[发明专利]微球透镜管帽制作工艺及该微球透镜管帽

说明书

技术领域

本发明涉及一种微球透镜管帽制作工艺及该微球透镜管帽。

背景技术

在光纤通信中，光收发器件通常采用透镜这种光学元件来作为耦合元件进行光学聚焦，同时还需将透镜与支撑结构件进行安装固定联接。

目前现有的透镜光窗成型技术主要有冷加工成型透镜、模压非球透镜、注塑成型透镜等，而联接技术则通常采用低温玻璃钎焊、低温合金钎焊、胶粘等工艺实现。

在具体的工艺制作过程中，或多或少具有一定的缺陷，具体表现在：

冷加工成型玻璃是将玻璃采用车、磨、滚等方式加工为设计尺寸，工艺复杂，效率低；

模压非球透镜是将玻璃熔融后在设计好的模具内模压成型，可精确实现玻璃设计面型，但是该工艺对于工艺设备、模具制作要求太高，难度较大，导致制作成本较高，单价在几十元以上，且目前国内尚未有该技术产品出现；

透镜注塑成型则是塑料制品件，成本低廉，但工作温度范围狭窄，具有强度低、寿命短、可靠性差、光功率受限等缺陷。

而低温玻璃焊接是用低温焊料将成型的玻璃光窗焊接在支撑结构件上，该工艺温度低于光窗玻璃的软化温度，因此不会造成玻璃光窗的面型改变；

胶粘工艺则采用胶粘方式将成型的玻璃光窗粘接在支撑结构件上，其缺点主要是胶粘方式导致的联接强度差、寿命短和有机污染等可靠性问题；

低温合金钎焊是用低温合金焊料将成型玻璃光窗焊接在支撑结构件上，该工艺需要将成型玻璃光窗的焊接面进行金属化预处理，工艺复杂，且对工艺控制要求高，制作成本高。

基于此，有必要对现有的微球透镜管帽工艺进行改进。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种微球透镜管帽制作工艺，将透镜光窗成型技术和联接技术合二为一，制作工艺简单，生产效率高，成品可靠性高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：一种微球透镜管帽制作工艺，其将制作微球透镜的玻璃胚料直接熔融成型于管帽上，具体工艺步骤为：

1）、模具冲压成型管帽，其表面沿周设置有用于确定微球成型曲率半径的防溢槽，待用；将制作微球透镜的玻璃切割成玻璃柱，待用；

2）、将玻璃柱装配于管帽上，在氮气的保护下以880℃～920℃温度熔融玻璃柱冷却成型于管帽上，其中，微球成型曲率半径以防溢槽的内侧壁壁沿而定；

3）、镀涂。

进一步的，所述步骤1）中的管帽在熔融前，需：

1.1)、表面处理去基体毛刺；

1.2）、超声清洗去油去氧化层；

1.3)、在氧化炉中用氮气和水混合，在管帽表面形成四氧化三铁的氧化层，其中，氮气与水的混合体积比例为5：1。

更进一步的，所述管帽采用机械抛光、滚光或振光的方式去除基体毛刺。

进一步的，所述电镀是将封接成型后的微球透镜管帽经酸洗、活化、镀镍、水洗、活化、镀镍、水洗后完成表面镀涂。

所述微球透镜焦距公式如下：

1f=(n-1)[(1R-1-r)+d(n-1)nR(-r)]]]>

式中，f-透镜焦距；n-玻璃的折射率；d-透镜厚度；R-物面透镜的曲率半径；r-像面透镜的曲率半径，其中，微球透镜为双凸透镜，该项取负值。