具有用于光束扩展的单反射表面的光纤连接器套圈组件和包括其的扩展光束连接器制造技术

一种扩展光束套圈，包括具有反射表面的第一套圈半部和第二套圈半部，它们一起保持光纤。所述反射表面垂直于套圈的中间平面输出光。套圈对准两个相似套圈的外表面，且相应的套圈的反射表面彼此面对。来自保持在第一套圈中的光纤的输出光被反射表面弯折和准直，并被传输到由套筒对准的第二套圈中的面对的反射表面，所述第二套圈弯折所述光以输入到保持在第二套圈中的光纤。套圈部件和/或套筒由高产量金属冲压精确形成。所述套圈结合在光纤连接器中。

An optical fiber connector ferrule assembly with a single reflective surface for beam expansion and an extended beam connector including the ferrule assembly

An extended beam ferrule includes a first ferrule half with a reflective surface and a second ferrule half, which together maintain the optical fiber. The reflecting surface is perpendicular to the middle plane of the ring to output light. The ring is aligned with the outer surface of the two similar rings, and the reflective surface of the corresponding rings is facing each other. The output light from the optical fiber retained in the first ring is bent and aligned by the reflecting surface and transmitted to the reflecting surface facing the second ring aligned by the sleeve, which bends the light to input the optical fiber retained in the second ring. Ring components and/or sleeves are precisely formed by high-yield metal stamping. The ferrule is combined in the optical fiber connector.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于光束扩展的单反射表面的光纤连接器套圈组件和包括其的扩展光束连接器优先权声明本申请要求2016年8月17日提交的美国临时专利申请No.62/376,245的优先权，该临时专利申请通过引用完全并入，如在此完全阐述一样。下面提到的所有公开内容都通过引用完全并入，如同在此完全阐述一样。
本专利技术涉及光纤扩展光束连接器，特别是扩展光束连接器中的套圈组件。
技术介绍
通过光纤波导传输光信号有许多优点，并且其使用是多种多样的。单个或多个光纤波导可以简单地用于将可见光传输到远程位置。复杂的电话和数据通信系统可以通过波导内的光学信号传输数字化数据。这些应用以端对端的关系耦合光纤，耦合是光损失的一个来源。需要精确对准光纤的两个抛光端，以确保光纤链路中的光损耗小于系统的规定光损耗预算。对于单模电信级光纤，这通常对应于小于1000nm的连接器光纤对准公差。这意味着在以千兆位速率运行的并行光纤和单光纤链路中，用于对准光纤的组件必须以亚微米精度组装和制造。在光纤连接中，光纤连接器端接包含一根或多根光纤的线缆的末端，并且与插接相比能够更快地连接和断开。连接器机械地连接和对准光纤芯，使光可以端对端通过。光纤的端部支撑在套圈中，光纤的端面通常与套圈的端面齐平或略微突出。当连接器组件中的互补套圈配合时，一个套圈的光纤与另一个套圈的配合光纤对准。更好的连接器由于光纤的反射或未对准会损失很少的光。以千兆位速率工作的并联/多光纤和单光纤链路中的连接器必须与亚微米精度制造的子组件组装在一起。假使生产具有如此精确水平的零件不具有足够的挑战性，为了使得到的最终产品具有经济效益，必须在自动化的高速工艺中完成。在一些应用中，配合光纤的端面彼此物理接触，以实现配合光纤对之间的信号传输。在这样的应用中，各种因素可能降低光纤对之间的光传输的效率，如不规则性、在光纤端面上的毛刺或划痕、光纤对未对准、以及在配合界面的灰尘或碎屑。由于相对于任何外来物体(例如灰尘或碎屑)的尺寸的小光路，任何这样的异物都会干扰光的传输。迄今为止，现有技术已经开发了扩展光束连接器以扩展光束的尺寸并通过连接器之间的气隙传输光束。通过扩展光束，灰尘或碎屑与光束之间的相对尺寸差异增大，因此减少了任何灰尘或碎屑以及任何未对准对光传输效率的影响。结果，在相对肮脏和高振动的环境中，扩展光束光纤连接器通常是优选的。迄今为止，现有技术的扩展光束连接器包括安装在每根光纤端面附近的透镜。通常使用两种类型的透镜-准直型和交叉聚焦型。准直透镜接收来自第一光纤的光输出并将光束扩展到相对大的直径。当使用准直透镜时，第二透镜和套圈组件相似地配置有准直透镜，该准直透镜位于第二光纤的端面附近，用于接收扩展光束，并且在第二光纤的输入端面处重新聚焦光束。