光电子组件制造技术

本发明专利技术涉及对通过光纤(2)连接光的光电子组件，该组件包括：壳体(3)，其具有轴向延伸的腔(3)；透明窗口(7)，其位于腔(4)的第一端(8)处；以及终端部(10；20；30；40；50；60)，其位于腔的第二端处，其中，腔(4)形成冷却室，该冷却室被提供有包围所述光纤(2)的包络面的流动冷却剂(7)；该光纤(2)与窗口(7)呈光学接触并且通过终端部(10；20；30；40；50；60)延伸到组件外部。光纤(2)通过导引胶(12；22；32；42；52；62)被固定在终端部中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及精确可靠地连接光纤端以防止损坏光纤的光电子组件。
技术介绍
本专利技术涉及用于高功率光纤光缆的光电子组件，特别是用于针对高达20kW和超过20kW的传输功率等级制成的光纤光缆的光电子组件。一般地，光纤光缆具有：用于入射光束的输入端；以及出射端，在出射端处光束离开光纤。在工业应用中经常使用用于传输高光功率的光纤。具体地，这些光纤被用于借助于高功率的激光辐射的切割和焊接操作，而且还可以将该类型的光纤用于其他工业应用例如在高温环境下加热、检测或加工操作。借助于光纤，可以设计用于将来自高功率激光源的激光束传输至工件的柔性制造系统。光纤典型地具有内部玻璃芯和透明包围层、所谓的包层，该包层往往由掺杂的玻璃制成。包层的折射率低于玻璃芯的折射率。包层的功能是保持光束局限于芯。芯和包层可以由保护缓冲层(或中间层，bufferlayer)和套层所覆盖。随着高功率光纤和具有高亮度的圆盘激光器的发展，光纤的功率处理能力已显著提升。当设计用于高功率激光辐射的光纤系统时，非常重要的是，对于传输光而言光纤是有效的以及通过光纤保持光的高亮度。在利用来自激光器的大功率光工作时，光纤还必须在应用期间承受该高功率光，这可以将高后向反射返回到系统中。这对光纤连接器的设计提出较高要求以承受高功率激光损耗。光纤终止(terminate)于连接器，连接器精确且牢固地保持光纤端，以防止损坏光纤以及满足即插即用要求。光纤连接器是由套筒包围的基本刚性圆柱形圆筒，套筒将圆筒保持在其配合插座中。配合机构可以是例如推压点击装置、卡销装置或螺纹装置。典型连接器通过除去外层的至少一部分并且清洁玻璃层来制备光纤端而进行安装。在某些情况下，通过化学蚀刻或通过应用折射率比包层折射率更高的材料来向玻璃包层施加模式消除器。玻璃圆筒被附接至光纤端，作为前面的终端。纤芯和玻璃圆筒呈光学接触，以防止在该点上损耗和反射。针对供光纤连接器使用的特定波长来涂覆玻璃圆筒。高功率激光应用的问题是，在连接器内由于从光纤泄漏的光而引起的损耗将会产生热。在切割和焊接操作期间，背向反射的处理光可能在光纤的相反方向上造成很大的传输损耗并且还可能造成对光纤和连接器的损坏。因此，需要一种改进连接器装置或者光电子组件，其高度精确并且提供使损耗最小化的方案。在发生损耗的情况下，光纤连接器的设计必须在没有损坏的情况下处理光学损耗。
技术实现思路
通过如所附权利要求中所要求保护的光电子组件来解决上述问题。在下文中，术语“光”应当理解为优选地由激光器发出的光，该激光器但不一定是供工业使用的高功率激光器。术语“光电子组件”用于定义光纤连接器，该光纤连接器包括构成这样的光电子组件的所有部件零件和配件。本专利技术涉及一种用于连接光纤的光电子组件，该组件包括具有轴向延伸腔的壳体。该腔具有：第一端或输入端，在此处光被传输到光电子组件中；以及第二端或输出端，在此处光被传输出光电子组件。根据一个示例，壳体包括位于腔的第一端处的透明窗口，该窗口与光纤光学接触。窗口可以包括取决于要传输光的波长的任何合适材料。这样的材料的示例为石英、熔融二氧化硅、玻璃、蓝宝石或通常用于诸如高能激光窗口的应用的其他类型的透明玻璃材料。根据替代示例，壳体包括位于腔的第一端处的透明圆盘，该圆盘包括用于光纤的孔。该圆盘可以由与上述透明窗口材料相同的材料制成。可以通过例如将光纤的外层熔接至圆盘的玻璃材料来将光纤固定到圆盘。所述固定可以是胶，但对本专利技术并不是必须的。根据另外的替代示例，壳体包括位于腔的第一端处的金属圆盘，该圆盘包括用于光纤的孔。该圆盘可以由与壳体相同的材料制成，或者由任何其他合适的金属材料制成。可以通过例如将光纤的外层粘合至圆盘的金属材料来将光纤固定到圆盘。壳体还包括具有开口的终端部，该开口用于被设置在腔的第二端处的光纤，该终端部用于将光纤固定在组件中的适当位置处，通常用粘合剂进行固定。终端部可以用作反射器，在此情况下，终端部包括不仅具有反射特性而且还具有良好的导热性能的材料，例如金、铜或铜合金。可替代地，终端部可以由对激光透明的材料例如玻璃、石英、陶瓷等制成。在此情况下，假定光纤包括：中央芯；以及一个或更多个包层，该包层包括适当的玻璃材料。光纤还包括外套层或具有外套层的缓冲层。如果使用单个套层，则这可以通常地包含丙烯酸酯材料。如果使用缓冲层和套层，则缓冲层可以包含有机硅，并且套层可以包含尼龙或氟基塑料例如这些材料仅仅是构成光纤的合适材料的示例。壳体中的腔形成冷却室，该冷却室被提供有包围所述光纤的包络面的流动冷却剂。冷却剂可以是水或任何其它合适的液体。可以在壳体的一端处提供冷却剂而从另一端排出冷却剂，或者从同一端提供和排出冷却剂。