CN1206971A - 光隔离器连接装置 - Google Patents

Abstract

一种光隔离器连接装置,通过支撑第一和第二光纤的第一和第二护套端部的焊接来连接,其包括:工作台;面对地面地安装在工作台上的第一和第二准直单元,用以分别支承第一和第二护套并准直第一和第二护套;一对面对面地安装在工作台上的焊接单元,用以焊接第一和第二护套接触部分;以及控制器,用以检测第一和第二光纤的光轴的准直,并在闭环控制下基于检测信息驱动准直单元和焊接单元。

Description

光隔离器连接装置

本发明涉及连接把传送光信号的光纤组合起来的光隔离器的装置，更具体地说，涉及利用激光光束，借助于无接触焊接，连接光隔离器的装置。

在光通信领域里，光纤用作光信号传送电缆。光纤包括信号输入光纤(以下简称第一光纤)，它的一端连接光源，诸如半导体激光二极管或发光二极管(LED)，而另一端则输出光信号；以及信号输出光纤(以下简称第二光纤)，用以接收来自第一光纤的光信号并将收到的光信号传送给***。

参阅图1，第一和第二光纤10和20由光隔离器将它们彼此连接。光隔离器把从光放大器或光拾波器向前传送来的光给以通过，，而把向后反射的光予以阻断。

为此，光隔离器包括衬管11和21，用以分别支撑第一和第二光纤10和20的端部；梯度指数(GRIN)透镜12和22，分别位于衬管11和21附近，法拉弟(Faraday)旋光器13，位于GRIN透镜12和22之间，用以把光旋转45°；以及第一和第二双折射装置14和24，它位于法拉弟旋光器13的两侧。

光隔离器按如下连接。首先，支撑第一光纤10的衬管11，GRIN透镜12，以及与双折射装置14和24相结合的法拉第旋光器13彼此互相对准地***第一夹管110中。此外，支撑第二光纤20的衬管21，以及GRIN透镜22一起***第二夹管120中。

然后，第一和第二夹管110和120从空心护套100的两端***，第一和第二夹管110和120的外周沿着焊接部分S1和S2与空心护套100焊接在一起。焊接是在空心护套100中形成的众多通孔H1-H8中进行的，以确保第一和第二夹管110和120可靠连接。也就是说，从通孔H1-H8引入焊料合金，这样就在第一和第二夹管110和120的外侧表面与空心护套100的内侧表面之间形成焊接层130。

在这种光隔离器连接结构中，焊接是在空心护套的两端和通孔H1-H8上重复进行，这样就降低了工作效率。此外，由于例如焊接时铁针的接触，使第一和第二夹管110和120不易对准，因此第一和第二光纤10和20的光轴可能发生偏移。因而也就降低了光信号传送效率。这样为了校正第一和第二光纤10和20的光轴对准，要去掉焊接部分，导致生产损失。此外，焊接层130的热冲击与冷收缩也会有损于隔离器的光学特性。

为了解决上述问题，本发明的一个目的就是提供一种光隔离器连接装置，通过用最少量的焊接部分把光隔离器彼此连接，提高连接效率与光隔离器的工作可靠性。

为了实现上述目的，提供了用以焊接和连接分别支撑第一和第二光纤的第一和第二护套端部的光隔离器连接装置，该装置包括：

工作台；

面对面地安装在工作台上，用以分别支撑第一和第二护套的第一和第二准直单元，用以对准第一和第二护套使第一和第二护套的端部彼此对接；

面对面地安装在工作台上的一对焊接单元，用以对第一和第二护套的接触部分进行焊接；以及

控制器，用以检测第一和第二光纤的光轴的准直，在检测信息基础上以闭环控制方式驱动准直单元和焊接单元。

这里，第一和第二准直单元分别相对于工作台垂直地支撑第一和第二护套。

第一准直单元包括：用以旋转支撑第一护套的第一卡盘；相对于工作台水平移动第一卡盘的水平执行器。

第二准直单元包括；用以支撑第二护套的第二卡盘；相对于第一卡盘驱动第二卡盘进行往返直线运动的垂直执行器。

每一个焊接单元包括：发出光束的光源；可移动地安装在工作台上的光学***，用以将由光源发出的光束聚然在第一和第二护套的接触部分上；向接触部分供应焊料合金的焊料供给装置。

本发明的上述目的与优点通过对其优选实施例的详尽介绍，并参阅附图会更加清楚明了。附图中：

图1是传统光隔离器连接装置的原理剖面图；

图2是沿图1线II-II的横剖面图；

图3是根据本发明由光隔离器连接装置连接的光隔离器连接构件的剖面图；

图4是根据本发明的光隔离器连接装置的原理图。

图3是根据本发明用于光隔离器连接装置的改进后的光隔离器连接构件。图中与图1和相同的元件用相同的标号标识。由图可见，第一和第二光纤10和20分别由第一和第二凸缘盘31和32支撑。第一和第二凸缘盘31和32与包含法拉弟旋光器13，双折射装置14和24，以及GRIN透镜12和22的第一和第二护套210和220组合。

