CN101652688A - 光连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种光连接器，该光连接器具有：套筒，其在中空圆筒的一个端面上配设有凸缘；准直透镜，其在压入或嵌插到套筒中之后接合固定于套筒上；以及光纤，其熔接在固定于套筒上的状态下的准直透镜的与凸缘侧相反侧的端面上，该光连接器的特征在于，凸缘的端面被加工成与光轴垂直的平面，准直透镜在与凸缘侧相反侧的端面上具有焦点位置。

Description

光连接器
技术领域
本发明涉及一种熔接有光纤的光连接器。
背景技术
以往，在通过光纤传送光的情况下，如图1(A)所示，使用按照以下得到的部件：在中心开孔的插芯(ferrule)1中贯穿***光纤2，用粘接剂固定后，切断光纤2的前端，一起研磨端面3与光纤2而成的部件。为了使用该部件构成光连接器，如图1(B)所示，使两个该部件对置，穿入套筒(sleeve)4并在沿着光轴的方向上高精度地排列左、右插芯，用左螺纹部件5A、右螺纹部件5B和弹簧6对插芯1施加压力使光纤前端稍微变形，从而实现高效率的光耦合。此外，套筒4优选在中空圆筒上施加有开口的开口套筒(参照图1(C))。
但是，在使用了以往的部件的光连接器中具有以下的问题。即：
(1)如图1(B)所示，一边用弹簧6施加压力一边使插芯的前端彼此接触，因此容易损伤光纤的芯线端面，尤其是在反复连接的情况下，不能避免劣化。
(2)光通过的部分为几μmφ，因此有可能由于在通常的环境下进行连接时灰尘等附着到接触面上，以及当插芯端面彼此接触时在垂直方向上产生偏移等，而导致耦合效率的劣化。
(3)在插芯1中贯穿***光纤2进行组装的作业，需要进行插芯的端面3的研磨加工，因此难以在车间进行。
发明内容
本发明是为了解决上述现有的光连接器的问题而完成的，其目的在于提供一种即使进行多次拆装也不会产生劣化，即使附着有少量灰尘等也不会对耦合效率带来显著影响，并且在车间中也能够简单地进行组装的光连接器。
本发明涉及熔接有光纤的光连接器，本发明的上述目的通过以下的光连接器实现，该光连接器具有套筒，其在中空圆筒的一个端面上配设有凸缘；准直透镜，其在压入或嵌插到该套筒中后接合固定于套筒上；以及光纤，其放电(或者利用红外激光加热、利用微火焰加热)熔接在固定于所述套筒的状态下的所述准直透镜的与所述凸缘侧相反侧的端面上，该光连接器的特征在于，所述凸缘的端面被加工成与光轴垂直的平面，所述准直透镜在与所述凸缘侧相反侧的端面上具有焦点位置。
此外，本发明的上述目的还通过将所述光纤熔接在所述准直透镜的所述焦点位置上而有效地达到。
附图说明
图1是表示以往的光连接器的图。
图2是表示本发明所涉及的光连接器的形状的图。
图3是表示本发明所涉及的光连接器的制造装置的结构的示意图。
图4是用于说明反射光检测部的结构的图。
图5是表示本发明的光连接器的使用状态的图。
具体实施方式
参照附图对本发明所涉及的光连接器的优选实施方式进行说明。
图2是表示本发明的光连接器形状的图，右侧是主视图，左侧是侧视图。套筒10在中空圆筒的一端增设有凸缘部10a，在与光轴精确地呈直角方向上平面研磨加工凸缘部10a的端面。该套筒10优选是金属、氧化锆或陶瓷制。此外，在套筒10中压入或嵌插准直透镜11后用粘接剂进行接合固定。此外，在准直透镜11的与透镜面相反一侧的端面(熔接面)上放电熔接有光纤2。
此外，准直透镜11的透镜面位于凸缘部10a的端面的稍微内侧。这是为了：在使两个该光连接器对置时使相互的光束腰位置一致以使聚光效率最佳，以及使透镜面之间不接触。
接着，熔接面上的熔接光纤的位置成为问题，但是该位置是准直透镜11的焦点位置。即，这是因为：由于具有从光纤2入射到准直透镜11的焦点位置的光成为平行光且从准直透镜11的透镜面射出，并且与准直透镜11的光轴平行地入射到透镜面的光会聚于焦点位置的性质，因此如果在焦点位置上熔接光纤2，则相对于出射光的反射光的返回率(耦合效率)变得最高。
更优选的实施方式是在透镜面上通过蒸镀等方法设置防反射膜。由此，能够将耦合效率设为大约0.3dB以内，能够得到不逊色于以往的光连接器的性能。
如上所述，本发明所涉及的光连接器在准直透镜11的焦点位置上放电熔接光纤2，但是每个准直透镜11的焦点位置存在偏差，因此不能由物理位置(例如准直透镜的中心)唯一确定。因此，用垂直于光轴设置(或者与凸缘面紧贴)的平面反射镜12(图3)来反射实际上从光纤2向准直透镜11入射光并从透镜面射出的光，用准直透镜11会聚反射光并导入到光纤2，将反射光的强度最大的位置视作焦点位置，在该位置上放电熔接光纤。由此，需要用于该过程的制造装置，其中该装置能够利用在日本特开2006-209085号公报(专利文献1)中记载的装置。
图3是表示本发明所涉及的光连接器的制造装置的结构的示意图。该光连接器的制造装置是用于通过放电熔接光纤2和准直透镜11来制造光连接器的装置，利用了专利文献1中记载的装置和安装方式。
图3所示的光连接器的制造装置具有***控制部20、工作台控制部21、电弧放电电源22、反射光检测部23、光纤保持工具24、可动工作台25、电弧放电电极26以及套筒保持工具27。
