻璃插芯的光纤接口组件，虽然其只有两个部件组成，但是其玻璃插芯形状复杂，其含有一个平面端面，一个环面和一个斜面，为了适配其金属壳体部件，还需要一个倒角。由于玻璃是硬脆材料，此插芯生产起来，工艺复杂，良率低。对于光学次组件(OSA)，当其管芯为光发射芯片时，我们称此OSA为TOSA(transmitterOpticalSubassembly,即光发射次组件)。当管芯为光接收芯片时，我们称此OSA为ROSA(ReceiverOpticalSubassembly,即光接收次组件)。当然还有其他类型的OSA，例如BOSA(单纤双向组件，其同时含有一个光发射管芯和光接收管芯)，Triplexer(单纤三向组件，其同时含有一个光发射管芯和两个光接收管芯)等等。一个典型的光学次组件OSA(见图1a)由以下几个部分组成：金属管座400、管芯500(光发射或接收芯片)、金属管帽600、光学透镜700、光纤接口组件300。在OSA工作的时候，光纤接口组件300会被插入光纤连接器的插针200(ferrule)。目前经常使用的光纤接口组件300主要是由其具有内径d的桶装结构、用来阻挡光纤连接器插针的面301组成。由图1a所示，当管芯500为发射管芯时，其发出的光线会经过光学透镜(700)的上下表面(701)和(702)在光纤连接器插针中的纤芯210下表面211处聚焦，然后光信号在纤芯210中传播至光纤链路系统中。由图1a所示，当管芯500为接收管芯时，从纤芯210传播而来的入射光线在其插针下表面211处发出并经过透镜700的上下表面(701)和(702)在管芯500处聚焦，由接收管芯500接收光线，并把光信号转变为电信号。由图1a所示的光学次组件，在光信号传播的过程中存在三处折射率有很大变化的界面，分别是面(211)，面(701)和面(702)。通常在折射率变化的界面，反射率可以通过R＝(n1-n0)^2/(n1+n0)^2来计算，其中n1为光密介质材料的折射率如光纤纤芯210和玻璃透镜700，n0为光疏介质如空气的折射率，取n1≈1.5，n0≈1.0，得Rf＝4％，即因为这三个界面大概总共有12％的能量被反射掉了，这大大加大了光学次组件的插入损耗。如果这些反射掉的回向光被耦合进光纤链路系统，比如通过面(211)的入射光线很容易被反射进入光纤链路系统，这些回向的反射光线对系统的影响包括：引起发射光源的中心波长波动；引起发射光源的光强波动；增加光纤链路系统噪声，永久性地损害光源等等，进而影响整个光路系统的稳定及带宽。
技术实现思路
为了解决现有接口组件做成的光学次组件OSA中光反射面比较多，差损比较大，生产工艺难以实现自动化，成本比较高的问题，本专利技术提出了含玻璃插芯光纤接口组件及其制备方法和光学次组件。本专利技术采用如下技术方案：一种含玻璃插芯光纤接口组件，用于接收并定位光纤连接器，包括金属壳体和玻璃插芯；所述金属壳体具有用于插入光纤连接器插针、且内径为d的筒状结构，金属壳体内壁上设有用于限位玻璃插芯的凹槽；所述玻璃插芯直接在金属壳体内模压成型，玻璃插芯受所述凹槽的限制与金属壳体紧密附着；所述玻璃插芯具有光滑的上表面和下表面，所述下表面为聚光曲面，聚光曲面能够起到光线聚焦的作用。所述玻璃插芯的上表面为平面或者略带有弧度的曲面，其用来和光纤连接器的插针进行物理接触。进一步地，所述上表面平面中心或者曲面顶点、下表面的聚光曲面顶点和所述金属壳体的筒状结构的中轴线重合。进一步可选地，为了使得壳体内的内径d具有较小公差，在所述金属壳体内加一个直径为d的陶瓷套筒制成金属壳体的筒状结构。所述玻璃插芯由可以低温模压成型的光学玻璃材料制成，其折射率为1.5，以使得其折射率和光纤插芯的折射率相近。