第一和第二护套210和220通过在接触部分P进行对接焊联接在一起，并使第一和第二空心护套对准。

第一和第二护套210和220就由本发明的光隔离器连接装置焊接在一起。

参阅图4，连接装置具有诸如防振工作台一类的工作台300；第一和第二准直单元410和420，面对面地安装在工作台300上，用以分别支撑待准直的第一和第二护套210和220；一对焊接单元510和520，面对面地在安装在工作台300上，用以焊接第一和第二护套210和220的接触部分；以及控制器600，用以检测第一和第二光纤10和20的光轴的准直，并基于检测信息以闭环控制方式来驱动第一和第二准直单元410和420以及焊接单元510和520。

第一准直单元410具有第一卡盘411，用以旋转支撑第一护套210，以及水平执行器412，诸如线性电机或XY工作台，用以在XY平面上把第一卡盘411移动到预定点的位置上。第二准直单元420具有第二卡盘421，用以支撑第二护套220，以及垂直执行器422，诸如气缸，用以使第二卡盘421相对第一卡盘411前进或后退。

焊接单元510和520包括发出光束的光源530，可移动地安装的光学***511和521，用以将光源530发出的光束聚焦在第一和第二护套210和220的接触部分P上，以及焊料供给装置512和522，用以向接触部分P上供给焊料合金。

光源530包括灯泡，诸如氙灯，用以发出柔和光束并通过连接在光学***511和521上的光纤531传输光束。

图4中标号512和522分别表示了支撑光学***512和522的支承管，标号514和524表示移动支承管512和522的驱动部件。每个驱动部件514和524都有一个气缸，线性电机或螺杆。

焊料供给装置510和520连续地向第一和第二护套210和220的接触部分P(参阅图3)供给线状焊料S。焊料供给装置安装在支承管512和522上并与之锁定。

这时，第一和第二准直单元410和420面对面地垂直安装在工作台300上，焊接单元510和520则是面对面地水平位于工作台300上。第一和第二光纤10和20，准直单元410和420，以及焊接单元510和520都连接到控制器600上，在闭环控制下，依次顺序地驱动运行。

上面介绍了本发明的光隔离器连接装置，下面介绍其工作情况。

当第一和第二护套210和220安放在第一和第二卡盘411和421上后，控制器600根据在第一和第二光纤10和20之间传送和收到的光的强度检测第一和第二光纤10和20的光轴准直情况。也就是说，控制器600用反馈方法驱动第一和第二准直单元410和420直到检测到最大的光的强度，由此准直了第一和第二光纤10和20。这种准直工作是在控制器600的控制下，通过第一卡盘411的转动，水平执行器412的水平移动，以及垂直执行器422驱动第二卡盘421所作的往返垂直运动来进行的。

当第一光纤10与第二光纤20在光轴上准直后，焊接单元510和520在控制器600的控制下同时焊接第一和第二护套210和220的接触部分P。同时，控制器600驱动驱动部件514和524来控制支承管512和522的位置，由光学***511和512将光源530发出的光束聚焦在接触部分上。

在这种状态下，与支承管512和522连锁的焊料供给装置513和523向光束聚焦点供给线状焊料S。于是第一和第二护套210和220的接触部分p通过用光束无接触焊接而连接起来。

如上所述，本发明的光隔离器连接装置使连接光隔离器的焊接点达到最少。所以连接效率达到最大，而且通过无接触焊接也提高了连接的可靠性。

Claims (12)

1.一种光隔离器连接装置，用以焊接和连接支撑第一和第二光纤的第一和第二护套端部，包括：

工作台；

第一和第二准直单元，面对面地安装在工作台上，用以分别支撑第一和第二护套，以准直第一和第二护套，使第一和第二护套的端部彼此对接；

一对焊接单元，面对面地安装在工作台上，用以焊接第一和第二护套的接触部分；

控制器，用以检测第一和第二光纤的光轴的准直，在闭环控制下基于检测信息驱动准直单元和焊接单元。

2.根据权利要求1所述的光隔离器连接装置，其中，第一和第二准直单元相对于工作台分别垂直支撑第一和第二护套。

3.根据权利要求1所述的光隔离器连接装置，其中，第一准直单元包括：

可转动地支撑第一护套的第一卡盘；以及

相对于工作台水平移动第一卡盘的水平执行器。

4.根据权利要求3所述的光隔离器连接装置，其中，水平执行器是线性电机或XY工作台。

5.根据权利要求1所述的光隔离器连接装置，其中，第二准直单元包括：

支撑第二护套的第二卡盘；以及

驱动第二卡盘相对于第一卡盘作往复直线运动的垂直执行器。

6.根据权利要求5所述的光隔离器连接装置，其中，垂直执行器是气缸。

7.根据权利要求1所述的光隔离器连接装置，其中，每一个焊接单元包括：

用以发出光束的光源；

可移动地安装在工作台上的光学***，用以将光源发出的光束聚焦在第一和第二护套的接触部分上；以及

焊料供给装置，用以向接触部分供给焊料合金。

8.根据权利要求7所述的光隔离器连接装置，其中，光学***连接到传送从光源来的光束的光纤上。

9.根据权利要求7所述的光隔离器连接装置，其中，光源包括氙灯。

10.根据权利要求7所述的光隔离器连接装置，其中，焊接单元同时焊接第一和第二护套的接触部分。

11.根据权利要求7所述的光隔离器连接装置，其中，焊料供给装置与光学***连锁安装。

12.根据权利要求1所述的光隔离器连接装置，其中，工作台是防振工作台。

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