專利名稱：光連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔接有光纖的光連接器。
技術(shù)背景以往，在通過光纖傳送光的情況下，如圖1 (A)所示，使用按照以 下得到的部件在中心開孔的插芯(ferrule) 1中貫穿插入光纖2，用粘 接劑固定后，切斷光纖2的前端， 一起研磨端面3與光纖2而成的部件。 為了使用該部件構(gòu)成光連接器，如圖l (B)所示，使兩個該部件對置， 穿入套筒(sleeve) 4并在沿著光軸的方向上高精度地排列左、右插芯， 用左螺紋部件5A、右螺紋部件5B和彈簧6對插芯1施加壓力使光纖前 端稍微變形，從而實現(xiàn)高效率的光耦合。此外，套筒4優(yōu)選在中空圓筒 上施加有開口的開口套筒(參照圖l (C))。但是，在使用了以往的部件的光連接器中具有以下的問題。艮P:(1) 如圖1 (B)所示， 一邊用彈簧6施加壓力一邊使插芯的前端彼 此接觸，因此容易損傷光纖的芯線端面，尤其是在反復連接的情況下， 不能避免劣化。(2) 光通過的部分為幾pmO，因此有可能由于在通常的環(huán)境下進行 連接時灰塵等附著到接觸面上，以及當插芯端面彼此接觸時在垂直方向 上產(chǎn)生偏移等，而導致耦合效率的劣化。(3) 在插芯1中貫穿插入光纖2進行組裝的作業(yè)，需要進行插芯的 端面3的研磨加工，因此難以在車間進行。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有的光連接器的問題而完成的，其目的在于 提供一種即使進行多次拆裝也不會產(chǎn)生劣化，即使附著有少量灰塵等也不會對耦合效率帶來顯著影響，并且在車間中也能夠簡單地進行組裝的 光連接器。
本發(fā)明涉及熔接有光纖的光連接器，本發(fā)明的上述目的通過以下的 光連接器實現(xiàn)，該光連接器具有套筒，其在中空圓筒的一個端面上配設(shè) 有凸緣；準直透鏡，其在壓入或嵌插到該套筒中后接合固定于套筒上； 以及光纖，其放電(或者利用紅外激光加熱、利用微火焰加熱)熔接在 固定于所述套筒的狀態(tài)下的所述準直透鏡的與所述凸緣側(cè)相反側(cè)的端面 上，該光連接器的特征在于，所述凸緣的端面被加工成與光軸垂直的平 面，所述準直透鏡在與所述凸緣側(cè)相反側(cè)的端面上具有焦點位置。
此外，本發(fā)明的上述目的還通過將所述光纖熔接在所述準直透鏡的所 述焦點位置上而有效地達到。


圖1是表示以往的光連接器的圖。
圖2是表示本發(fā)明所涉及的光連接器的形狀的圖。
圖3是表示本發(fā)明所涉及的光連接器的制造裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是用于說明反射光檢測部的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示本發(fā)明的光連接器的使用狀態(tài)的圖。
具體實施例方式
參照附圖對本發(fā)明所涉及的光連接器的優(yōu)選實施方式進行說明。 圖2是表示本發(fā)明的光連接器形狀的圖，右側(cè)是主視圖，左側(cè)是側(cè)視 圖。套筒IO在中空圓筒的一端增設(shè)有凸緣部10a，在與光軸精確地呈直 角方向上平面研磨加工凸緣部10a的端面。該套筒10優(yōu)選是金屬、氧化 鋯或陶瓷制。此外，在套筒10中壓入或嵌插準直透鏡11后用粘接劑進 行接合固定。此外，在準直透鏡11的與透鏡面相反一側(cè)的端面(熔接面) 上放電熔接有光纖2。
此外，準直透鏡ll的透鏡面位于凸緣部10a的端面的稍微內(nèi)側(cè)。這 是為了在使兩個該光連接器對置時使相互的光束腰位置一致以使聚光
4效率最佳，以及使透鏡面之間不接觸。
接著，熔接面上的熔接光纖的位置成為問題，但是該位置是準直透鏡 ll的焦點位置。即，這是因為由于具有從光纖2入射到準直透鏡11的 焦點位置的光成為平行光且從準直透鏡ll的透鏡面射出，并且與準直透 鏡ll的光軸平行地入射到透鏡面的光會聚于焦點位置的性質(zhì)，因此如果 在焦點位置上熔接光纖2，則相對于出射光的反射光的返回率(耦合效率) 變得最高。
更優(yōu)選的實施方式是在透鏡面上通過蒸鍍等方法設(shè)置防反射膜。由
此，能夠?qū)Ⅰ詈闲试O(shè)為大約0.3 dB以內(nèi)，能夠得到不遜色于以往的光 連接器的性能。
如上所述，本發(fā)明所涉及的光連接器在準直透鏡11的焦點位置上放 電熔接光纖2，但是每個準直透鏡11的焦點位置存在偏差，因此不能由 物理位置(例如準直透鏡的中心)唯一確定。因此，用垂直于光軸設(shè)置 (或者與凸緣面緊貼)的平面反射鏡12 (圖3)來反射實際上從光纖2 向準直透鏡11入射光并從透鏡面射出的光，用準直透鏡11會聚反射光 并導入到光纖2，將反射光的強度最大的位置視作焦點位置，在該位置上 放電熔接光纖。由此，需要用于該過程的制造裝置，其中該裝置能夠利 用在日本特開2006-209085號公報(專利文獻l)中記載的裝置。
圖3是表示本發(fā)明所涉及的光連接器的制造裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。該 光連接器的制造裝置是用于通過放電熔接光纖2和準直透鏡11來制造光 連接器的裝置，利用了專利文獻l中記載的裝置和安裝方式。
圖3所示的光連接器的制造裝置具有系統(tǒng)控制部20、工作臺控制部 21、電弧放電電源22、反射光檢測部23、光纖保持工具24、可動工作臺 25、電弧放電電極26以及套筒保持工具27。
系統(tǒng)控制部20對圖3所示的光連接器的制造裝置整體的工作、即用 于制造光連接器的一系列的熔接作業(yè)進行控制。套筒保持工具27是用于 對固定有作為加工對象的準直透鏡11的套筒IO進行保持的夾具。保持 工具28與套筒保持工具27 —起保持平面反射鏡12。
平面反射鏡12通過對從準直透鏡11射出的光進行反射，使光再次入射到準直透鏡11。平面反射鏡12通過保持工具28相對于套筒的軸方向 垂直地固定。此外，當利用彈簧等活動連接平面反射鏡12，使其抵壓并 緊靠套筒的凸緣端面時，能夠相對于套筒的光軸方向垂直地牢固固定反 射鏡。
光纖保持工具24保持著與準直透鏡11接合的光纖2?？蓜庸ぷ髋_25 是通過載置光纖保持工具24并使其移動，來對光纖保持工具24所保持 的光纖2的位置進行調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)單元。在工作臺控制部21的控制下 三維驅(qū)動可動工作臺25?；蛘撸僮髡咭部梢允謩硬僮骺蓜庸ぷ髋_25。 此外，在本裝置中，通過使光纖保持工具24側(cè)移動來調(diào)節(jié)光纖2相對于 準直透鏡11的相對位置，但是也可以通過使套筒保持工具27側(cè)移動， 或者使套筒保持工具27和光纖保持工具24兩者移動，來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)光纖2 和準直透鏡U兩者的相對位置。
工作臺控制部21在系統(tǒng)控制部20的控制下，對可動工作臺25的動 作進行控制。電弧放電電極26由正極和負極這一對電極構(gòu)成，通過由在 系統(tǒng)控制部20的控制下工作的電弧放電電源22提供電源，來產(chǎn)生電弧 放電。電弧放電的定時和放電的強度由系統(tǒng)控制部20控制。
反射光檢測部23使在檢測準直透鏡11的焦點位置時所使用的信號光 入射到光纖2，并且對來自光纖2的反射光的強度進行檢測。根據(jù)圖4對 反射光檢測部23的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。
圖4是用于說明在制造單芯光纖準直器時所使用的反射光檢測部23 的結(jié)構(gòu)的圖。反射光檢測部23包括激光二極管(LD)光源231、光耦合 器232、光檢測器233以及放大電路234。從LD光源231射出的光(信 號光)通過光耦合器232入射到光纖2的一端，從光纖2的另一'端射出 并入射到準直透鏡11。該光由準直透鏡11校準并射出，通過平面反射鏡 12反射，再次返回準直透鏡11并入射到光纖2。此外，該光(反射光) 經(jīng)由光纖2入射到光耦合器232，并導向光檢測器233。光檢測器233對 反射光的強度進行檢測，從光檢測器233輸出的檢測信號由放大電路234 放大，并輸出到系統(tǒng)控制部20 (圖3)。
圖3所示的系統(tǒng)控制部20根據(jù)從反射光檢測部23輸出的檢測信號對工作臺控制部21進行控制，使可動工作臺25三維移動。由此，確定光
纖2的前端在XYZ軸上的位置以使反射光的強度最強。通過這樣的焦點 位置檢測，光纖2的前端處的芯線的中心位置配置在準直透鏡11的焦點 位置上。在如此檢測出光纖2所熔接的位置時，從系統(tǒng)控制部20向電弧 放電電源22發(fā)出指令，從電弧放電電極26產(chǎn)生電弧放電，使光纖2熔 接在準直透鏡11的焦點位置上。
圖5是表示使本發(fā)明所涉及的兩個光連接器對置，并通過螺紋部件 5A、 5B和彈簧6使凸緣基準面之間面對齊來實現(xiàn)光耦合的情況的圖。此 時，在左側(cè)的光連接器和右側(cè)的光連接器之間通過的光是正確的平行光， 因此即使在接合面上產(chǎn)生幾十pm左右的偏移，也基本不會影響耦合效 率。
本發(fā)明所涉及的光連接器起到如下的優(yōu)異的效果
(1) 因為對置的兩個光連接器之間為空間，透鏡面之間不會由于連 接而彼此接觸，所以即使進行多次拆裝也完全不會產(chǎn)生劣化。
(2) 因為使用了準直透鏡，所以即使灰塵等附著在透鏡面上，也由 于準直光束直徑較大(在焦點距離為1.3 mm的非球面透鏡的情況下大約 為250,O左右)而不會對耦合效率產(chǎn)生顯著的影響。
(3) 因為是利用放電熔接進行的光纖接合，所以即使在車間也能夠 進行作業(yè)，而且能夠在短時間內(nèi)進行作業(yè)。
(4) 采用在透鏡面上蒸鍍防反射膜的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，能夠 將光耦合效率設(shè)為大約0.3 dB以內(nèi)，所以能夠得到不遜色于以往的光連 接器的性能。
權(quán)利要求
1.一種光連接器，該光連接器具有套筒，其在中空圓筒的一個端面上配設(shè)有凸緣；準直透鏡，其在壓入或嵌插到該套筒中之后接合固定于所述套筒上；以及光纖，其熔接在固定于所述套筒上的狀態(tài)下的所述準直透鏡的與所述凸緣側(cè)相反側(cè)的端面上，該光連接器的特征在于，所述凸緣的端面被加工成與光軸垂直的平面，所述準直透鏡在與所述凸緣側(cè)相反側(cè)的端面上具有焦點位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接器，其特征在于，所述光纖熔接在 所述套筒被固定的狀態(tài)下的所述準直透鏡的所述焦點位置上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光連接器，其特征在于，所述熔接是 通過基于放電、紅外激光的加熱或基于微火焰的加熱中的任意一種方法 來進行的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項所述的光連接器，其特征在于， 所述凸緣的端面是研磨加工而成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項所述的光連接器，其特征在于， 在所述準直透鏡的透鏡面上設(shè)置有防反射膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任意一項所述的光連接器，其特征在于， 所述套筒是金屬、氧化鋯或陶瓷制的。
全文摘要
本發(fā)明是一種光連接器，該光連接器具有套筒，其在中空圓筒的一個端面上配設(shè)有凸緣；準直透鏡，其在壓入或嵌插到套筒中之后接合固定于套筒上；以及光纖，其熔接在固定于套筒上的狀態(tài)下的準直透鏡的與凸緣側(cè)相反側(cè)的端面上，該光連接器的特征在于，凸緣的端面被加工成與光軸垂直的平面，準直透鏡在與凸緣側(cè)相反側(cè)的端面上具有焦點位置。
文檔編號G02B6/32GK101652688SQ200780052358
公開日2010年2月17日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者小石結(jié) 申請人:日本光電測試有限公司