交叉聚焦透镜接收来自第一光纤的光，将其扩展到相对大的直径，然后将来自相对大直径的光聚焦在特定焦点处。利用交叉聚焦透镜，透镜和套圈组件可以与另一个透镜和套圈组件配合，其具有交叉聚焦透镜或具有本领域已知的非透镜套圈组件。目前，普遍认为现有技术的光纤连接器制造成本太高，并且更期望提高可靠性和损耗特性。扩展光束连接器中的透镜是附加部件，其需要在组件中光学耦合到光纤的端面，因此需要额外的部件和额外的制造成本。现有技术的扩展光束连接器仍然导致相对高的插入损耗和回波损耗。如果要将光纤作为短距离和非常短距离应用的首选通信介质，则必须降低生产光纤连接器的成本。在通信系统、数据处理和其它信号传输系统中相对广泛和不断增加的光纤利用已经产生了对于满意和有效的互连端接光纤终端装置的需求。因此，期望开发一种改进的光纤扩展光束连接器，它具有低插入损耗和低回波损耗，并且可以高产量和低成本制造。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于在光纤扩展光束连接器中扩展光束的光纤套圈或套圈组件，其克服了现有技术套圈和连接器的许多缺点，其包括低插入损耗和回波损耗、易于使用且可靠性高、环境敏感性低、可以低成本制造。考虑到本专利技术的套圈的构造，包含本专利技术的用于多光纤的套圈的光纤连接器的壳体的占用面积或形状因子可以类似于目前使用的仅为单个光纤设计的现有技术的圆柱形套圈的壳体的占用面积或形状因子。(即，本专利技术的套圈可以结合在设计用于单光纤的工业标准连接器壳体中，例如SC、FC、ST、SMA、LC、双LC等类型的壳体。)在本专利技术的一个方面中，本专利技术的套圈组件包括具有集成的反射表面的第一套圈半部和互补的第二套圈半部，它们一起牢固地保持并精确地将至少一根光纤的端部相对于套圈半部/组件的外部几何形状对准。在一个实施例中，在套圈半部上设置凹槽，用于保持和对准在每根光纤的末端的裸露部分(其具有暴露的包层，没有保护缓冲层和护套层)。因此，光纤的端部由套圈组件端接。集成的反射表面位于第一套圈半部的远端附近，其超出光纤的端面，相对于保持在套圈组件中的光纤的光轴弯折光。在一个实施例中，反射表面将光弯折90度。第一套圈半部的端部延伸，反射表面超出互补的第二套圈半部的远端。在一个实施例中，套圈组件构造成保持和对准多个光纤，多个反射表面设置在第一套圈半部上，每个反射表面对应于一个光纤。套圈组件具有外表面，用于与外部对准套筒的互补表面(即，大致圆柱形或管状套筒的内表面)对准。套圈组件的外表面通常是圆柱形的，具有接触表面轮廓，其横截面为大致椭圆形。两个相似端接的光纤可以通过对准套筒端对端地光学耦合。在使用中，两个相似的套圈组件插入到对准套筒中，相应的套圈组件的延伸端的反射表面彼此面对。来自保持在第一套圈组件中的光纤的输出光被反射表面弯折，以传输到第二套圈组件处的面对的反射表面，这使得要被引导的光弯折以输入到保持在第二套圈组件中的光纤。该光路类似于“Z”，其在一个实施例中包括两个90度弯折部。在一个实施例中，反射表面R是背离套圈半部的不透明自由表面。自由表面暴露于外部(例如，空气或折射率匹配材料)，并且反射从外侧引导向自由表面的入射光(即，入射光不被引导通过套圈的主体)。套圈组件中的反射表面构造有反射几何结构，该反射几何结构弯折(即，转向或折叠)并且整形(即，准直)来自套圈组件中的光纤端面的输出光(或者相反地，弯折和整形(即，聚焦)入射到保持在套圈组件中的光纤的端面处的套圈组件的反射表面处的外部准直光)。在一个实施例中，反射表面被构造为凹反射结构(例如，非球面镜表面)。结构化反射表面沿着所需光路与光纤的光轴光学对准，光纤的端面位于距反射表面所需距离处，以达到所需的光束扩展水平。准直的扩展光束的光斑尺寸与沿光纤端面和反射表面之间的光路的距离有关。在本专利技术的另一个方面中，套圈部件和/或套筒通过高产量工艺精确地形成，例如冲压金属坯料。在一个实施例中，套圈主体由金属材料制成，其可以选择为具有高刚度(例如，不锈钢)、化学惰性(例如，钛)、高温稳定性(例如，镍合金)、低热膨胀性(例如，殷钢(Invar))、或者与其他材料的热膨胀性匹配(例如，用于匹配玻璃的可伐合金(Kovar))。每个套圈半部可以被冲压以形成整体或单体式主体，而不需要在套圈半部内进一步附接子部件。在本专利技术的另一个方面中，套圈组件结合在光纤连接器中。根据本专利技术的套圈克服了现有技术的许多缺陷，导致光纤扩展光束连接器具有低插入和回波损耗，这提供了易用性和高可靠性以及低环境敏感性，并且可以以低成本制造。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩展光束套圈，包括：具有反射表面的第一套圈半部和第二套圈半部，它们一起保持光纤；其中，所述反射表面垂直于所述套圈的中间平面输出光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.17 US 62/376,2451.一种扩展光束套圈，包括：具有反射表面的第一套圈半部和第二套圈半部，它们一起保持光纤；其中，所述反射表面垂直于所述套圈的中间平面输出光。2.一种扩展光束套圈连接器，包括：如权利要求1所述的第一和第二扩展光束套圈；套筒，其将所述第一和第二套圈的外表面对准，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书和，RR瓦伦斯，RD丹宁伯格，M吉恩，
申请(专利权)人：纳米精密产品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US