低光耗光缆插头与光缆接头的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种制造低光耗光缆插头和光缆接头的简易方法，它极少要求高精度设备和高加工技术，但却可使光缆插头和光缆接头中（不论是单线的或多线的）各相互对头的两根光导纤维都能达到近于“全面积吻合”的理想状态，使光耗被充分降低。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光缆通讯部件的制造技术，主要优点是对设备精度和工人技术水平的要求都很低，但产品质量却很高，光缆插头与光缆接头(以下简称插头与接头)的信号传输效率很高，光耗很低。在光导纤维通讯系统中，插头与接头是必不可少的线路部件。这两种部件中相互对头的两根光导纤维的接触端面之间，由于同心度偏差造成的错位，丧失了一部分导光面积;由于端面与轴线的垂直度偏差和端面的不平度偏差，使两个端面不能精密吻合，降低了直接透射率，界面反射增多，不仅信号减衰加重，而且反射光折回后会干扰信号质量。据说日本研究瓷管定心。经分析认为采用瓷管的优点可能是可以用改变原料配方和烧结工艺来调节硬度，使瓷管与光导纤维的抗磨能力相同，以便在端面研平和抛光工序中实现等速磨损，减轻光导纤维端面边缘如图(7)所示的塌肩〔17〕，以此降低不平度偏差。但由于瓷管的烧结温度很高，不宜与光导纤维烧结成一体，于是就不得不留有间隙。结果就将产生以下三个缺点一是该间隙会增大同心度偏差;二是使光导纤维端面边缘〔13〕的外圆部分成了自由面，在研平和抛光工序中极易产生边缘缺口，不能把瓷管与光导纤维等速磨损的优点发挥到消灭塌肩的程度;三是瓷管的烧结精度不易直接满足同心度与直径公差(尤其是内孔)的高精密度要求，如直接选用，废品率势必很高，如果精磨，加工费增高很多。结果难免成本高而质量低。本专利技术的目的是使相互对头的两根光导纤维的端面达到极近于“全面积吻合”的理想状态，使光耗尽量降低，信号干扰最少。下面结合附图对本专利技术作详细说明。附图(1)，插头结构图。附图(2)，镀管修整后的情形。附图(3)，加套管和定位胶固化后的情形。附图(4)，钻方位销孔时的组装情形。附图(5)，插头芯子图。附图(6)，插头芯子端面抛光后剥面放大情形。附图(7)，日本的瓷管定心在研平、抛光后的分析状态。附图(8)，接头结构图。附图(9)，接头a部放大情形。附图(10)，接头组装方法说明图。一，插头的制造方法(镀管法)。第一步把光缆包皮〔2〕的中部剥去一段，充分净化后，在等于或高于(一般是稍高于)光缆最高工作温度的条件下蒸镀掺杂氧化铝、铬或铬合金等硬度等于或极近于光导纤维的镀管〔3〕。壁厚须大于光导纤维直径的三分之一。然后去掉不需要的部分。如图〔2〕那样。第二步套上套管〔5〕，互相在中部对正，並使光导纤维平行于重力方向，轻轻绷直。从注胶孔〔10〕注入定位胶〔4〕后送交固化。第三步定位胶固化后，外表面彻底擦净，插入外管〔6〕中。两端对齐后，先只作一个方位销孔，待装入方位销〔7〕之后再作另一个方位销孔。方位销与方位销孔必须作成紧配合，间隙为零。第四步取下外管〔6〕与方位销〔7〕，在图(3)所示的中部(A-A)切开，分成两个如图(5)所示的插头芯子。第五步研、磨和抛光端面。(1)，先用超细研磨粉研平端面〔11〕，这时，由于光导纤维〔1〕与镀管〔3〕之间没有间隙，光导纤维端面边缘的外圆柱面部分不是自由面，不易产生边缘缺口。超细研磨膏既更加不易产生边缘缺口，而且偶有缺口，缺口也将较小。(2)，无粉光磨。使端面与一高精度光滑平盘在完全没有研磨粉的条件下匀缓轻磨，把光导纤维端面上被超细研磨粉刻划留下的磨痕磨掉，进一步提高光洁度。磨盘的硬度不应低于光导纤维或镀管。一般以电铸的厚铬层盘面、氧化铝、烧结炭化硼、炭化硅等高硬度精密平盘较为经济实用。(3)，超细抛光。所用抛光粉必须用水悬浮法选出的“悬浮级细粉，抛光盘仍为通常使用的软面盘。但压力应很轻。第六步照图(1)组装。用本专利技术的方法制造插头的优点是(1)，同心度偏差近于零。在第四步工作之前，两个插头芯子尚未切开，其中的光导纤维，不论是只加一根或加多根，总之，将来相互对头的两根现在仍是一根，同心度偏差天然为零。第四步工作之后，只要按图(4)作方位销孔和按紧配合要求加工方位销，就可几乎无偏差的重复切开之前的方位。因此，两个插头芯子中的相互对头的每两根光导纤维之间的同心度偏差，就将唯一的决定于套管〔5〕与外管〔6〕之间的间隙。当以专用的工具、材料和工艺使该间隙始终近于零时，各相互对头的光导纤维之间的同心度偏差，就将始终近于零。