***控制部20对图3所示的光连接器的制造装置整体的工作、即用于制造光连接器的一系列的熔接作业进行控制。套筒保持工具27是用于对固定有作为加工对象的准直透镜11的套筒10进行保持的夹具。保持工具28与套筒保持工具27一起保持平面反射镜12。
平面反射镜12通过对从准直透镜11射出的光进行反射，使光再次入射到准直透镜11。平面反射镜12通过保持工具28相对于套筒的轴方向垂直地固定。此外，当利用弹簧等活动连接平面反射镜12，使其抵压并紧靠套筒的凸缘端面时，能够相对于套筒的光轴方向垂直地牢固固定反射镜。
光纤保持工具24保持着与准直透镜11接合的光纤2。可动工作台25是通过载置光纤保持工具24并使其移动，来对光纤保持工具24所保持的光纤2的位置进行调节的位置调节单元。在工作台控制部21的控制下三维驱动可动工作台25。或者，操作者也可以手动操作可动工作台25。此外，在本装置中，通过使光纤保持工具24侧移动来调节光纤2相对于准直透镜11的相对位置，但是也可以通过使套筒保持工具27侧移动，或者使套筒保持工具27和光纤保持工具24两者移动，来调节调节光纤2和准直透镜11两者的相对位置。
工作台控制部21在***控制部20的控制下，对可动工作台25的动作进行控制。电弧放电电极26由正极和负极这一对电极构成，通过由在***控制部20的控制下工作的电弧放电电源22提供电源，来产生电弧放电。电弧放电的定时和放电的强度由***控制部20控制。
反射光检测部23使在检测准直透镜11的焦点位置时所使用的信号光入射到光纤2，并且对来自光纤2的反射光的强度进行检测。根据图4对反射光检测部23的结构进行详细说明。
图4是用于说明在制造单芯光纤准直器时所使用的反射光检测部23的结构的图。反射光检测部23包括激光二极管(LD)光源231、光耦合器232、光检测器233以及放大电路234。从LD光源231射出的光(信号光)通过光耦合器232入射到光纤2的一端，从光纤2的另一端射出并入射到准直透镜11。该光由准直透镜11校准并射出，通过平面反射镜12反射，再次返回准直透镜11并入射到光纤2。此外，该光(反射光)经由光纤2入射到光耦合器232，并导向光检测器233。光检测器233对反射光的强度进行检测，从光检测器233输出的检测信号由放大电路234放大，并输出到***控制部20(图3)。
图3所示的***控制部20根据从反射光检测部23输出的检测信号对工作台控制部21进行控制，使可动工作台25三维移动。由此，确定光纤2的前端在XYZ轴上的位置以使反射光的强度最强。通过这样的焦点位置检测，光纤2的前端处的芯线的中心位置配置在准直透镜11的焦点位置上。在如此检测出光纤2所熔接的位置时，从***控制部20向电弧放电电源22发出指令，从电弧放电电极26产生电弧放电，使光纤2熔接在准直透镜11的焦点位置上。
图5是表示使本发明所涉及的两个光连接器对置，并通过螺纹部件5A、5B和弹簧6使凸缘基准面之间面对齐来实现光耦合的情况的图。此时，在左侧的光连接器和右侧的光连接器之间通过的光是正确的平行光，因此即使在接合面上产生几十μm左右的偏移，也基本不会影响耦合效率。
本发明所涉及的光连接器起到如下的优异的效果：
(1)因为对置的两个光连接器之间为空间，透镜面之间不会由于连接而彼此接触，所以即使进行多次拆装也完全不会产生劣化。
(2)因为使用了准直透镜，所以即使灰尘等附着在透镜面上，也由于准直光束直径较大(在焦点距离为1.3mm的非球面透镜的情况下大约为250μmφ左右)而不会对耦合效率产生显著的影响。
(3)因为是利用放电熔接进行的光纤接合，所以即使在车间也能够进行作业，而且能够在短时间内进行作业。
(4)采用在透镜面上蒸镀防反射膜的本发明的优选实施方式，能够将光耦合效率设为大约0.3dB以内，所以能够得到不逊色于以往的光连接器的性能。

Claims (6)

1.一种光连接器，该光连接器具有：套筒，其在中空圆筒的一个端面上配设有凸缘；准直透镜，其在压入或嵌插到该套筒中之后接合固定于所述套筒上；以及光纤，其熔接在固定于所述套筒上的状态下的所述准直透镜的与所述凸缘侧相反侧的端面上，该光连接器的特征在于，
所述凸缘的端面被加工成与光轴垂直的平面，
所述准直透镜在与所述凸缘侧相反侧的端面上具有焦点位置。
2.根据权利要求1所述的光连接器，其特征在于，所述光纤熔接在所述套筒被固定的状态下的所述准直透镜的所述焦点位置上。
3.根据权利要求1或2所述的光连接器，其特征在于，所述熔接是通过基于放电、红外激光的加热或基于微火焰的加热中的任意一种方法来进行的。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光连接器，其特征在于，所述凸缘的端面是研磨加工而成的。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光连接器，其特征在于，在所述准直透镜的透镜面上设置有防反射膜。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的光连接器，其特征在于，所述套筒是金属、氧化锆或陶瓷制的。
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