含玻璃插芯光纤接口组件，用于接收并定位光纤连接器，包括金属壳体和玻璃插芯；所述金属壳体具有用于插入光纤连接器插针、且内径为d的筒状结构，金属壳体内壁上设有用于限位玻璃插芯的喷砂区，喷砂区经喷砂处理而变粗糙；所述玻璃插芯直接在金属壳体内模压成型，玻璃插芯受所述喷砂区的限制与金属壳体紧密附着；所述玻璃插芯具有光滑的上表面和下表面，所述下表面为聚光曲面，聚光曲面能够起到光线聚焦的作用。一种光学次组件，包括上述含玻璃插芯光纤接口组件。制备上述的含玻璃插芯光纤接口组件的方法，包括以下步骤：步骤1：把加工好的金属壳体放入模压成型机里面；步骤2：将光学玻璃果形坯料(Gobs)放入金属壳体，在无氧化气氛的环境中，将光学玻璃果形坯料和金属壳体一起加热升温至光学玻璃坯料的软化点，在光学玻璃果形坯料和金属壳体大致处于相同温度条件下，利用上模具和下模具对光学玻璃果形坯料施压，并保持在恰当的位置，在保持所施压力的状态下，冷却金属壳体；步骤3：脱模，将上下模具从金属壳体内脱出；步骤4：对含玻璃插芯光纤接口组件进行显微镜检查、光回损及差损检测，然后包装。所述步骤2中上模具的下表面为平面或者略带有弧度的曲面。所述步骤2中下模具中上表面为光滑的内凹曲面。采用如上技术方案取得的有益技术效果为：(1)只含有一个反射界面，大大降低了反射损耗，且消除了光纤连接器插针端面处的回向反射。(2)只含有金属壳体和玻璃插芯，结构简单。(3)因为是玻璃封接的缘故，密封性极好。(4)直接在模压成型机里面自动化生产，省却了传统光纤接口组件的生产过程中的压配，点胶等工艺，提高了良率降低了工时。(5)光线聚焦点位置可以通过改变玻璃插芯聚光曲面形状得以可调，进而可以调节光学次组件(OSA)的整体长度。(6)因为壳体是金属的缘故，整个光纤接口组件及其对应的光学次组件抗电磁干扰性能较优。附图说明图1a是传统型含塑料光纤接口组件的光学次组件(OSA)的示意图；图1b是与图1的光纤接口组件相配合的光纤连接器插针示意图；图2是含玻璃插芯光纤接口组件结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含玻璃插芯光纤接口组件，用于接收并定位光纤连接器，其特征在于，包括金属壳体和玻璃插芯；所述金属壳体具有用于插入光纤连接器插针、且内径为d的筒状结构，金属壳体内壁上设有用于限位玻璃插芯的凹槽；所述玻璃插芯直接在金属壳体内模压成型，玻璃插芯受所述凹槽的限制与金属壳体紧密附着；所述玻璃插芯具有光滑的上表面和下表面，所述下表面为聚光曲面，聚光曲面能够起到光线聚焦的作用。

【技术特征摘要】
2016.01.11 CN 20161003286891.一种含玻璃插芯光纤接口组件，用于接收并定位光纤连接器，其特征在于，包括金属壳体和玻璃插芯；所述金属壳体具有用于插入光纤连接器插针、且内径为d的筒状结构，金属壳体内壁上设有用于限位玻璃插芯的凹槽；所述玻璃插芯直接在金属壳体内模压成型，玻璃插芯受所述凹槽的限制与金属壳体紧密附着；所述玻璃插芯具有光滑的上表面和下表面，所述下表面为聚光曲面，聚光曲面能够起到光线聚焦的作用。2.根据权利要求1所述的一种含玻璃插芯光纤接口组件，其特征在于，所述玻璃插芯的上表面为平面或者略带有弧度的曲面，其用来和光纤连接器的插针进行物理接触。3.根据权利要求2所述的一种含玻璃插芯光纤接口组件，其特征在于，所述上表面的平面中心或者曲面顶点、下表面的聚光曲面顶点和所述金属壳体的筒状结构的中轴线重合。4.根据权利要求1所述的一种含玻璃插芯光纤接口组件，其特征在于，在所述金属壳体内加一个直径为d的陶瓷套筒制成其筒状结构。5.根据权利要求1所述的一种含玻璃插芯光纤接口组件，其特征在于，所述玻璃插芯由可以低温模压成型的光学玻璃材料制成，其折射率为1.5，以使得其折射率和光纤插芯的折射率相近。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：申庆徽，陈兵，张可，
申请(专利权)人：青岛光路光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37