(2)，端面不平度偏差也近于零。通常，太大或太小的平面，其不平度偏差都较难保证，但困难的重点却很不相同。对于光导纤维端面这样“太小的平面”来说，困难的重点是端面边缘〔13〕的外圆柱面是自由面时，就会在研平时产生边缘缺口，在抛光时产生塌肩。边缘缺口不仅使塌肩形成得更快更大，而且使抛光磨损量增大。图(6)表示着套管〔5〕比镀管〔3〕软，磨损偏多;定位胶〔4〕比套管〔5〕和镀管〔3〕更软，磨损就更多，凹下较深。结果是镀管端面外边缘的外圆柱面成了自由面而受到多向磨损，形成塌肩〔14〕。如果镀管〔3〕的抗磨能力低于光导纤维〔1〕，光导纤维端面边缘〔13〕就必将出现〔14〕那样的塌肩。使导光截面积变小，信号减弱。日本采用瓷管〔15〕定心，估计就是为了争取与光导纤维硬度接近，减轻塌肩，以期降低不平度偏差。但由于烧结瓷管的温度很高，不宜与光导纤维烧结成一体而留有间隙〔16〕，结果光导纤维〔1〕与瓷管〔15〕两者的端面边缘都成了自由面，形成了塌肩〔17〕、〔18〕。〔17〕与〔18〕又互相为对方增大提供空间，造成恶性循环。本专利技术是直接向光导纤维表面蒸镀掺杂氧化铝、铬或铬合金(掺杂或合金是为了调节硬度)，也可用其他的镀法与合金来制成镀管〔3〕，使镀管的抗磨能力等于或极近于光导纤维。由于两者之间没有间隙，就没有自由面，形不成多向磨损，塌肩就不会产生，保证尽可能低的不平度偏差就有了基础。在此基础上，再采用第五步的研、磨和抛光的方法，就可以使端面不平度偏差近于零。(3)，防止光导纤维窜动。由于镀管材料的线腿胀系数都大于光导纤维材料-石英，所以在等于或稍高于光缆工作温度条件下蒸镀的镀管，在光缆工作温度范围内，总是对光导纤维有箍紧力，光导纤维端面压紧时不易缩回而使接触压力降低，可防止紧密程度下降，因为这会使界面反射增多，直接透射率降低，光耗增加。锥管胶垫〔9〕是传递螺帽〔8〕压紧插头芯子的压力，同时减少光缆被折断的几率。二，接头的制造方法(镀管法)。第一步抽取镀管〔21〕。净化光导纤维表面，再以真空泵油污染后用干布擦去，不可使用溶剂。在尽可能低的温度下蒸镀铬。当镀层厚度达0.5～1.0光导纤维直径时，停镀取出，按需要长度切成小段，加热使镀管胀松，推出光导纤维后，放入丙酮中储存。第二步研喇叭。〔27〕。为使光导纤维容易插入，又不致碰坏端面锐边，须把镀管口研成约30°锥角的喇叭口〔27〕，並充分抛光。第三步组装。把准备对接的两根光缆端部的包皮〔20〕、〔26〕剥去与镀管等长的一段，把加热到适当温度的镀管立直。如图(10)。滴入透明胶，把全面沾胶的光导纤维插入到根部。再把另一根也全面沾胶的光导纤维与先插入的轻轻对正接触后，同时慢慢下推，当光导纤维端面到达镀管〔21〕中部时停推，放冷。最后把事先已套在光缆外面的套管〔24〕慢慢上提，並边提边加入定位胶〔23〕。镀管用铬的原因是一因其硬度高于光导纤维，插入时不会被端面锐边刮下碎屑，以免夹入透明胶层〔22〕中而挡光。二因其线膨胀系数比光导纤维大的较多，在尽可能低的温度下蒸镀，加热后胀松较多，易于插入和推出光导纤维。考虑到光导纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术属于光缆部件的制造技术，光缆插头和光缆接头中各相互对头的两根光导纤维，由于直径太细，端面积太小而要求极低的同心度偏差与不平度偏差，对此，原有制造方法是靠高精度设备与高水平加工技术，质量稳定性与生产效率都较低。本专利技术的特征在于：ａ， 制造光缆插头时，在一根光缆的中部，把光缆包皮［２］剥去一段，在高于或等于光缆最高工作温度蒸镀硬度等于或近于光导纤维［１］的铬、铬合金或氧化铝等，形成镀管［３］；套上套管［５］，加入定位胶［４］，固化后插入外管［６］中，先作一个方位销孔，装好紧配合的方位销［７］之后再作另一个方位销孔；取下外管［６］与方位销［７］，在中部切开，分成两个插头芯子；在一般的研平与抛光之间加入令光导纤维端面［１１］与硬度高于光导纤维的光滑平盘匀缓轻磨的无粉光磨的新方法。ｂ、制造光缆接头时，在尽可能 低的温度上直接向光导纤维上蒸镀铬质镀管［２１］，切段后加热胀松，顶出光导纤维；也可在等尺寸同精度钢丝上蒸镀氧化铝镀管，再用盐酸溶去钢丝，向孔中充满透明胶［２２］后，插入光导纤维［１９］与［２５］，套上加入定位胶［２３］的套管［２４］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁铮，
申请(专利权)人：陈铁铮，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]