[发明专利]大模面积的单模光纤连接器及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大模面积的单模光纤连接器及制造方法，属光纤技术及光纤通信技术领域。

背景技术

在光纤的实际使用中经常需要将两段光纤相互对接，其实现方式有两类：熔接和采用活动连接器。采用熔接方式实现光纤对接具有对接插入损耗低、可靠性强的优点，可一旦将光纤熔接在一起，就是永久性的(除非再将其截断)，所以其灵活性很差。光纤活动连接器是实现光纤与光纤之间进行可拆卸连接的元器件，通过它可以把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量最大限度地耦合到接收光纤中去。在光纤活动连接器中，光纤预先被固定在连接器中，使用中可随时插拔，十分便捷。尽管与熔接方式相比，光纤活动连接器会引入附加插入损耗，但光纤活动连接器仍然在光纤通信和其它光纤应用领域得到十分广泛的应用。光纤活动连接器是光纤系统中使用量最大的光无源器件，广泛应用于通信、局域网(LAN)、光纤到户(FTTH)、高质量视频传输、光纤传感和测试仪器仪表中。随着光纤技术的不断发展，各种不同类型的光纤活动连接器相继出现。据不完全统计，目前已有的光纤活动连接器的种类已达几十种，其中最为常用的有FC、SC、LC和MT-RJ等类型的连接器。采用这些光纤活动连接器可以实现同一种光纤的对接，而对不同类型光纤的对接则会引入很大的插入损耗。此外，现有光纤活动连接器的通光孔径即为光纤纤芯直径，对于单模光纤，其纤芯直径一般很小。例如普通1550nm单模光纤的纤芯直径约为10微米。如在活动连接器端面有微尘，则容易将通光孔径遮挡，而无法通光。所以必须保证光纤活动连接器端面的清洁，如有灰尘则需使用专用的工具擦试。再有，现有光纤活动连接器用于传输高功率的光信号时，经常会出现因活动连接器端面的功率密度过高而使其端面损坏的现象。为解决上述问题，一种方法是在单模光纤前端粘接一个折射率渐变(GRIN)透镜，以将由单模光纤出射的光束扩展并准直。该方法的效果是显而易见的，但在制作上须将折射率渐变透镜与光纤进行精确对准再进行粘接，难以与现有的光纤活动连接器的制作工艺相结合。另外一种方法是采用机械加工或是热熔方法在单模光纤前端加工出球状的微透镜。虽然该方法实现了单模光纤与扩束透镜的一体化，但却无法实现对接光纤端面的物理接触，即无法消除菲涅尔反射，难以控制回波损耗，因此也没有得到广泛应用。在单模光纤前端熔接一段折射率渐变的多模光纤是另外一种实现使单模光纤模场扩展的方法，但由于多模光纤包层的存在，使扩束效果受到限制。所以，目前仍然需要一种能够采用现有工艺制作大模面积的单模光纤连接器的制造方法，同时也需要有一种标识方法以将大模面积的单模光纤连接器与普通的光纤活动连接器加以区分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大模面积的单模光纤连接器及制造方法。该大模面积的单模光纤连接器，不但端面易保证清洁，通光不易受外界环境影响，而且与现有的其它光纤活动连接器能实现相配连接，其制造方法简单。

本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种大模面积的单模光纤连接器，它包括金属的或陶瓷的插针，在插针的周向配置连接固定头，在插针中心阶梯孔内由粘结剂固接单模光纤，插针之外的单模光纤上嵌套橡胶尾套，其特征在于，插针内的单模光纤熔接直径与该单模光纤包层直径相同的折射率渐变透镜，折射率渐变透镜的外端与插针的垂直端面或斜端面平齐，在单模光纤连接器的橡胶尾套上制有色环。

上述的大模面积的单模光纤连接器的制造方法，其特征在于包括以下过程：

1)将直径与单模光纤包层直径相同的阶跃型多模光纤在温度1100℃～1150℃下进行纤芯掺杂元素的热扩散，形成沿着中心轴线径向向外减小折射率渐变透镜；

2)使用光纤熔接机将单模光纤与步骤1)制得的折射率渐变透镜熔接在一起；

3)依据由单模光纤出射的光经折射率渐变透镜后，要求达到光束直径在折射率渐变透镜端面达到最大、并与折射率渐变透镜的直径相同、同时与其中心轴线平行的条件，将折射率渐变透镜在预定长度处切断；

4)将单模光纤与折射率渐变透镜组合件用粘接剂固定在金属或陶瓷插针内的中心阶梯孔内，折射率渐变透镜的端面与插针的端面平齐，并对插针端面进行研磨抛光处理，在插针周向配置螺纹固定头，在单模光纤上嵌套橡胶尾套加印色环，制成大模面积单模光纤连接器。