[发明专利]密闭式光纤对准组件有效

专利信息
申请号: 201380025944.8 申请日: 2013-04-11
公开(公告)号: CN104487879B 公开(公告)日: 2017-03-08
发明(设计)人: 李书和;R.R.瓦兰斯;M.K.巴诺斯基 申请(专利权)人: 纳米精密产品股份有限公司
主分类号: G02B6/36 分类号: G02B6/36;G02B6/42;G02B6/38
代理公司: 北京市柳沈律师事务所11105 代理人: 赵燕青
地址: 美国加利*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 密闭式 光纤 对准 组件
【说明书】:

优先权要求

本申请要求在2012年4月11日提交的编号为61/623,027的美国临时专利申请和在2012年9月10日提交的编号为61/699,125的美国临时专利申请的优先权,其通过引用完全并入,如同在本文中完全阐述的。下面提到的所有出版物都通过引用完全并入,如同在本文中完全阐述的。

政府权利

本发明是以在由海军空中作战中心飞行器部门(NAVAL AIR WARFARE CTR AIRCRAFT DIVISION)授予的编号为N68335-12-C-0123的合同下的政府支持而取得的。政府对本发明具有一定的权利。

技术领域

本发明涉及光纤套箍结构,具体地涉及包括用于对准光纤的套箍的密闭式光纤对准组件。

背景技术

鉴于用于现代数据传输(例如,用于高清晰度视频数据)的日益增长的带宽需求,光纤信号传输在数据通信中已经变得无处不在。光信号通过光纤和相关连接器以及交换机的网络在光纤上被传输。对于给定的物理尺寸/空间,光纤与铜线相比表现出显著更高带宽的数据传输能力和较低的信号损失。

在光纤信号传输中,光信号和电信号的转化在超出光纤终止端的地方发生。具体地,在光纤的输出端,来自光纤的光线被转换接收器探测到并且转化为电信号用于下游进一步的数据处理(即光至电的转化)。在光纤的输入端,电信号通过转换发射器被转化为要输入光纤中的光(即电至光的转化)。

所述光电器件(接收器和发射器以及相关光学元件和电子硬件)包含在光电模块或封装中。光纤通过设置在壳体壁中的开口从光电模块的壳体外部导入。光纤的端部光学地耦合到保持在壳体内的光电器件。馈通元件支撑光纤穿过壁开口的部分。对于各种应用,人们期望的是密闭地密封光电器件在光电模块的壳体内,以保护部件免受腐蚀性介质、湿气等之害。由于光电模块的封装必须密闭地密封为一体,所述馈通元件必须被密闭地密封,从而使光电模块壳体内的电光部件被可靠地和连续地保护而免受环境之害。

以往,密闭式馈通件是以限定大间隙的圆柱形套筒的形式,光纤的一部分通过所述间隙穿过。光纤延伸超出所述套筒进入光电模块。光纤的端部终止在套箍(从套筒分离)中,其与设置在其中的光电器件对准。诸如环氧树脂的密封材料被施加以密封在光纤与套筒的内壁之间的间隙空间。所述套筒被插入到在光电模块壳体中的开口,并且所述开口典型地通过焊接套筒的外壁到壳体上而被密封。套筒的外壁可以是镀金的,以便利于焊接并且提高耐腐蚀性。

鉴于套筒与光纤之间的大间隙以及使用环氧树脂来密封这样的间隙(即光纤外壁与套筒内壁之间的环氧树脂层),所述套筒不以相对于所述套筒的任何位置对准支撑光纤。鉴于密封材料提供了对保持在其中的光纤部分的应力和应变消除,脆性光纤不容易在处理过程中断裂。套筒基本上用作护环或管道,其被密封到所述光电模块壳体,并以在所述套筒内以密闭式密封穿过所述光纤。如下面所指出的,光纤的端部需要借助于套箍而在可接受的公差范围内对准到光电器件。

为了光学地耦合光纤的输入/输出到光电模块中的光电器件,诸如透镜和反射镜的光学元件需要准直和/或聚焦来自光源(如激光)的光到光纤的输入端,并且需要准直和/或聚焦来自光纤输出端的光到接收机。为了实现可接受的信号电平,所述光纤的端部必须以高公差精确地对准到发射器和接收器,因而光纤被精确地对准到相对于所述发射器和接收器支撑的光学元件。在过去,鉴于以可接受的公差实现需要的光学对准所需的内部光学元件和结构,包括连接端口的耦合结构设置在密闭式密封的光电模块的壳体内,端接光纤端部的套箍耦合到所述结构。因此,发射器和接收器以及相关的光学元件和连接结构通常是笨重的,其占用显著的空间,从而使它们不适合于在较小的电子设备中使用。迄今为止,包含发射器和接收器的光电模块通常是相当昂贵的,并且在尺寸上对于给定的端口数量通常相当大。鉴于光纤是脆性的,因而在物理地连接到在光电模块内的耦合结构期间和之后,必须小心地处理并避免在馈通套筒处的损坏。在光纤断裂的情况下,更换所述密闭式光纤馈通件所焊接到的整个光电模块一直是行业惯例。光纤相对于发射器和接收器的连接和光学对准必须以亚微米级的精度来装配,并且所述部件必须以亚微米级的精度来制造,并且应该能够以完全自动化、高速的工艺而经济地生产。

现有的光纤数据传输的上述缺点在多通道光纤传输中都加剧了。

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