在至少后一种情况下，挡板或导引物围绕贯穿腔的光纤进行设置以控制冷却剂的流速和/或流动方向，以便确保使所需区域和/或构成组件的连接器部件被充分冷却。在下文中，术语“腔”和“冷却剂腔”用于表示相同的特征。此外，术语“第一开口”用于表示冷却剂的入口，以及“第二开口”用于表示冷却剂的出口。光纤与所述窗口光学接触，并且通过终端部延伸到组件外部。光纤穿过终端部并且通过导引胶被固定在终端部中的预定位置处。导引胶的折射率低于光纤的折射率，这使得导引胶能够导引光纤中的光束并且使光保持在所述光纤的包层内。通常，期望的是使光保持在光纤的芯内，但是可能会发生光泄漏到包层中。因此，导引胶的折射率应当低于与胶接触的包络面的折射率。导引胶对于由激光器发出的所传输光的波长是光学透明的或半透明的。在此情况下，包络面可以是套层、缓冲层或包层，也就是光纤的与导引胶接触的外层。导引胶被布置成至少在终端部的轴向延伸部分上完全包围光纤，以便在终端部中形成冷却剂密封。除了将光纤固定到终端部中的某一位置处之外，导引胶被布置成固定光纤以保持光纤不与沿轴向延伸的终端部接触。在终端部的面向冷却室的一侧，导引胶的端部可以暴露于冷却室，并且通过与冷却剂直接接触而被冷却。光纤包括芯、至少一个包层和至少一个套层，其中套层终止于涂覆光纤的导引胶内。可替代地，光纤还可以包括与套层接触的至少一个缓冲层。缓冲层终止于导引胶内，或者终止于导引胶外部、冷却剂腔中的预定距离处。缓冲层可以由丙烯酸酯材料、硅酮、或类似的合适材料制成。套层被设置在缓冲层的外侧，并且可以由合适的塑料材料例如尼龙或基于氟的塑料材料制成。光纤的精确设计和组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连接光纤(2)的光电子组件，所述组件包括：壳体(3)，所述壳体(3)具有轴向延伸的腔(4)，所述腔(4)具有将光传输到所述组件中的第一端(8)和将光传输出所述组件的第二端(9)；以及终端部(10；20；30；40；50；60)，所述终端部(10；20；30；40；50；60)位于所述腔的所述第二端处，其中，所述腔(4)形成冷却室，所述冷却室被提供有包围所述光纤(2)的包络面的流动冷却剂(7)；所述光纤(2)通过所述终端部(10；20；30；40；50；60)延伸到所述组件外部，所述光电子组件的特征在于，所述光纤(2)通过导引胶(12；22；32；42；52；62)被固定在所述终端部中，所述导引胶(12；22；32；42；52；62)的折射率低于所述光纤(2)的与所述导引胶接触的包络面的折射率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.18 SE 1330130-41.一种用于连接光纤(2)的光电子组件，所述组件包括：壳体(3)，
所述壳体(3)具有轴向延伸的腔(4)，所述腔(4)具有将光传输到所述
组件中的第一端(8)和将光传输出所述组件的第二端(9)；以及终端部
(10；20；30；40；50；60)，所述终端部(10；20；30；40；50；60)
位于所述腔的所述第二端处，其中，所述腔(4)形成冷却室，所述冷却
室被提供有包围所述光纤(2)的包络面的流动冷却剂(7)；所述光纤(2)
通过所述终端部(10；20；30；40；50；60)延伸到所述组件外部，所述
光电子组件的特征在于，所述光纤(2)通过导引胶(12；22；32；42；
52；62)被固定在所述终端部中，所述导引胶(12；22；32；42；52；62)
的折射率低于所述光纤(2)的与所述导引胶接触的包络面的折射率。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述导引胶(12；22；
32；42；52；62)对于所传输光的波长是光学透明的或半透明的。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的组件，其特征在于，所述导
引胶(12；22；32；42；52；62)在所述终端部(10；20；30；40；50；
60)中形成冷却剂密封。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述导
引胶(12；22；32；42；52；62)被布置成在所述光纤(2)不与所述终
端部(10；20；30；40；50；60)接触的情况下将所述光纤(2)固定到
所述终端部中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其特征在于，所述光
纤(2)包括芯(13)、至少一个包层(14)和至少一个套层(16)，其中，
所述套层(16)终止于所述导引胶(12；22；32；42；52；62)内。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述光纤(2)包括与
所述套层(16)接触的至少一个缓冲层(15)。
7.根据权利要求6所述的组件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥拉·布洛姆斯特，
申请(专利权)人：光电斯坎达有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE