專利名稱:用于多光纖對(duì)接耦合的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種多光纖對(duì)接耦合的連接器,尤其是一種可以插入著名的MPO 標(biāo)準(zhǔn)法蘭的光纖連接器。
背景技術(shù):
光纖無(wú)源器件在當(dāng)前的光通信技術(shù)中扮演著越來(lái)越重要的角色,逐漸演變?yōu)橐环N主要的信號(hào)傳輸方案,以解決云計(jì)算系統(tǒng)所需求大量的光纖耦合,并可簡(jiǎn)單地進(jìn)行插拔。著名的SC型連接器,Beard于1994年5月31號(hào)發(fā)表的美國(guó)專利(專利號(hào)5317663),圖19為該專利的水平剖視圖。在SC型連接器中每一對(duì)單獨(dú)的光纖僅能傳輸一個(gè)通信信號(hào),比起近期的MPO連接器已經(jīng)越來(lái)越?jīng)]有優(yōu)勢(shì),盡管MPO連接器比只能單通道耦合的SC型連接器成本更高。圖19是MPO連接器的水平剖視圖,為多芯光纖對(duì)接設(shè)計(jì)的陶瓷芯被安裝于更大的MPO固定頭套中,例如,對(duì)芯帶纖。另外,為了增加經(jīng)典的SC型連接器的連接密度,由 Lu于2009年1月13號(hào)重新發(fā)表的美國(guó)專利(專利號(hào)USRE40622E),一種稱為雙芯陶瓷芯的SC連接器與法蘭,這是一種無(wú)源光纖連接器,固定頭套中內(nèi)置二個(gè)獨(dú)立的并平行放置的陶瓷芯,需要一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的大型法蘭與之配合連接提供光纖耦合。雖然這確是一種可以增加傳輸目睹的方案,但二通道的耦合與裝入多芯陶瓷芯的MPO連接器相比卻沒(méi)有效率。因此,參考裝入多芯陶瓷芯的MPO連接器帶來(lái)的巨大優(yōu)勢(shì)與經(jīng)典的SC型連接器的結(jié)構(gòu)成本低廉,以此尋找一種新的解決方案。SC型MPO連接器從Kakii等人于1994年9月 27日發(fā)表的美國(guó)專利(專利號(hào)US53513^),帶氧化膜的V槽光纖連接器中獲得靈感,裝入帶角度V槽陶瓷芯,保留了多芯光纖對(duì)接的特點(diǎn),例如,廣泛實(shí)用于工業(yè)中通過(guò)模具成型的熱塑性材料制作而成的多芯陶瓷芯,保持其纖芯中心間距精度為士0.5微米,其昂貴的成型成本對(duì)比使用V槽的硅片陶瓷芯,后者在成本低廉的同時(shí),多芯光纖對(duì)接精度也可得到保證,同時(shí)由于硅片的材料特性可改善陶瓷芯的穩(wěn)定性與可靠度。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是要提供一種用于多光纖對(duì)接耦合的連接器,該連接器通過(guò)SC型連接器結(jié)構(gòu)來(lái)改善多芯光纖對(duì)接所需的耦合效率與密度;以及通過(guò)硅片V槽切割技術(shù)與硅片自身材料特性提升連接器中陶瓷芯的使用壽命,同時(shí)降低其制造成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一個(gè)用于多光纖對(duì)接耦合的連接器,包含一個(gè)耦合帽,一個(gè)光纖連接器固定頭套組件,一個(gè)用于多芯光纖與二個(gè)導(dǎo)向銷對(duì)接的帶角度的V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯,固定頭套組件包含一個(gè)固定頭套,一個(gè)支持管,固定頭套內(nèi)置有被耦合帽所包圍的V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯,并可相對(duì)滑動(dòng),V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯后端通過(guò)導(dǎo)向銷固定座與放置在固定頭套內(nèi)的彈簧緊頂接觸,并使V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯緊貼于陶瓷芯停止面上。耦合帽頂部設(shè)有快速導(dǎo)正MPO連接器進(jìn)入法蘭連接孔中的導(dǎo)正鍵,其側(cè)面上設(shè)有法蘭卡鉤導(dǎo)向槽,以及用于快速分離法蘭卡鉤,并保護(hù)內(nèi)部的固定頭套組件的卡鉤導(dǎo)正釋放器。V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯主要由基板,定位平板,陶瓷芯尾管,導(dǎo)向銷固定座,導(dǎo)向銷構(gòu)成,上下兩片硅片基板中間設(shè)有纖芯固定V槽,纖芯固定V槽兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向銷固定V槽,中間的定位平板直接按壓到光纖的圓形表面,使光纖的表面完全貼合在中間的纖芯固定V槽與定位平板中間的三角形空間中,三面相切定位,并用膠水粘合將光纖緊固于V槽的纖芯陣列中,使纖芯間距導(dǎo)正精度為士0. 5um。固定頭套頭上兩側(cè)各有一個(gè)用于保證帶有8°角耦合面陶瓷芯的固定頭套組件正確插入耦合帽的固定頭套組件導(dǎo)向孔中的倒角導(dǎo)正插入面,固定頭套兩側(cè)分別有二個(gè)可卸除卡鉤,和二個(gè)中間帶有卡鉤導(dǎo)正釋放器開(kāi)口的臺(tái)階,固定頭套通過(guò)可卸除卡鉤和臺(tái)階插入耦合帽中的固定頭套臺(tái)階開(kāi)口與耦合帽滑動(dòng)連接,并與耦合帽上的固定頭套推入面,固定頭套拉出面相互配合。由于采用以上技術(shù)方案,本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下有益效果1.繼承了經(jīng)典的SC型連接器特性a)陶瓷芯在固定頭套內(nèi),不受耦合帽干擾,獨(dú)立地耦合于MPO法蘭中。b)用于快速導(dǎo)正,保護(hù)固定頭套組件的耦合帽可以通過(guò)可拆卸卡鉤方便地拆卸下來(lái)。2.與多芯光纖陶瓷芯相同的排列方式a)與經(jīng)典的SC型連接器相比極大的改進(jìn)了耦合效率。b)與多芯陶瓷芯相同的導(dǎo)向銷,纖芯排列間距,并在耦合時(shí)可精確導(dǎo)正。c)可在任何地方與MPO標(biāo)準(zhǔn)連接器耦合。3. V 槽定位a)高精度定位,定位精度可達(dá)到士 0. 5um。b)由三面相切定位,相比多芯陶瓷芯的圓孔定位,更快速有效。4.硅片陶瓷芯特性與多芯陶瓷芯相比a)提供更加有效的熱可靠性,穩(wěn)定性。原料提煉簡(jiǎn)單,成本低廉。
圖1為本實(shí)用新型的連接器與MPO標(biāo)準(zhǔn)法蘭在插入方向上的立體分解圖;圖2為本實(shí)用新型連接器插入MPO標(biāo)準(zhǔn)法蘭后的立體局部剖視圖;圖3為圖2的水平剖視圖;圖4為圖2的垂直剖視圖;圖5至7為卡鉤導(dǎo)正釋放器在連接器插入或拔出法蘭過(guò)程工作示意圖;圖8為耦合帽的立體圖;圖9為固定頭套組件立體圖;圖10為圖9中固定頭套與支持管的立體分解圖;圖11為圖9的水平剖視圖;圖12為圖9的垂直剖視圖;圖13為連接器插入法蘭時(shí),耦合帽與固定頭套的相對(duì)位置立體示意圖;圖14為連接器拔出法蘭時(shí),耦合帽與固定頭套的相對(duì)位置立體示意圖;[0035]圖15為V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯的立體圖;圖16為圖15的后端面視圖;圖17為圖15的俯視圖;圖18為圖15的側(cè)視圖;圖19為MPO標(biāo)準(zhǔn)連接器與熱塑性塑料陶瓷芯的水平剖視圖。。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
,進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。以MPO標(biāo)準(zhǔn)法蘭1為參照,SC型帶角度V槽硅片陶瓷芯MPO連接器,它包含了三個(gè)主要部件,分別為耦合帽3,為圖8所示;固定頭套組件4,為圖9所示;V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯5,為圖15所示。如圖1,2所示,當(dāng)SC型帶角度V槽硅片陶瓷芯MPO連接器在圖1所示插入方向中與MPO標(biāo)準(zhǔn)法蘭1配合工作。如圖3,4所示,本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)如下V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯5安置于固定頭套組件 4中,它們被外部的耦合帽3保護(hù),并在工作時(shí)導(dǎo)正插入MPO法蘭1中。固定頭套4內(nèi)置V 槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯5被耦合帽3所包圍,并可相對(duì)滑動(dòng)。V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯5在固定頭套 3內(nèi)被彈簧7頂住其導(dǎo)向銷固定座15的后端,緊貼于陶瓷芯停止面41,為圖10所示。如圖5至圖7所示,耦合帽3上凸出的卡鉤導(dǎo)正釋放器23機(jī)構(gòu)與MPO法蘭卡鉤18 的相互配合,以提供比普通MPO連接器更快速有效的連接方式。圖5所示,當(dāng)SC型MPO連接器2插入MPO法蘭連接孔17時(shí),耦合帽3上的卡鉤導(dǎo)正釋放器23強(qiáng)迫法蘭卡鉤18變形, 引導(dǎo)卡鉤18扣到固定頭套組件4的固定頭套臺(tái)階34上,這種工作狀況如圖6所示。反之, 當(dāng)SC型MPO連接器2從反方向拔出MPO法蘭1時(shí),卡鉤導(dǎo)正釋放器23再次強(qiáng)迫法蘭卡鉤 18變形,并時(shí)卡鉤18與固定頭套臺(tái)階34分離,如圖7所示。因此,當(dāng)SC型MPO連接器2 可以很方便的插入或拔出MPO法蘭1,并在固定頭套臺(tái)階34提供的卡鉤平面上提供比普通 MPO法蘭更加平穩(wěn)的耦合力。在耦合帽3上的導(dǎo)正鍵M與MPO法蘭1中的上導(dǎo)正孔19和下導(dǎo)正孔20相互配合,使SC型MPO連接器2可以非常簡(jiǎn)便地耦合在連接孔17中。如圖8所示,耦合帽3,它直接與MPO法蘭1和固定頭套組件4配合工作,通過(guò)其頂部的導(dǎo)正鍵M快速導(dǎo)正SC型MPO連接器2進(jìn)入法蘭連接孔17中,通過(guò)在其側(cè)面上的法蘭卡鉤導(dǎo)向槽22上的卡鉤導(dǎo)正釋放器23快速分離法蘭卡鉤18,并保護(hù)內(nèi)部的固定頭套組件 4。耦合帽3包含一個(gè)導(dǎo)正鍵M位于插入面上和一個(gè)停止鍵25以導(dǎo)正連接器,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)連接器(公端/母端)通過(guò)法蘭上導(dǎo)正孔19,第二個(gè)連接器(母端/公端)通過(guò)法蘭下導(dǎo)正孔20插入法蘭連接孔17時(shí),法蘭上的耦合帽停止壁21與停止鍵25接觸,使耦合帽固定于法蘭內(nèi),完全不影響內(nèi)部陶瓷芯的耦合工作。耦合帽3后段的指紋槽沈和拉出指向槽27 用于方便連接器拔出;固定頭套組件導(dǎo)向孔觀與固定套套組件4上的導(dǎo)正插入面36配合滑動(dòng);固定頭套臺(tái)階開(kāi)口四為固定頭套臺(tái)階34提供滑動(dòng)空間,通過(guò)側(cè)面的固定頭套推入面 30推動(dòng)固定頭套上的可卸除卡鉤33以將其插入MPO法蘭1中,如圖5所示工作狀況,并通過(guò)側(cè)面的固定頭套拔出面31推動(dòng)固定頭套臺(tái)階34以將其拔出MPO法蘭1,如圖7所示工作狀況;圖8所示的后段固定頭套組件腔32提供充足的空間以保護(hù)內(nèi)部的固定頭套4和其內(nèi)部的陶瓷芯。如圖9至圖12所示,固定頭套組件4包含一個(gè)固定頭套6如圖10所示,當(dāng)公端連接器與母端連接器耦合于法蘭中時(shí),通過(guò)法蘭卡鉤18緊密扣住固定頭套臺(tái)階34產(chǎn)生彈簧 7提供的反作用力,以輔助內(nèi)部陶瓷芯對(duì)接;一個(gè)彈簧7如圖10所示,位于固定頭套6的彈簧開(kāi)口 37中間,將陶瓷芯尾管13包圍,提供必要的彈力緊密地頂住硅片陶瓷芯5的后端, 使陶瓷芯前插入精確導(dǎo)入槽40,令公母端拋光后的8°角耦合面51十分緊密地貼合在一起以保證耦合損失在合格范圍;一個(gè)支持管8如圖10所示,通過(guò)支持管插入面42插入固定頭套6后端的支持管槽38,兩側(cè)的支持管臺(tái)階43扣入支持管固定槽39以固定于固定頭套6 中,它以彈簧支撐面46支撐彈簧7,以后段的夾管槽44與夾管9配合夾住保護(hù)光纖16的材質(zhì),如凱夫拉等,被連接器尾管10套住。光纖16通過(guò)光纖孔45被支持管8和連接器尾管 10包住,使連接器2尾部出去的光纖彎曲平穩(wěn),降低因而帶來(lái)的光損。如圖10所示,固定頭套6包含一個(gè)倒角的導(dǎo)正插入面36以保證帶有8°角耦合面 51陶瓷芯的固定頭套組件4正確插入耦合帽3的固定頭套組件導(dǎo)向孔觀中,如圖8所示; 兩側(cè)有分別有2個(gè)可卸除卡鉤33,與2個(gè)中間帶有卡鉤導(dǎo)正釋放器開(kāi)口 35的臺(tái)階34??尚冻ㄣ^33與固定頭套臺(tái)階34插入耦合帽3中的固定頭套臺(tái)階開(kāi)口 29,并在可在其中滑動(dòng),與固定頭套推入面30,固定頭套拉出面31相互配合。固定頭套組件4僅能正向插入固定頭套臺(tái)階開(kāi)口四中,因此,可卸除卡鉤33在開(kāi)口四中能夠通過(guò)手指適當(dāng)按壓,再?gòu)暮蠖藢⑵浒纬?。?dāng)連接器2插入MPO法蘭1中時(shí),臺(tái)階34通過(guò)固定頭套推入面30會(huì)自動(dòng)調(diào)整與法蘭卡鉤18配合扣入,如圖13所示;反之,臺(tái)階34被固定頭套拔出面31推出MPO法蘭 1,如圖14所示。固定頭套6內(nèi)部安裝陶瓷芯5,并通過(guò)精確導(dǎo)向孔40導(dǎo)正,在彈簧7提供的壓力下,通過(guò)陶瓷芯5內(nèi)部的導(dǎo)向銷固定座15的臺(tái)階,被嚴(yán)格地固定于陶瓷芯停止面41 上。同時(shí)導(dǎo)向銷固定座15吸收多余的彈力和其反作用力,以保證陶瓷芯5在固定頭套組件 4耦合滑動(dòng)中不會(huì)直接作用于內(nèi)部的硅片基板11上。如圖15至圖18所示,V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯5是一種混合材料,主要由硅材質(zhì)的基板11與定位平板12,塑料材質(zhì)的陶瓷芯尾管13與導(dǎo)向銷固定座15,不銹鋼材質(zhì)的導(dǎo)向銷 14,經(jīng)紫外線固化膠水填充于注膠孔52中將它們組合在一起。為了讓本實(shí)用新型與普通的MPO連接器通用,V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯采用了與多纖陶瓷芯相同的導(dǎo)向銷規(guī)格與間距,相同的纖芯數(shù)量與間距。圖15以M芯多纖陶瓷芯的排列方式為參照,而通過(guò)使用硅片結(jié)構(gòu)以降低陶瓷芯的制造成本并提高耐用性。其他的排列方式,如參照12芯多纖陶瓷芯的排列方式的結(jié)構(gòu)并未列出。在光纖陣列產(chǎn)品中,硅片基板表面V槽切割技術(shù)已可完全達(dá)到光纖纖芯間距達(dá)到超高精度士0.5um,因此,本實(shí)用新型中所提及的V槽硅片基板是可以獲得的。通過(guò)相同的紫外線固化膠水與硅片纖芯定位的結(jié)合,光纖陣列產(chǎn)品可在達(dá)到高溫高壓高濕試驗(yàn)96小時(shí)標(biāo)準(zhǔn),并且成品可達(dá)到國(guó)際可靠性試驗(yàn)GR1221和GR1209標(biāo)準(zhǔn)。因此,使用相同工藝制作的V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯也能達(dá)到相應(yīng)的可靠性,品質(zhì)優(yōu)于當(dāng)前廣泛使用的MPO連接器。如圖16所示,V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯5主要是由上下兩片硅片基板11的導(dǎo)向銷固定V槽47在纖芯固定V槽48兩側(cè),中間的定位平板12直接按壓到光纖的圓形表面,使光纖的表面完全的貼合在中間的纖芯固定V槽48與定位平板12中間的三角形空間中,三面相切定位,然后將它們使用膠水粘合起來(lái),將光纖緊固于V槽的纖芯陣列中,使纖芯間距達(dá)到導(dǎo)正精度士0. 5um,因此,多芯光纖在導(dǎo)向銷固定V槽47和纖芯固定V槽48的固定下完美耦合。陶瓷芯尾管13將陶瓷芯5后端出去的光纖包覆,避免其嚴(yán)重彎曲,它的頭部與尾管固定面49接觸,如圖17所示,通過(guò)膠水與其他部件粘合起來(lái);導(dǎo)向銷固定座15牢固地夾持已定位在導(dǎo)向銷固定V槽47內(nèi)的導(dǎo)向銷14的后端,一面與導(dǎo)向銷固定座固定面50接觸,通過(guò)膠水與其他部件粘合起來(lái)。最后,將完成粘結(jié)后的陶瓷芯5的耦合面拋光研磨為帶 8°角的耦合面51,如圖18所示。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的雙芯陶瓷芯的SC連接器相比,顯然可以更有效提升耦合密度。與圖19中所示普通MPO連接器相比,本實(shí)用新型提供了一種與MPO標(biāo)準(zhǔn)法蘭更為有效的連接,并通過(guò)硅片的材料特性在達(dá)到多芯光纖對(duì)接定位精度的同時(shí),提升產(chǎn)品的可靠性并降低制作成本。上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的,是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利,不能理解為是對(duì)本專利包括范圍的限制;只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾,均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求1.一個(gè)用于多光纖對(duì)接耦合的連接器,包含一個(gè)耦合帽(3),一個(gè)光纖連接器固定頭套組件(4),一個(gè)用于多芯光纖(16)與二個(gè)導(dǎo)向銷(14)對(duì)接的帶角度的V槽硅片陶瓷芯(5),其特征在于;所述固定頭套組件(4)包含一個(gè)固定頭套(6),一個(gè)支持管(8),所述固定頭套(6)內(nèi)置有被耦合帽(3)所包圍的V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯(5),并可相對(duì)滑動(dòng);所述V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯(5)后端通過(guò)導(dǎo)向銷固定座(15)與放置在固定頭套(6)內(nèi)的彈簧(7)緊頂接觸,并使V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯(5)緊貼于陶瓷芯停止面(41)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多光纖對(duì)接耦合的連接器,其特征在于所述耦合帽(3) 頂部設(shè)有快速導(dǎo)正MPO連接器(2)進(jìn)入法蘭連接孔(17)中的導(dǎo)正鍵(M),其側(cè)面上設(shè)有法蘭卡鉤導(dǎo)向槽(22),用于快速分離法蘭卡鉤(18)和保護(hù)內(nèi)部的固定頭套組件(4)的卡鉤導(dǎo)正釋放器(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多光纖對(duì)接耦合的連接器,其特征在于所述V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯(5)主要由基板(11),定位平板(12),陶瓷芯尾管(13),導(dǎo)向銷固定座(15),導(dǎo)向銷(14)構(gòu)成,上下兩片硅片基板(11)中間設(shè)有纖芯固定V槽(48),纖芯固定V槽(48)兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向銷固定V槽(47),中間的定位平板(12)直接按壓到光纖的圓形表面,使光纖的表面完全貼合在中間的纖芯固定V槽(48)與定位平板(12)中間的三角形空間中,三面相切定位,并用膠水粘合將光纖緊固于V槽的纖芯陣列中,使纖芯間距導(dǎo)正精度為士0. 5um。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多光纖對(duì)接耦合的連接器,其特征在于所述固定頭套(6)頭上兩側(cè)各有一個(gè)用于保證帶有8°角耦合面(51)陶瓷芯的固定頭套組件(4)正確插入耦合帽(3)的固定頭套組件導(dǎo)向孔(28)中的倒角導(dǎo)正插入面(36),固定頭套(6)兩側(cè)分別有二個(gè)可卸除卡鉤(33),和二個(gè)中間帶有卡鉤導(dǎo)正釋放器開(kāi)口(35)的臺(tái)階(34),固定頭套(6 )通過(guò)可卸除卡鉤(33 )和臺(tái)階(34 )插入耦合帽(3 )中的固定頭套臺(tái)階開(kāi)口( 29 )與耦合帽(3)滑動(dòng)連接,并與耦合帽(3)上的固定頭套推入面(30),固定頭套拉出面(31)相互配合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一個(gè)用于多光纖對(duì)接耦合的連接器,包含一個(gè)耦合帽,一個(gè)光纖連接器固定頭套組件,一個(gè)用于多芯光纖與二個(gè)導(dǎo)向銷對(duì)接的V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯,固定頭套內(nèi)置有被耦合帽所包圍的V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯,并可相對(duì)滑動(dòng),V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯后端通過(guò)導(dǎo)向銷固定座與放置在固定頭套內(nèi)的彈簧緊頂接觸,并使V槽硅片結(jié)構(gòu)陶瓷芯緊貼于陶瓷芯停止面上。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的雙芯陶瓷芯的SC連接器相比,顯然可以更有效提升耦合密度。本實(shí)用新型提供了一種與MPO標(biāo)準(zhǔn)法蘭更為有效的連接,并通過(guò)硅片的材料特性在達(dá)到多芯光纖對(duì)接定位精度的同時(shí),提升產(chǎn)品的可靠性并降低制作成本。
文檔編號(hào)G02B6/38GK202177724SQ20112026131
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者劉正立, 劉炳慶, 林松福, 羅遠(yuǎn)頡 申請(qǐng)人:上海上詮電信科技有限公司